UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA CARRERA DE...

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE:

INGENIERO QUÍMICO

TEMA:

AUTORES:

GEORGE FABRIZZIO ARIAS FUENTES

MARÍA JOSÉ VALLEJO GRACIA

TUTORA:

ING. CARMEN EMPERATRIZ LLERENA MSC.

GUAYAQUIL - ECUADOR

JUNIO 2020

DESARROLLO DE MASAS PANIFICABLES PRECOCIDAS CONGELADAS

SUSTITUYENDO PARCIALMENTE LA HARINA DE TRIGO CON HARINA DE

CENTENO Y ARROZ INTEGRAL

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL



REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TRABAJO DE TITULACIÓN

TÍTULO Y SUBTÍTULO:

Desarrollo de masas panificables precocidas congeladas sustituyendo

parcialmente la harina de trigo con harina de centeno y arroz integral.

AUTOR(ES)

(apellidos/nombres):

Arias Fuentes George Fabrizzio

Vallejo Gracia María José

REVISOR(ES)/TUTOR(ES)

(apellidos/nombres):

Carmen Emperatriz Llerena Msc.

INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil

UNIDAD/FACULTAD: Ingeniería Química

MAESTRÍA/ESPECIALIDAD:

GRADO OBTENIDO: Ingeniero Químico

FECHA DE PUBLICACIÓN: No. DE PÁGINAS: 149

ÁREAS TEMÁTICAS: Tecnología, proceso y desarrollo industrial.

PALABRAS CLAVES/

KEYWORDS:

Mezclas, aceptabilidad, fibra , proteína, grasa

RESUMEN/ABSTRACT (150-250 palabras):

El siguiente estudio se basa en el desarrollo de masas panificables precocidas congeladas sustituyendo

parcialmente la harina de trigo con harina de centeno y arroz integral. Se utilizó el software design expert

para obtener un diseño de mezclas, permitiendo la caracterización de las mezclas de harina tanto en calidad

del almidón, como en su composición físico-química. No obstante, se realizaron panes con las fórmulas

establecidas para tomar en cuenta la aceptabilidad sensorial. Obtenido los resultados de los parámetros de

IAA, proteínas y la aceptabilidad sensorial, por medio de design expert se seleccionaron las dos mejores

formulaciones. Posteriormente, se seleccionó la mejor mezcla utilizando el software statgraphic donde

presento una diferencia significativa entre los parámetros fibra, grasa, proteínas y la aceptabilidad de las

dos fórmulas seleccionadas, de tal manera que se pudo elegir la mejor mezcla para luego determinar los

tiempos de precocción y concluir con una congelación.

iii

ADJUNTO PDF:

SI

NO

CONTACTO CON

AUTOR/ES:

Teléfono:

0969733071

0997142242

E-mail:

[email protected]

[email protected]

CONTACTO CON LA

INSTITUCIÓN:

Nombre: Universidad de Guayaquil- Facultad de Ingeniería Química

Teléfono: 04-229-2949

E-mail: [email protected]

X

iv

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

http://[email protected]

AGRADECIMIENTO

Agradezco primeramente a Dios por ser el motor principal durante esta etapa de estudio, ser mi

guía en los momentos de dificultad y permitirme cumplir esta meta. Agradezco a mis padres por

todo su amor, apoyo y valores inculcados para lograr ser la persona que soy en estos momentos.

Agradezco a mi tutora de tesis la Ing. Carmen Llerena por aportar con su experiencia y

conocimiento para llevar a cabo este trabajo de titulación con éxito. A mi amiga y compañera de

tesis María José Vallejo por su paciencia y apoyo durante este tiempo formando un excelente

equipo de trabajo. A los docentes, en especial al Ing. Carlos Muñoz Cajiao por la calidad de persona

que es y por compartir sus conocimientos que me servirán a nivel profesional.

Agradezco a la Lcda. Olanda y Lcdo. Rodolfo Zamora por las facilidades brindadas para realizar

la parte experimental en el área de panadería del Instituto de Investigaciones.

George Arias Fuentes

ix

DEDICATORIA

Este trabajo se lo dedico principalmente a Dios por darme vida, salud y sabiduría durante el trayecto

de la carrera universitaria.

A mis padres Jorge Arias y Francisca Fuentes por el sacrificio que han hecho durante toda la carrera

para verme triunfar, enseñándome que nada es fácil y que hay que luchar para conseguir lo que uno

se plantea en la vida. A mi hermano Leandro Arias por su apoyo constante en los momentos

difíciles y motivarme siempre a ser un profesional con conocimientos netos en química, este triunfo

va para ustedes.

A mi novia Sara Vera por ser un gran apoyo durante mi vida, por creer siempre en mí, por su amor

incondicional y concejos sin límites para hacer las cosas bien.

George Arias Fuentes

x

AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por sus infinitas bendiciones y amor incondicional.

A mis padres Johanna y Eduardo por su inmenso cariño, confianza, esfuerzo a diario y apoyo en

el transcurso de mi carrera.

A mi tía Fernanda Mendoza por su inmensurable cariño y apoyo.

A mis hermanos Chelsea, Jostin, Erick y Kaylee porque han sido el motor para esforzarme cada

día y ser un ejemplo para ellos.

A mi abuela Mirian y mi tío Javier que Dios los tenga en su gloria, por sus consejos e infinito

amor.

A la ingeniera Carmen Llerena por brindarnos su apoyo y aportarnos conocimientos en el

desarrollo de la tesis.

A mi amigo y compañero de tesis George Arias por formar un excelente equipo de trabajo.

María José Vallejo Gracia

xi

DEDICATORIA

Este trabajo de Titulación es dedicado a Dios y mi familia porque sin ellos nada hubiera sido

posible.

María José Vallejo Gracia

xii

ÍNDICE DE CONTENIDO

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA……………………….......iii

ACUERDO DEL PLANTUTORÍA DE TRABAJO DE TITULACIÓN………………….....v

CERTIFICADO PORCENTAJE DE SIMILITUD…………………………………………..vi

INFORME DOCENTE REVISOR…………………………………………………………....vii

LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO COMERCIAL DE LA OBRA CON

FINES NO ACADÉMICOS…………………………………………………………………..viii

AGRADECIMIENTO……………………………………………………………….................ix

DEDICATORIA………………………………………………………………………...............x

AGRADECIMIENTO………………………………………………………………………….xi

DEDICATORIA……………………………………………………………………………......xii

ÍNDICE DE TABLAS…………………………………………………………………….......xviii

ÍNDICE DE FIGURAS…………………………………………………………………….......xix

RESUMEN…………………………………………………………………………………........xx

ABSTRACT…………………………………………………………………………………….xxi

INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 1

CAPITULO 1 ................................................................................................................................. 2

1. GENERALIDADES DE LA INVESTIGACIÓN ............................................................... 2

1.1. Tema ................................................................................................................................. 2

1.2 Planteamiento del problema .......................................................................................... 2

1.3 Objetivos de la investigación .......................................................................................... 4

1.3.1 Objetivo General ........................................................................................................ 4

1.3.2 Objetivo Específicos .................................................................................................. 4

1.4 Justificación ..................................................................................................................... 4

1.4.1 Justificación Teórica .................................................................................................. 4

1.4.2 Justificación Práctica ................................................................................................. 5

1.5 Limitación del estudio ..................................................................................................... 5

1.5.1 Limitación espacial .................................................................................................... 5

1.5.2 Limitación temporal .................................................................................................. 5

1.5.3 Limitación geográfica ................................................................................................ 6

1.6 Hipótesis ........................................................................................................................... 7

1.7 Variables .......................................................................................................................... 7

1.7.1 Variable independiente .............................................................................................. 7

1.7.2 Variable dependiente ................................................................................................. 7

1.8 Operacionalización de Variables ................................................................................... 8

CAPITULO II .............................................................................................................................. 10

2. Marco Referencial ............................................................................................................... 10

2.1. Marco Teórico ................................................................................................................... 10

2.1.1 Generalidades del pan ............................................................................................... 10

2.1.2 Tipos de pan ............................................................................................................... 10

2.1.2.1 Pan común ............................................................................................................ 10

2.1.2.2 Pan especial .......................................................................................................... 10

2.1.2.3 Pan integral .......................................................................................................... 11

2.1.2.4 Pan integral especial............................................................................................. 11

2.1.3 Materia prima ............................................................................................................ 11

2.1.3.1 Harina de trigo (Triticum aestivum L).................................................................. 11

2.1.3.2 Harina de Centeno (Secale cereale) ..................................................................... 13

2.1.3.3 Harina de Arroz integral (Oriza sativa) ............................................................... 15

2.1.4 El almidón en las harinas .......................................................................................... 16

2.1.4.1 Problemas del almidón ......................................................................................... 16

2.1.5 Amilasas ..................................................................................................................... 17

2.1.6 Propiedades reológicas de la masa ........................................................................... 17

2.1.6.1 Equipo Mixolab de Chopin .................................................................................. 18

2.1.6.2 Mixolab standard ................................................................................................. 18

2.1.6.3 Mixolab Profiler ................................................................................................... 20

2.1.7 Proceso de elaboración del pan ................................................................................ 21

2.1.7.1 Pesado de materia prima ...................................................................................... 22

2.1.7.2 Mezcla de los ingredientes ................................................................................... 22

2.1.7.3 Primera fermentación ........................................................................................... 22

2.1.7.4 División de las masas y Boleo ............................................................................. 23

2.1.7.5 Segunda fermentación .......................................................................................... 23

2.1.7.6 Etapa de cocción .................................................................................................. 23

2.1.7.7 Precocido del pan ................................................................................................. 23

2.1.7.8 Congelación ......................................................................................................... 24

2.1.7.9 Método de congelación instantánea ..................................................................... 24

2.1.8 Proceso bioquímico para el desarrollo del pan (Embden – Meyerhof) ................ 24

2.1.9 Ingredientes usados en el proceso de panificación ................................................. 25

2.1.9.1 Agua ..................................................................................................................... 25

2.1.9.2 Levadura .............................................................................................................. 26

2.1.9.3 Azúcar .................................................................................................................. 26

2.1.9.4 Sal ........................................................................................................................ 26

2.1.9.5 Huevos ................................................................................................................. 26

2.1.9.6 Grasa .................................................................................................................... 27

2.1.10 Aditivos usados en el proceso de panificación ........................................................ 27

2.1.10.1 Mejorador ............................................................................................................. 27

2.1.10.2 Conservantes ........................................................................................................ 27

2.1.11 Pruebas de evaluación sensorial ............................................................................... 28

2.1.11.1 Evaluación sensorial ............................................................................................ 28

2.1.12 Softwares utilizados ................................................................................................... 28

2.1.12.1 Desing Expert ....................................................................................................... 28

2.1.12.2 Statgraphics .......................................................................................................... 29

2.1 Marco conceptual ............................................................................................................. 29

2.2.1 Acidez Titulable y pH ............................................................................................... 29

2.2.2 Volumen específico del pan ...................................................................................... 29

2.2.3 Proteínas ..................................................................................................................... 29

2.2.4 Humedad .................................................................................................................... 29

2.2.5 Cenizas ........................................................................................................................ 30

2.2.6 Grasas ......................................................................................................................... 30

2.2.7 Fibra dietaría ............................................................................................................. 30

2.2.8 Propiedades de Hidratación del almidón ................................................................ 30

2.2.8.1 Capacidad de ligación del agua (CLA) ................................................................ 30

2.2.8.2 Volumen de hinchamiento (VH) .......................................................................... 31

2.2.8.3 Capacidad de retención del agua (CRA) .............................................................. 31

2.2.8.4 Índice de solubilidad en agua (ISA) ..................................................................... 31

2.2.8.5 Índice de absorción de agua (IAA) ...................................................................... 32

2.2.8.6 Capacidad de absorción del aceite (CAA) ........................................................... 32

2.3 Marco contextual .............................................................................................................. 33

CAPITULO III ............................................................................................................................. 34

3. Metodología y desarrollo experimental ............................................................................. 34

3.1 Marco Metodológico ......................................................................................................... 34

3.1.1 Investigación experimental ....................................................................................... 34

3.1.2 Investigación bibliográfica ....................................................................................... 35

3.2 Materiales y métodos ........................................................................................................ 35

3.2.1 Materias primas ......................................................................................................... 35

3.3 Diseño experimental ...................................................................................................... 36

3.4 Caracterización de las mezclas de harinas ................................................................. 37

3.4.1 Capacidad de retención de agua (CRA)................................................................... 37

3.4.2 Índice de absorción de agua (IAA) .......................................................................... 38

3.4.3 Volumen de hinchamiento (VH) ............................................................................. 38

3.4.4 Capacidad de absorción de aceite (CAA) ................................................................ 38

3.4.5 Capacidad de ligación de agua (CLA) ..................................................................... 38

3.4.6 Índice de solubilidad en agua (ISA) ........................................................................ 39

3.4.7 Análisis físico químico de las mezclas de harina .................................................... 39

3.5 Selección de las mejores mezclas ................................................................................. 41

3.6 Desarrollo de las formulaciones en la producción de pan ......................................... 42

3.7 Indicadores de calidad del pan .................................................................................... 42

3.7.1 Determinación de volumen específico del pan ........................................................ 42

3.7.2 Determinación de Textura del pan ........................................................................... 43

3.7.3 Análisis de color del pan ......................................................................................... 43

3.8 Análisis sensorial del pan ............................................................................................. 43

3.8.1 Prueba Descriptiva ................................................................................................... 43

3.8.2 Prueba Hedónica ...................................................................................................... 44

3.9 Evaluación de aceptabilidad del pan con las mezclas propuestas ............................ 44

3.10 Análisis reológicos de las mejores formulaciones – mixolab. .................................... 44

3.11 Caracterización fisicoquímica del pan ........................................................................ 44

3.11.1 Determinación de proteína ....................................................................................... 45

3.11.2 Determinación de grasa ........................................................................................... 45

3.11.3 Determinación de fibra dietaria ............................................................................... 45

3.11.4 Determinación de cenizas ........................................................................................ 46

3.11.5 Determinación de humedad ..................................................................................... 46

3.12 Determinación del tiempo de precocción .................................................................... 47

3.14 Diagrama de flujo de obtención del pan – método de esponja ................................. 48

3.15 Evaluación de costos ..................................................................................................... 49

CAPITULO IV ............................................................................................................................. 50

4. Análisis de resultados .......................................................................................................... 50

4.1 Balance de Materia ............................................................................................................ 50

4.2 CARACTERIZACIÓN DE LAS HARINAS ................................................................. 53

4.2.1 Resultado de propiedades de hidratación de las harinas ....................................... 53

4.2.2 Análisis de acidez titulable ....................................................................................... 55

4.2.3 Análisis de pH ............................................................................................................ 56

4.2.4 Análisis de proteínas ................................................................................................. 56

4.2.5 Análisis de cenizas ..................................................................................................... 57

4.2.6 Análisis de humedad ................................................................................................. 58

4.3 CARACTERIZACIÓN DEL PAN .................................................................................. 58

4.3.1 Análisis de color ......................................................................................................... 58

4.3.2 Análisis del perfil de textura .................................................................................... 60

4.3.3 Volumen específico .................................................................................................... 61

4.3.4 Determinación de pH ................................................................................................ 62

4.3.5 Determinación de humedad ...................................................................................... 63

4.3.6 Análisis sensorial afectivo ......................................................................................... 64

4.4 Selección de las mejores fórmulas por medio del software - design-expert versión 11

65

4.5 Análisis reológico de las harinas seleccionadas .............................................................. 72

4.6 Análisis de fibra y grasa de las harinas seleccionadas................................................... 75

4.7 Análisis sensorial descriptivo cuantitativo ..................................................................... 76

4.8 Selección de la mejor mezcla ........................................................................................... 77

4.9 Análisis físico – químico de la formula final .................................................................. 79

4.10 Determinación del tiempo de precocción ideal para la fórmula seleccionada. ........... 79

4.11 Desarrollo de la etiqueta del producto final con forme a la normativa vigente. ......... 80

4.12 Costos de producción del pan .......................................................................................... 81

CAPÍTULO V .............................................................................................................................. 82

CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 82

RECOMENDACIONES ............................................................................................................. 82

BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 83

ANEXOS ....................................................................................................................................... 92

ANEXO A: Cálculos ................................................................................................................. 92

ANEXO B: Evaluación de la escala sensorial ........................................................................ 102

ANEXO C: Evidencias ........................................................................................................... 104

ANEXO D ............................................................................................................................... 114

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Taxonomía del trigo ........................................................................................................ 11

Tabla 2. Composición de la harina de trigo .................................................................................. 12

Tabla 3. Taxonomía del centeno ................................................................................................... 14

Tabla 4. Composición de la harina de centeno ............................................................................. 14

Tabla 5. Taxonomía del arroz integral .......................................................................................... 15

Tabla 6. Composición del arroz integral ...................................................................................... 16

Tabla 7. Rango para cada componente ......................................................................................... 36

Tabla 8. Formulaciones obtenidas por el programa Design-Expert versión 11. .......................... 37

Tabla 9. Formulación para la producción de pan ......................................................................... 42

Tabla 10. Factores de lang ............................................................................................................ 49

Tabla 11. Propiedades de hidratación de harinas .......................................................................... 53

Tabla 12. Análisis de acidez en las harinas ................................................................................... 55

Tabla 13. Análisis de potenciometría de las harinas ..................................................................... 56

Tabla 14. Análisis de proteínas de las mezclas de harinas ........................................................... 56

Tabla 15. Análisis de cenizas de las harinas ................................................................................. 57

Tabla 16. Análisis de humedad de las harinas .............................................................................. 58

Tabla 17. Análisis de color de las diferentes fórmulas de pan. ..................................................... 58

Tabla 18. Prueba de perfil de textura de las diferentes fórmulas de pan ...................................... 60

Tabla 19. Volumen específico de las fórmulas de pan según el diseño de experimento .............. 61

Tabla 20. Análisis de pH de las fórmulas de pan según el diseño de experimento ...................... 62

Tabla 21. Análisis de humedad de las fórmulas de pan según el diseño de experimento. ........... 63

Tabla 22. Análisis sensorial afectivo – prueba hedónica .............................................................. 64

Tabla 23. ANOVA para IAA ........................................................................................................ 65

Tabla 24. Resultados para IAA ..................................................................................................... 66

Tabla 25. ANOVA para Proteina ................................................................................................. 68

Tabla 26. Resultados para proteínas ............................................................................................. 69

Tabla 27. Análisis numérico óptimo ............................................................................................. 70

Tabla 28. Soluciones encontradas ................................................................................................. 71

Tabla 29. Datos de análisis de reología en mixolab ..................................................................... 72

Tabla 30. Promedio de los datos de análisis de reología en mixolab ........................................... 73

Tabla 31. Análisis de fibra, proteínas y grasa de las muestras seleccionadas .............................. 75

Tabla 32. Análisis sensorial del perfil descriptivo cuantitativo .................................................... 76

Tabla 33. Análisis de varianza ...................................................................................................... 77

Tabla 34. Método: 95,0 porcentaje LSD ....................................................................................... 78

Tabla 35. Diferencias estimadas entre cada par de medias ........................................................... 78

Tabla 36. Análisis físico- químico de la formula final ................................................................. 79

Tabla 37. Costo de producción del pan ........................................................................................ 81

Tabla 38. Costos de materias primas e insumos .......................................................................... 96

Tabla 39. Equipos y utensilios ...................................................................................................... 96

Tabla 40. Suministros ................................................................................................................... 97

Tabla 41. Costos de mano de obra directa ................................................................................... 97

Tabla 42. Costos indirectos ........................................................................................................... 97

xviii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Curva standard del mixolab .......................................................................................... 18

Figura 2. Mixolab Profiler ............................................................................................................ 20

Figura 3. Fermentación alcohólica .............................................................................................. 25

Figura 4. Resultado de coordenadas (x,y) para el control 100 % harina de trigo ......................... 59

Figura 5. Coordenadas X,Y,Z en el software openRGB ............................................................. 60

Figura 6. Gráfico radial del análisis sensorial descriptivo cuantitativo ....................................... 76

Figura 7. Etiqueta del producto final ............................................................................................ 80

Figura 8. Muestra de pan ............................................................................................................ 104

Figura 9. Adición de semillas de quinua .................................................................................... 104

Figura 10. Lectura de volumen ................................................................................................... 104

Figura 11. Muestras .................................................................................................................... 105

Figura 12. Lectura de ph ............................................................................................................. 105

Figura 13. Digestión ................................................................................................................... 105

Figura 14. Destilación ................................................................................................................. 106

Figura 15. Titulación .................................................................................................................. 106

Figura 16. Análisis de textura ..................................................................................................... 106

Figura 17. Masa madre ............................................................................................................... 107

Figura 18. Elaboración de la masa madre ................................................................................... 107

Figura 19. Masa leudada ............................................................................................................. 107

Figura 20. Pesaje ......................................................................................................................... 107

Figura 21. Boleado ...................................................................................................................... 107

Figura 22. Horneado ................................................................................................................... 108

Figura 23. Fórmula 1 .................................................................................................................. 108

Figura 24. Fórmula 2 .................................................................................................................. 108

Figura 25. Fórmula 3 .................................................................................................................. 109

Figura 26. Fórmula 4 .................................................................................................................. 109

Figura 27. Fórmula 5 .................................................................................................................. 109

Figura 28. Fórmula 6 .................................................................................................................. 109

Figura 29.Fórmula 7 .................................................................................................................. 110

Figura 30. Fórmula 8 .................................................................................................................. 110

Figura 31. Fórmula 9 .................................................................................................................. 110

Figura 32. Fórmula 10 ................................................................................................................ 110

Figura 33. Fórmula 11 ................................................................................................................ 111

Figura 34. Fórmula 12 ................................................................................................................ 111

Figura 35. Fórmula 13 ................................................................................................................ 111

Figura 36. Evaluación sensorial realizada por expertos ............................................................. 112

Figura 37. Pan precocido fórmula final ...................................................................................... 112

Figura 38. Congelación instantánea en la empresa nice lab ....................................................... 113

xix



“DESARROLLO DE MASAS PANIFICABLES PRECOCIDAS CONGELADAS

SUSTITUYENDO PARCIALMENTE LA HARINA DE TRIGO CON HARINA DE

CENTENO Y ARROZ INTEGRAL”

Autor: Arias Fuentes George Fabrizzio; Vallejo Gracia María José

Tutor: Ing. Carmen Llerena Ramírez, MSc

Resumen

El siguiente estudio se basa en el desarrollo de masas panificables precocidas congeladas

sustituyendo parcialmente la harina de trigo con harina de centeno y arroz integral. Se utilizó el

software design expert para obtener un diseño de mezclas, permitiendo la caracterización de las

mezclas de harina tanto en calidad del almidón, como en su composición físico-química. No

obstante, se realizaron panes con las fórmulas establecidas para tomar en cuenta la aceptabilidad

sensorial. Obtenido los resultados de los parámetros de IAA, proteínas y la aceptabilidad sensorial,

por medio de design expert se seleccionaron las dos mejores formulaciones. Posteriormente, se

seleccionó la mejor mezcla utilizando el software statgraphic donde presento una diferencia

significativa entre los parámetros fibra, grasa, proteínas y la aceptabilidad de las dos fórmulas

seleccionadas, de tal manera que se pudo elegir la mejor mezcla para luego determinar los tiempos de precocción y concluir con una congelación.

Palabras Claves: Mezclas, aceptabilidad, fibra , proteína, grasa

xx



“DEVELOPMENT OF FROZEN PRECIFIED BREADFUL MASSES PARTIALLY

REPLACING WHEAT FLOUR WITH CENTENOUS FLOUR AND INTEGRAL

RICE”

Author: Arias Fuentes George Fabrizzio; Vallejo Gracia María José

Advisor: Ing. Carmen Llerena Ramírez, MSc

Abstract

The following study is based on the development of frozen pre-cooked bread doughs, partially

replacing wheat flour with rye flour and brown rice. Check the software design expert to obtain

a mixture design, it will have the characterization of the flour mixtures both as starch, as in its

physicochemical composition. However, panels with the established formulas are needed to

take into account sensory acceptability. Obtained the results of the parameters of IAA, proteins

and sensory acceptability, through the design expert the two best formulations were selected.

Subsequently, the best mixture can be selected using the statistical software where there is a

significant difference between the parameters of fiber, fat, proteins and the acceptability of the

two selected variables, so that the best mixture could be chosen to then determine the

precooking times and conclude with a freeze.

Keywords: Mixtures, acceptability, fiber, protein, grease

xxi

1

INTRODUCCIÓN

Para muchas civilizaciones el pan es un alimento básico en la dieta diaria debido a sus

características nutritivas (Silva, Alvarado, Liliana Cortez, & Luna, 2018), sin embargo, esto

depende de la calidad de los ingredientes y aditivos que lo componen (Velasquez & Obando,

2017).

El pan está elaborado principalmente de harina de trigo, el cual es un cereal perteneciente a las

gramíneas, se caracteriza por ser muy versátil y además contiene carbohidratos, proteínas,

grasas, minerales y vitaminas, siendo estos los cinco nutrientes más importantes que necesita

el organismo para su debido funcionamiento (Silva, Alvarado, Liliana Cortez, & Luna, 2018).

El Ministerio de Industrias y Productividad afirma que Ecuador no es un país productor de

trigo, importando así el 98% de este cereal para satisfacer la demanda existente en el país, por

ello en los procesos de panificación al sustituir parcialmente la harina de trigo con harinas

provenientes de cereales andino se podrá disminuir las importaciones además que logra

aumentar el valor nutricional a las masas panificables (Silva, Alvarado, Liliana Cortez, & Luna,

2018).

Una de las harinas provenientes de cereales andinos más apropiadas para procesos de

panificación es la harina de centeno ya que proporciona sabor y un aroma particular que tiende

agradar a los consumidores, no obstante, este cereal posee un alto contenido de fibra, ácidos

fenólicos y otros compuestos bioactivos (Anticona, 2017).

2

CAPITULO 1

1. GENERALIDADES DE LA INVESTIGACIÓN

1.1. Tema

Desarrollo de masas panificables precocidas congeladas sustituyendo parcialmente la harina de

trigo con harina de centeno y arroz integral.

1.2 Planteamiento del problema

La producción de pan en Ecuador se realiza de manera industrial, semi industrial, y artesanal,

correspondiendo el 10%, 18%, 72% respectivamente de la producción de pan total del país.

Uno de los problemas que trae consigo la producción del pan es que el Ecuador no es un país

productor del trigo, importando el 98% para satisfacer la demanda anual, el 2% restante es lo

que se produce. El consumo de trigo es 774000 toneladas de harina de trigo, la importación

anual es aproximadamente 624000 toneladas (Aguayo, 2017). Por otro lado, el costo de los

insumos importados afecta directamente al precio del producto (Andrade, 2011).

El centeno tiene la ventaja de producir cosechas en condiciones climáticas desfavorables, se

produce este cereal a escala mundial en un 5% menor en comparación con el trigo. La harina

de este cereal se usa en la elaboración del pan, al mezclarse con otros tipos de harinas en

diferentes proporciones se podría obtener un pan con optimas características nutricionales. Esto

se debe a que es una fuente rica en carbohidratos, fibra, proteínas y minerales (León K. , 2019).

El centeno tiene múltiples beneficios para la salud en comparación con otros cereales, tiene el

índice glucémico bajo, esto beneficia a las personas que padecen de diabetes a mantener estable

la glucemia en la sangre. Así mismo tiene una fuente alta de fibra soluble que permite la

reducción del colesterol (FAO, 2018). Estudios confirman que el centeno ayuda a tratar los

síntomas de estreñimiento debido a su alto contenido de fibra y el consumo de granos enteros

puede prevenir enfermedades cardiovasculares y enfermedades como el cáncer colorrectal

(Göran, Andersson, Jonsson, Hanhineva, & Kolehmainen, 2018).

El arroz es uno de los cereales que más se consume en el mundo al tener un contenido alto de

prebióticos, probióticos, ácidos grasos omega-3. La parte de salvado del arroz es rica en fibra

dietética, minerales y vitaminas de complejo B. Sus proteínas están compuestas de globulinas,

prolaminas y albuminas. En las regiones tropicales este cereal es de bajo costo y rinde

3

eficientemente (Mercedes & Haros, 2016). La producción nacional de Ecuador de arroz en el

2018 fue de 1.350.093 toneladas, siendo uno de los mayores productores de américa del sur

(ESPAC, 2019). Realizar harina de este cereal da una alternativa de sustitución económica,

saludable y nutricional para la elaboración de panes. El arroz integral tiene beneficios para la

salud al prevenir enfermedades como el Alzheimer, la diabetes mellitus y reduce los niveles de

colesterol en la sangre (Caceres, 2015).

Los panes elaborados con 100% de harina de trigo son consumidos con mayor frecuencia, sin

embargo llega a ser un alimento calórico con un contenido alto de carbohidratos, por otro lado,

al remplazar parcialmente el harina de trigo por harinas provenientes de cereales andinos

permite mejorar el valor nutricional del pan (Salazar, 2015), siendo la fibra uno de los

componentes principales de este, de tal manera que mejora la digestibilidad, sin afectar las

características organolépticas del mismo (Silva, Alvarado, Liliana Cortez, & Luna, 2018).

En Ecuador las industrias de panificación poseen una amplia gama de productos para satisfacer

la demanda existente (Balarezo, Patricio, 2011), sin embargo, los consumidores no llegan a

disfrutar de todas las características organolépticas del pan, mediante el pan precocido

congelado las personas pueden lograr percibir aquellas características que este producto

presenta, como lo es la percepción de olor del pan recién horneado, facilitando su preparación

en cualquier hora del día, obteniendo así un pan caliente con un color agradable a la vista

(Velazquez, González, & Cervantes, 2016).

4

1.3 Objetivos de la investigación

1.3.1 Objetivo General

Desarrollar masas panificables precocidas congeladas sustituyendo parcialmente la

harina de trigo con harina de centeno y arroz integral para el aumento del contenido de

nutricional en el pan.

1.3.2 Objetivo Específicos

Caracterizar las mezclas de harina propuestas mediante indicadores de calidad de

los almidones y composición físico – química para la selección de la mejor

formulación.

Evaluar el volumen específico, textura, color, humedad, pH y la aceptabilidad

sensorial del pan elaborado con las mezclas de harinas propuestas según el diseño

experimental para la selección de la mejor formulación.

Determinar experimentalmente los tiempos de precocción de la formulación

seleccionada para la estandarización del proceso a escala piloto y la estimación de

los costos a nivel de diseño conceptual

Diseñar la etiqueta con la composición nutricional para el cumplimiento del

etiquetado según la normativa vigente.

1.4 Justificación

1.4.1 Justificación Teórica

Ecuador tiene una demanda anual de 774000 toneladas de harina de trigo, importando

aproximadamente 624000 toneladas, solo el 2% de harina de trigo se produce en el Ecuador, de

allí el sustituir en un 30% por harinas de cereales andinos, constituye una disminución en las

importaciones equivalente a 436 800 toneladas anuales (Aguayo, 2017).

El precio de la harina de trigo fluctúa constantemente de acuerdo con su manejo en mercados

internacionales, además de los costos que implican todo el proceso de panificación, por este

motivo el sustituir esta harina por harinas de centeno y arroz integral de producción nacional

5

permitirá reducir los costos de producción y su vez aumentar el contenido de fibra y proteína

del producto final. El centeno y arroz integral tienen en su composición un contenido de fibra

dietética en valores de 4% y 15%, que se derivan en fibra dietética soluble como el β-glucano

e insoluble como el arabinoxilano estas influyen benéficamente en los posibles consumidores

en el ámbito nutricional (Vásquez, y otros, 2017).

1.4.2 Justificación Práctica

El presente trabajo permitirá encontrar solución a aquellos problemas existentes al elaborar el

pan precocido congelado, como el tiempo de pre- cocción idóneo para garantizar la vida útil

de este. Por otro lado, se puede disminuir las importaciones de harina de trigo al sustituir

parcialmente esta con harinas sucedáneas abasteciendo las necesidades internas, lo que

representa para el país menores costos de compra de este cereal y menores costos de

producción.

1.5 Limitación del estudio

1.5.1 Limitación espacial

El presente trabajo se llevará a cabo en los siguientes Laboratorios de la Facultad de

Ingeniería Química: Laboratorio de Alimentos, Laboratorio de Biotecnología, Laboratorio

del Instituto de Investigaciones con la supervisión de la tutora de tesis y en el Laboratorio

HPLC-ms/ms del Instituto de Pesca.

1.5.2 Limitación temporal

Un tiempo aproximado de 4 meses.

6

1.5.3 Limitación geográfica

Universidad de Guayaquil – Facultad de Ingeniería Química

Cdla. Universitaria Malecón del Salado entre Av. Delta y Av. Kennedy.

Coordenadas: 2°10'54.5"S 79°53'57.3"W

Universidad de Guayaquil – Instituto de Investigaciones de Ingeniería Química

Coordenadas: 2°10'41.8"S 79°54'06.9"W

7

Guayaquil - Instituto Nacional de Pesca (INP)

Coordenadas: 2°12'26.9"S 79°53'04.3"W

1.6 Hipótesis

La sustitución parcial de la harina de trigo con harina de centeno y arroz integral en las masas

panificables precocidas congeladas influye en el contenido de proteína, fibra y en la evaluación

sensorial del pan.

1.7 Variables

1.7.1 Variable independiente

Porcentaje de sustitución de las harinas

1.7.2 Variable dependiente

Aceptación sensorial

Fibra

Proteína

Indicadores de calidad de los almidones

8

1.8 Operacionalización de Variables

TIPO DE

VARIABLES VARAIBLES CATEGORÍA INDICADOR CONCEPTO UNIDADES

Independiente

Porcentaje de

sustitución de

las harinas

Investigación

experimental

70% Harina de trigo

30% Harinas

sucedáneas

Las harinas compuestas son definidas por la FAO

como mezclas elaboradas para la producción de

alimentos a base de trigo ya sea pan, galletas o fideos

(Elías, 1999).

%

Dependiente

Aceptación

sensorial

Investigación

experimental

Aceptabilidad del

producto

La evaluación sensorial es una herramienta la cual

permite medir la calidad de un alimento al valorar las

características organolépticas percibidas por los

sentidos, conociendo las preferencias de los

consumidores (Espinosa, 2011).

--

Fibra Investigación

experimental

Polisacáridos

solubles e

insolubles

La fibra es un componente dietético complejo que

engloba sustancias no digeribles de aquellos

alimentos de origen vegetal los cuales poseen

propiedades fisiológicas que otorga beneficios para la

salud (Carvajal, 2018).

%

9

Proteína Investigación

experimental

Porcentaje de

nitrógeno

Las proteínas son biomoléculas compuestas por

carbono, nitrógeno y oxígeno, sin embargo, también

pueden contener azufre, hierro cobre, magnesio y

fósforo; por otro lado, son consideradas como

polímeros de aminoácidos que están unidos por

medio en enlaces peptídicos (Ríos, 2016).

%

Indicadores de

calidad de los

almidones

Investigación

experimental

Índice de absorción

de agua (IAA),

Índice de

solubilidad del agua

(ISA), Capacidad de

ligación del agua

(CLA), Capacidad

de absorción de

aceite (CAA),

Capacidad de

retención de agua

(CRA) y Volumen

de hinchamiento

(VH)

Los almidones durante el proceso de molienda en la

preparación de harina sufren daños en su estructura

presentando mayor cantidad de sitios de absorción de

tal manera que permite absorber mayor humedad en

condiciones de actividad de agua y temperatura

(Ferreira & Palmiro, 2014).

IAA: g/g

ISA: g/g

CLA: g/g

CAA: g/g

CRA: g/g

VH: ml/g

Fuente: (Elaborado por autores)

10

CAPITULO II

2. Marco Referencial

2.1. Marco Teórico

El trigo es uno de los cereales mayor consumidos en el mundo, proviene del latín triticum que

significa triturado - quebrado haciendo referencia a la eliminación de la cascarilla del grano de

este cereal; desde la antigüedad se ha obtenido la harina de trigo utilizando métodos

convencionales machacando el trigo con dos piedras planas, lo cual fue utilizado para la

elaboración de panes, sin embargo los procesos de panificación se perfeccionaron en Egipto

2000 a.C. y posteriormente en Roma 150 a.C. donde se da inicio a la producción variada de

panes relacionados a la condición social; los más oscuros eran proporcionados a los prisioneros

y campesinos mientras que los panes más claros eran destinados para los gobernantes de esa

época (Morales, 2015).

2.1.1 Generalidades del pan

El pan a nivel a mundial es un alimento indispensable para el consumo humano debido a su

valor nutricional, según la norma (NTE INEN 2945, 2016) es un producto obtenido por la

fermentación y horneado de una masa a base de harina de trigo, sal, levadura y agua, estos

ingredientes varían dependiendo el tipo de pan que se desea obtener y este se necesita mantener

en condiciones apropiadas para evitar que se dañe.

2.1.2 Tipos de pan

2.1.2.1 Pan común

Producto elaborado con harina de trigo, levadura, azúcar, sal, agua, agregando grasas o no

(NTE INEN 2945, 2016).

2.1.2.2 Pan especial

Producto elaborado con harina de trigo, cualquier otra harina o ya sea mezcladas, con o sin

azúcar, sal, grasas o aceites comestibles, huevo, aditivos alimentarios, leche y sus derivados,

frutas (NTE INEN 2945, 2016).

11

2.1.2.3 Pan integral

Producto elaborado con harinas de cereales integrales, levadura, azúcar, sal, agua, agregando

o no grasas o ya sea aceites comestibles u otros aditivos alimentarios (NTE INEN 2945, 2016).

2.1.2.4 Pan integral especial

Producto elaborado con harinas de cereales integrales sal, levadura, agregando o no azúcar,

grasas o aceites comestibles, también se puede hacer uso de aditivos alimentarios y otra clase

de ingredientes con oleaginosas, frutos y/o granos. (NTE INEN 2945, 2016)

2.1.3 Materia prima

2.1.3.1 Harina de trigo (Triticum aestivum L)

El trigo (Triticum aestivum) perteneciente a la familia Poaceae, es un cereal que se cultiva

mundialmente en regiones sub-tropicales en mayor cantidad junto al arroz y al maíz (Ballat,

2014). Su taxonomía está descrita en la tabla 1.

Tabla 1. Taxonomía del trigo

Reino Plantae

División Tracheophyta

Clase Angiospermae

Subclase Monocotiledónea

Orden Poales

Familia Poaceae

Género Triticum

Especies Aestivum, durum, vulgare, etc.

Fuente: (Villareal, 2018)

El grano puede ser usado para la producción de malta, sémola, harina o harina integral (León

K. , 2019). La harina de trigo se obtiene de los procesos de molienda, según la norma (NTE

INEN 616, 2015) debe encontrarse libre de cualquier peligro químico, físico o biológico que

afecte a la inocuidad. Es la única capaz de producir gases, formar una masa uniforme y obtener

productos livianos luego de la cocción, en el proceso de panificación es el componente

principal al dar la característica reológica de elasticidad y extensibilidad (Ballat, 2014).

12

La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) planteo

la sustitución parcial de la harina de trigo con harinas sucedáneas para aumentar la producción

agrícola, reducir importaciones de países en desarrollo y a su vez se puede obtener un producto

de calidad nutricional (FAO, 1995).

En Ecuador la especie más cultivada del trigo es el “triticum aestivum” y actualmente se cultiva

en la región sierra en las provincias de Chimborazo, Loja, Bolívar, Cañar, Imbabura y

Pichincha donde representan el 2% de la demanda total del país (Aguayo, 2017).

Composición química de la harina de trigo

La harina de trigo tiene en su composición química: proteínas compuestas por sustancias

nitrogenadas solubles en agua como la globulina y albumina e insolubles en agua como

gliadinas y gluteninas; carbohidratos como maltosa, glucosa, almidón, galactosa; lípidos

como son los ácidos grasos: esteárico, oleico, mirístico, linoleico, palmitoleico; minerales

como el calcio, hierro, aluminio, magnesio y sodio; enzimas celulasa, β-amilasas,

glucosidasas (León & Urbina, 2015).

Tabla 2. Composición de la harina de trigo

Componentes Trigo

Proteína % 9,3

Carbohidrato% 80

Fibra % 3,4

Grasa % 1,2

Ceniza % 2,2

Energía (kcal/100g) 348

Fuente: (Romo & Aura Rosero, 2016)

2.1.3.1.1 Gluten de trigo

La principal proteína de la harina de trigo es el gluten, esta cumple la función de dar elasticidad

a la masa de harina, formar la esponjosidad y consistencia al pan. Está compuesto por dos

proteínas: la gliadina perteneciente al grupo de las prolaminas y la glutenina perteneciente al

grupo de las glutelinas. Estas proteínas se encuentran en mayor proporción en la harina y tienen

efectos sobre las características reológicas, la glutenina da la elasticidad a la masa panificable

13

mientras que las gliadinas son responsables de la viscosidad (Herrera, Bolaños, & Lutz, 2015).

Las gliadinas y gluteninas representan el 85% de las proteínas que se encuentran en la harina

de trigo y el 15% restante representan las globulinas y albúminas. Cabe tener en cuenta que no

todos los cereales contienen gluten ni la calidad de gluten que tiene el trigo (León K. , 2019).

2.1.3.1.2 Tipos de harina de trigo

Existen dos tipos de harinas de trigo que se distinguen en la cantidad de gluten que poseen,

estas son: la harina dura (alta en gluten) y la harina suave (baja en gluten).

Las harinas duras son aquellas que tienen un alto contenido de gluten, se clasifican en cuatro

clases:

Completas: Esta se obtiene al moler el grano previamente retirando el germen y

salvado

Integrales: Contiene todas las características del grano, se obtiene al moler el grano

entero.

Patente: Se considera la mejor calidad de harina en panificación, esta se obtiene de la

parte interior del endospermo.

Clara: Es la fracción de harina resultante de extraer la patente, tiene un color oscuro y

no es apropiada para hacer pan blanco (León & Urbina, 2015).

Las harinas suaves son aquellas que tienen bajo contenido de proteínas (gluten), presentan

menor absorción de agua y resistencia al amasado por lo que únicamente pueden ser utilizadas

en repostería (León & Urbina, 2015).

2.1.3.2 Harina de Centeno (Secale cereale)

El centeno perteneciente a la familia Poaceae se lo considera como el cereal más rústico de esta

debido a su resistencia a climas frío y húmedos, es capaz de cultivarse en suelos infértiles y

arenosos, generalmente es cultivado en Rusia, Alemania, Polonia y en Ecuador se lo cultiva en

la región sierra (Fernández, 2017). Su taxonomía esta descrita en la tabla 3.

14

Tabla 3. Taxonomía del centeno

Reino Plantae

División Magnoliophyta

Clase Liliopsida


Orden Poales

Familia Poaceae

Género Secale

Especie Secale cereale

Fuente: (Hernández R. , 2016)

El centeno es una fuente rica en fibra dietética en comparación con otros cereales andinos, se

cultiva en las estaciones de verano e invierno. Al moler este cereal se obtiene harina con la cual

se pueden realizar productos panificados, tiene menor cantidad de gluten que el trigo y su

principal componente son los pentosanos que permiten absorber mayor cantidad de agua para

formar una masa viscosa (León K. , 2019).

Composición química de centeno

La harina de centeno tiene en su composición química: proteínas compuestas por dos sustancias

solubles en soluciones alcohólicas como son: secalina perteneciente al grupo de las prolaminas

y la secalinina perteneciente al grupo de las glutelinas; carbohidratos como la xilosa y

arabinosa; lípidos como son los ácidos grasos: linolénico, linoleico, palmítico; minerales como

el zinc, potasio, hierro, magnesio, cobre y posee la enzima α-amilasa (Mellado & Matus, 2008).

Tabla 4. Composición de la harina de centeno

Componentes Centeno

Proteína % 8,2

Carbohidrato% 75,9

Fibra % 11,7

Grasa % 1,7

Ceniza % 1,7


Fuente: (Anticona, 2017)

15

2.1.3.3 Harina de Arroz integral (Oriza sativa)

El arroz pertenece a los cereales más importantes del mundo ya que se produce en todos los

continentes, sin embargo, no es tan consumido el arroz integral (arroz pardo) a pesar de que

tiene valores nutricionales más alto que el arroz blanco como fibra y proteínas; por otro lado,

la harina de arroz integral se la obtiene por procesos de molienda, destacando el uso en procesos

de panificación (Fischer, 2019). Su taxonomía esta descrita en la tabla 5.

Tabla 5. Taxonomía del arroz integral

Reino Plantae

División Magnoliophyta

Clase Liliopsida


Orden Poales

Familia Poaceae

Género Oriza

Especie Sativa

Fuente: (Olivera & Salgado, 2018)

La adición de esta harina a los procesos de panificación contribuye a las propiedades

nutricionales del pan, no obstante, debido a las proteínas que esta posee solo se la puede utilizar

de forma parcial ya que no favorece en la formación del gluten (Fischer, 2019).

Ecuador se considera un país productor de arroz, según el Instituto Nacional de Estadísticas y

Censos (INEC) el 2% de este cereal se cultiva en la amazonia mientras que la mayor parte se

cultiva en la región costa en las provincias del Guayas y los Ríos representando el 98 % total

de la superficie sembrada a nivel nacional (ESPAC, 2019).

Composición química del arroz integral

La harina de arroz integral tiene en su composición química: carbohidratos en una proporción

del 70 al 90%, el almidón del arroz contiene amilosa y amilopectina; vitaminas como la

tiamina, riboflavina, y niacina; minerales como el calcio, yodo, hierro, magnesio, zinc, sodio,

selenio, potasio, fosforo y posee la enzima α-amilasa (Huiracocha, 2018).

16

Tabla 6. Composición del arroz integral

Componentes Arroz integral

Proteína % 9,5

Carbohidrato% 85,9

Fibra % 3,5

Grasa % 3,5

Ceniza % 1,1


Fuente: (Colina & Guerra, 2014)

2.1.4 El almidón en las harinas

Es un polisacárido (C6H10O5)n en forma de polvo o grano localizado en la mayoría de

alimentos, es el componente principal de la harina y está conformado con moléculas de

amilopectina y amilosa (Mendoza & Ricalde, 2017). El 80 % de calorías consumidas por los

humanos proceden del almidón, en la función alimenticia del pan cumple el papel fundamental

de absorber alrededor del 40% de agua y a su vez aportar energía. Para usar el almidón en la

producción de alimentos a escala industrial, se deben tomar en cuenta propiedades funcionales

como: la absorción de agua, volumen de hinchamiento del granulo, solubilidad,

comportamiento reológico; físico químicas como: la retrogradación y gelatinización

(Hernández & Torruco, 2008).

Según (Pérez & García, 2013), cuando el almidón insoluble en agua se somete a altas

temperaturas ocurre el proceso de gelatinización que permite al granulo absorber más agua y

posteriormente hincharse y aumentar su volumen.

2.1.4.1 Problemas del almidón

2.1.4.1.1 Gelatinización del almidón

La gelatinización del almidón ocurre en calentamiento a partir de los 60 - 70°C donde se

presenta una hidratación. A medida que va aumentando la temperatura el agua caliente entra al

gránulo del almidón solubilizando la amilosa, este gránulo se hincha y aumenta su volumen

donde las moléculas de la amilosa salen de manera irreversible llamando a esto lixiviación

(Veyna, Castañeda, & Chávez, 2016).

17

2.1.4.1.2 Retrogradación del almidón

La retrogradación ocurre cuando las moléculas de amilosa y amilopectina del almidón se

reorganizan a un estado cristalino, esto ocurre después de la gelatinización cuando se enfría.

Está relacionado con el envejecimiento del pan durante la cocción de este, en este proceso parte

de la amilosa se esparce fuera del gránulo y retrograda cuando se enfría, considerando que el

envejecimiento se produce debido a la agrupación de cadenas de amilopectina en el interior del

granulo después de haber perdido parte de amilosa (Veyna, Castañeda, & Chávez, 2016).

2.1.5 Amilasas

Las amilasas son enzimas que facilitan la hidrólisis de los enlaces glucosídicos del almidón, es

decir descompone el almidón en partículas más pequeñas. Existen dos tipos de amilasas: la α-

amilasa y la β-amilasa que actúan de diferente forma sobre el almidón. El trigo contiene α y β

amilasas, las α- amilasas actúan desdoblando las cadenas cortas en dextrinas y oligosacáridos,

trabajan a temperaturas de 70°C aproximadamente mientras que las β-amilasas actúan

desdoblando las cadenas largas en maltosa fácilmente asimilable con la levadura, trabajan a

una temperatura de 55°C. En el proceso de fermentación la maltosa es un componente esencial

ya que al desdoblarse en glucosa permite la producción de dióxido de carbono (García, 2011).

2.1.6 Propiedades reológicas de la masa

En un alimento existen propiedades reológicas las cuales son la función elástica y viscoelástica

relacionadas con la deformación generadas por el esfuerzo, este se define como una fuerza

ejercida en la unidad de área, se expresa en Pa(N/m2). Esto se lleva a cabo ya sea por corte,

tensión o comprensión; por otro lado, la deformación es adimensional por lo que si se aplica un

esfuerzo ocurre una deformación en la longitud original del alimento (Sandoval, Quintero, &

Ayala, 2015). Esta propiedad permite saber cómo se comportan las masas de harinas durante el

manejo mecánico, por lo general la mayor parte de las harinas tienen propiedades de un sólido

elástico y de un líquido viscoso. Entre las principales propiedades reológicas de las harinas se

encuentran: la elasticidad, cohesión, extensibilidad, consistencia y plasticidad (Pérez & García,

2013).

18

2.1.6.1 Equipo Mixolab de Chopin

Es un equipo que evalúa las características reológicas de las harinas en el amasado y en la

cocción, permitiendo la selección de la harina más adecuada para obtener un producto final de

calidad. Presenta dos tipos de resultados: una curva llamada mixolab standard y un hexágono

llamado mixolab profiler (Feldman, 2011).

2.1.6.2 Mixolab standard

El mixolab standard permite conseguir los datos necesarios de las materias primas como la

capacidad de absorción de agua, la temperatura de gelatinización del almidón y la estabilidad

del amasado, esto lo expresa mediante una curva obteniendo cinco datos importantes

(Vásconez, 2015).

Figura 1. Curva standard del mixolab

Fuente: (Dubat, Rosell, & Gallagher, 2013)

C1: El comportamiento de la mezcla o desarrollo de la masa

C2: Debilitamiento de las proteínas

C3: Gelatinización del almidón

C4: Actividad amilásica

C5 Retrogradación del almidón

19

2.1.6.2.1 Comportamiento en C1

El comportamiento de C1 se da a 30°C durante los primeros 8 minutos iniciando el proceso

con el amasado, aquí el gluten crece y se fortalece siendo capaz de soportar el CO2 que se

produce en la leudación. Por otro lado la fuerza de la masa está relacionado con el tiempo de

estabilidad, lo que quiere decir que a mayor tiempo de estabilidad mayor fuerza tendrá la masa

(Pineda, 2013).

2.1.6.2.2 Comportamiento entre C1 y C2

Esta etapa ocurre a una temperatura entre 30 y 50°C a partir del minuto 8 hasta el minuto 15,

aquí se pone en evidencia la calidad de las proteínas. La caída que existe entre C1 y C2 indican

el volumen final del pan ya que entre mayor sea C2 (debilitamiento de las proteínas) y mayor

sea la estabilidad de la masa, menor será el volumen del pan (Vásconez, 2015).


Esta etapa inicia con un aumento de temperatura entre 55 y 60°C a partir del minuto 23 hasta

el minuto 32, dando paso a la gelatinización del almidón, lo cual se interpreta como un aumento

en la viscosidad relacionándose así con la calidad del almidón que se encuentran presentes en

las harinas, además durante esta etapa se fijan las características físicas del pan como textura y

miga (Pineda, 2013).


En esta etapa llega a una temperatura de 90°C y se completa la gelatinización del almidón.

Cuanto mayor sea la diferencia entre C3 y C4 mayor es la actividad amilásica. Es importante

destacar que la gelatinización es de real importancia para fijar la estructura de la miga.

Resultados bajos de C3, C4 y C5 indican bajo volumen en los panes (Salazar, 2015).

2.1.6.2.5 Comportamiento entre C4 Y C5

Esta etapa se da desde los 90°C a 50°C, entre el minuto 33 y el minuto 45 se presenta la

retrogradación del almidón. Este parámetro indica la vida útil del pan donde a menor

retrogradación mayor será la vida útil de este. Al disminuir la temperatura de los panes después

de la cocción, el almidón retrogrado o cristalizado le suministra firmeza a la miga, es decir que

la retrogradación del almidón proporciona endurecimiento en el pan (Salazar, 2015).

20

2.1.6.3 Mixolab Profiler

El sistema profiler es una gráfica que transforma la curva del mixolab standard en 6 índices

valorados de 0 a 9 los cuales son: índice de absorción de agua, índice de gluten, índice de

amilasa, índice de amasado, índice de viscosidad, e índice de retrogradación (Feldman, 2011).

Figura 2. Mixolab Profiler

Fuente: (Concereal S.A, 2019)

2.1.6.3.1 Índice de absorción de agua C1

Es un indicador que permite saber cuánta agua se debe agregar a la harina para formar una

masa con buena consistencia. Un valor mayor de este parámetro indica que la harina absorbe

más agua por lo tanto su rendimiento será mayor en la producción de pan y permite obtener

una miga elástica y ligera (Pineda, 2013).

2.1.6.3.2 Índice de gluten C2

Es un indicador que permite saber la calidad y fuerza de las proteínas frente al calor, las

proteínas formadoras de gluten responsables de dar las características reológicas a la masa son

las gliadinas y gluteninas. Un valor mayor de este parámetro indica que el gluten es más

resistente al calor (Rodriguez, Sandoval, & Lascano, 2012).

21

2.1.6.3.3 Índice de amilasa

Es un indicador que permite saber el efecto de la amilasa de una harina al formar una masa, el

inconveniente presentado en la actividad amilásica es que la beta amilasa se inactiva antes que

la alfa amilasa a 55°C aproximadamente generando un exceso de dextrinas lo cual genera una

masa viscosa y de difícil corte. Un valor mayor de este parámetro indica que la actividad

amilásica es más baja por lo tanto se obtiene una masa de viscosidad optima y fácil de trabajar

(Pineda, 2013).

2.1.6.3.4 Índice de amasado

Es un indicador que permite saber la resistencia de la masa, un valor mayor indica que la harina

al mezclarse con agua forma una masa suave y viscoelástica fácil de extender para obtener un

pan de buenas características (Pineda, 2013).

2.1.6.3.5 Índice de viscosidad

Es un indicador que permite saber cómo actúa la masa frente al calor en presencia de agua. Un

valor mayor indica que aumenta la viscosidad de la masa (hinchamiento de los gránulos del

almidón) debido al aumento de la temperatura (Rodriguez, Sandoval, & Lascano, 2012).

2.1.6.3.6 Índice de retrogradación c5

Es un indicador que permite saber el estado del almidón cuando las moléculas gelatinizadas se

transforman en estructuras cristalinas de doble hélices. En los productos de panificación, un

valor mayor de este parámetro indica la reducción del tiempo de conservación debido al estado

del almidón que se encuentra más seco y menos elástico (Pineda, 2013).

2.1.7 Proceso de elaboración del pan

El proceso para elaborar un pan consiste en las siguientes etapas: pesado de materia prima,

mezclas de los ingredientes, primera fermentación, división de las masas y boleo, moldeado,

segunda fermentación, etapa de cocción, etapa de enfriado, etapa de empaquetado y

almacenamiento (Arroyave & Esguerra, 2016).

22

2.1.7.1 Pesado de materia prima

Esta etapa se lleva a cabo con mucha precisión conforme a cada formulación establecida, las

materias primas a pesar son las siguientes: harinas, sal, levadura, agua, azúcar (Arroyave &

Esguerra, 2016).

2.1.7.2 Mezcla de los ingredientes

En esta etapa se hace una mezcla homogénea de todas las materias primas para favorecer el

desarrollo del gluten. Se emplean dos tipos de métodos: el método directo y el método de

esponja (Arroyave & Esguerra, 2016).

2.1.7.2.1 Método Directo

Este método consiste en mezclar toda la materia prima simultáneamente donde el tiempo de

fermentación será de 30 minutos aproximadamente (Arroyave & Esguerra, 2016).

2.1.7.2.2 Método de esponja

Este método consiste en mezclar al inicio un 30% del total de la harina en blanco junto con

agua y levadura. Se deja reposar a temperatura ambiente desde 30 minutos hasta máximo 6

horas aproximadamente donde se forma una masa blanda, luego a esta se le adicionan los

ingredientes restantes para realizar una mezcla homogénea donde el tiempo de fermentación

será de 30 minutos o menos dependiendo las condiciones ambientales (Arroyave & Esguerra,

2016).

2.1.7.3 Primera fermentación

En esta etapa los panes son ubicados en un ambiente de humedad y temperatura controlada,

mayormente se utiliza la levadura de mayor poder fermentativo que es de la especie

(saccharomyces cerevisiae) para que los almidones de la harina puedan convertirse en azucares

y estos a su vez en alcohol como en Co2, esto permitirá el aumento de volumen de la masa

(Arroyave & Esguerra, 2016).

23

2.1.7.4 División de las masas y Boleo

En esta etapa el pan es dividido en pequeñas partes con una cortadora y luego se hace una bola

compacta con la palma de la mano, la pérdida de peso que ocurre en la masa por deshidratación

incide directamente en lograr que el peso de los panes sea parejo (Arroyave & Esguerra, 2016).

2.1.7.5 Segunda fermentación

En este proceso los panes boleados anteriormente pasarán a leudar en un tiempo máximo de 30

minutos, aquí las masas crecerán el doble de su tamaño a temperaturas de 30-35°C con una

humedad que va del 80 al 85% (Arroyave & Esguerra, 2016).

2.1.7.6 Etapa de cocción

En esta etapa el proceso se divide en dos fases; la primera fase ocurre cuando las masas de los

panes adquieren una temperatura interna de (45-50°C) donde muere la levadura, esto se debe

a que la producción de gas se inactiva quedando así el volumen final del pan y una miga

expandida; en el momento que la temperatura interna del producto se encuentre en un rango de

60-70°C da paso a la gelatinización de los almidones y la coagulación de la proteína de tal

manera que el producto (pan) llegue adquirir la forma final. la segunda fase ocurre en el secado

de la corteza y el cocimiento del pan (Arroyave & Esguerra, 2016).

2.1.7.7 Precocido del pan

La técnica de precocción consiste en conseguir un producto semi-terminado de estructura

sólida sin que esta tome olor y color. La técnica es similar a la tradicional, se hornea la masa,

pero se paraliza antes de finalizar la cocción y esta obtenga la estructura tradicional. (Seoane,

1997). Según (Delgado & Caro, 2013) indican que el tiempo de precocción ideal es el 45% del

tiempo de total del horneado de un pan común, sin embargo esto varía según el tamaño de la

masa panificable a hornear (Loza & Loza, 2017).

24

2.1.7.8 Congelación

Consiste en aplicar frio en un periodo largo después de la fase de precocción una vez que se

enfrié, con esto se logra aumentar la vida útil del producto. Al aplicar este proceso se puede

obtener un pan recién horneado en un tiempo máximo de 20 minutos con excelentes

propiedades organolépticas. El almacenamiento y costo de transporte implica una gran

desventaja en relación con el pan fresco, pero a su vez les permite a los consumidores degustar

este producto en el momento que lo considere necesario, disfrutando del olor y el sabor a fresco

(Mesas & Alegre, 2014).

2.1.7.9 Método de congelación instantánea

Para garantizar la seguridad alimentaria del pan, se emplea un proceso de conservación

denominada congelación instantánea o ultracongelación, se lleva a cabo por medio de

nitrógeno líquido, el cual permite que no se formen cristales en el interior de la masa llegando

a temperaturas de -18°C y -30°C en la parte externa. El producto una vez congelado se debe

de almacenar a -18°C manteniendo la cadena de frío, esto permitirá que no sea vea afectada la

seguridad alimentaria del producto, manteniendo la calidad de este. Cabe destacar que

mantener la cadena de frío para masas precocidas congeladas se basa en tres fases importantes:

almacenamiento en cámaras de frío, transporte especial para productos congelados, plataforma

de distribución y centros de ventas (Balarezo, 2011).

2.1.8 Proceso bioquímico para el desarrollo del pan (Embden – Meyerhof)

La ruta de Embden Meyerhof o también llamada fermentación alcohólica es una secuencia

metabólica sin presencia de oxígeno, originada por la actividad microbiana de la levadura, en

donde se oxida la glucosa, basándose en una cadena de reacciones enzimáticas donde se obtiene

como producto dos moléculas de piruvato y dos moléculas de nicotin adenin dinucleótido

(NADH) que al ingresar en la cadena respiratoria producen cuatro moléculas de ATP (Herbert,

2016).

25

Figura 3. Fermentación alcohólica

Fuente: (Benítez, 2014)

Puede ser dividida en dos fases: la primera fase denominada iniciación o inducción, donde al

piruvato se le retira un grupo carboxilo liberando CO2 produciendo acetaldehído; en la segunda

fase el nicotin adenin dinucleótido dona sus electrones al acetaldehído generando etanol

(Abites, 2016).

Este tipo de fermentación es empleado en la elaboración de masas panificables por medio del

uso de levadura, ya que esta es un conjunto de microorganismos unicelulares y tienen por

objetivo alimentarse de azúcares y almidón presente en las harinas. Este proceso metabólico

produce la fermentación alcohólica dando como resultado etanol y dióxido de carbono, el gas

liberado provoca el hinchamiento de la masa permitiendo el aumento de su volumen mientras

que el etanol liberado se evapora durante el horneado debido a las altas temperaturas alcanzadas

en este proceso (Herbert, 2016).

2.1.9 Ingredientes usados en el proceso de panificación

2.1.9.1 Agua

El agua es uno de los ingredientes más importantes en el proceso de panificación ya que esta

hidrata los almidones, permite la disolución de los ingredientes y la incorporación de ellos

formando así la masa. Una adecuada cantidad de agua permite que la gliadina y glutenina al

mezclarse den paso a la formación de la red proteica (gluten), cabe destacar que la cantidad de

agua proporcionada para este proceso el cual oscila entre 50 y 70%, definirá el volumen del

pan. No obstante, la temperatura, el pH y la dureza del agua pueden afectar a las propiedades

de la masa (Calaveras, 2004).

26

2.1.9.2 Levadura

Existen dos tipos de levaduras, la biológica y la gasificante, la primera se da en la fermentación

biológica del producto en donde transforma los azúcares en CO2 y etanol; por el contrario, las

levaduras gasificantes solo son utilizadas para la elevación de masas, por lo general son

compuestos alcalinos como el bicarbonato (Calaveras, 2004).

La levadura es el ingrediente que da la esponjosidad al pan debido a la producción de CO2

generada en la fermentación alcohólica. La lavadura más utilizada para procesos de

panificación es la Saccharomyces Cerevisiae (Calaveras, 2004).

2.1.9.3 Azúcar

Es un compuesto químico conformado con carbono, hidrógeno y oxígeno, el azúcar se utiliza

en los procesos de panificación como alimento para la levadura dando como resultado la

fermentación alcohólica (Pazmiño, 2013), por otro lado esta sufre reacciones de pardeamiento

al llegar a temperaturas por encima de los 160°C y ayuda a la formación de la corteza del pan

debido a la reacción de Maillard (Ronquillo, 2012).

2.1.9.4 Sal

El cloruro de sodio o más conocida como sal, es un compuesto cristalino el cual es

frecuentemente utilizado en procesos panificables, es el encargado de proporcional a la masa

fuerza de cohesión al fortalecer el gluten, además la sal ejerce una función bactericida ya que

controla o reduce la actividad de la levadura permitiendo que no se produzcan reacciones

indeseables en la masa (Ronquillo, 2012).

2.1.9.5 Huevos

El huevo es uno de los ingredientes secundarios utilizados en la panificación, sin embargo, este

llega a ser usado en panes especiales ya que los huevos permiten suavizar la masa y la miga,

dan sabor, color y aumenta el valor nutricional ya que los huevos contienen proteínas lípidos e

hidratos de carbono (Yaisa, 2015).

27

2.1.9.6 Grasa

La grasa es el ingrediente enriquecedor en la masa ya que realza en sabor de esta, dando

suavidad y moderando la estructura, la grasa debilita la masa aflojando la red proteica lo cual

genera un producto suave (Ronquillo, 2012). potenciando las características organolépticas del

pan y alargando la vida útil de este

2.1.10 Aditivos usados en el proceso de panificación

2.1.10.1 Mejorador

El mejorador es un aditivo que potencia las características organolépticas del pan y alarga la

vida útil de este. Químicamente está compuesto por: ácido ascórbico, emulsionantes y enzimas

(Yaisa, 2015).

Ácido ascórbico: El ácido ascórbico tipificado como (E-300), es un antioxidante natural que

fortalece las propiedades mecánicas del gluten volviéndola impermeable al gas, permite el

aumento de la capacidad de retención de dióxido de carbono (Co2) y de esta manera se obtiene

un pan con mayor volumen y miga uniforme. La dosis máxima es de 15- 20g/100kg de harina

(Vilvo, 2014).

Emulsionantes: En la producción de mejoradores para panificación, los emulsionantes son la

base primordial ya que cumplen la función de: retrasar el endurecimiento, prolongar la

conservación del pan, conseguir una miga y corteza fina que permita una mejor digestión del

pan. Los emulsionantes más usados son los siguientes: Lecitina (E-322) y Ésteres de mono y

diglicéridos con el ácido diacetil tartárico DATA (E-472e). La dosis máxima es de 2g/kg de

harina (Vilvo, 2014).

Enzimas: Formadas por alfa amilasas y amiloglucosidasas que permiten romper la

macromolécula del almidón formando otras moléculas pequeñas llamadas dextrinas,

sustancia que el organismo puede digerir de manera más fácil (Arone, 2015).

2.1.10.2 Conservantes

Son sustancias agregadas a productos alimenticios para alargar la vida útil de estos asegurando

la conservación y calidad, sin que afecte las características organolépticas del pan (Yaisa,

2015).

28

2.1.11 Pruebas de evaluación sensorial

2.1.11.1 Evaluación sensorial

La evaluación sensorial es una herramienta que permite medir la calidad de un alimento al

valorar las características organolépticas percibidas por los sentidos. Mediante este examen se

puede conocer la preferencia de los consumidores, criterio que importa en la formulación,

desarrollo y comercialización de un producto (Espinosa, 2011).

2.1.11.1.1 Evaluación sensorial afectiva

Las pruebas afectivas se dirigen únicamente a los consumidores no entrenados, estos evalúan

su grado de preferencia y aceptabilidad del producto. Por medio de este tipo de pruebas se

puede determinar si existen diferencias significativas entre las muestras (Torricella & Huerta,

2008).

2.1.11.1.2 Evaluación sensorial descriptiva

Las analíticas se dirigen a consumidores entrenados que dan una respuesta de la calidad del

producto sin tomar en cuenta su preferencia y gusto (Torricella & Huerta, 2008). Esta prueba

se basa en las descripciones de aspectos cualitativos y cuantitativos. Los panelistas evalúan el

producto cuantitativamente con respecto a la intensidad que observe de cada atributo (Liria,

2017).

2.1.12 Softwares utilizados

2.1.12.1 Desing Expert

Design- expert es un software estadístico que sirve para realizar diseño de experimentos,

optimizaciones de procesos, diseño de mezclas o pruebas comparativas (Richard, 2017). Este

software proporciona matrices de prueba para detectar hasta 50 factores y para obtener el nivel

de significancia estadística de estos factores se realiza un análisis de varianza (ANOVA).

Cuando existen restricciones con limites superiores e inferiores en los ingredientes de una

mezcla, se utilizan modelos para evaluar la variable de respuesta, los modelos más utilizado

son el I-Optimal y D-Optimal (Larrea, 2017).

29

2.1.12.2 Statgraphics

Es un software el cual permite el análisis estadístico de datos por medio de gráficos explicando

su distribución, además este programa también es ideal para cálculos de intervalos de

confianza, análisis de regresión, análisis multivariantes. Por otro lado, también proporciona

funciones estadísticas avanzadas (Batanero & Díaz, 2018).

2.1 Marco conceptual

2.2.1 Acidez Titulable y pH

La acidez titulable permite determinar la cantidad total de ácido en una solución por medio del

proceso de titulación, se usa un titulante de NaOH. Mientras que el pH permite determinar la

concentración de ion (pH) a través de un potenciómetro (Negri, 2013)

2.2.2 Volumen específico del pan

Los productos panificados se pueden caracterizar con el volumen específico, este define el

volumen ocupado por unidad de masa. (León & Urbina, 2015). Se lleva a cabo por el método

de la AACC 10-05.01 el cual mide el volumen por el desplazamiento de semillas, esto se realiza

después de la etapa de horneo (AACC International Method 10-05.01, 11 Ed, 2000).

2.2.3 Proteínas

Las proteínas son biomoléculas compuestas por carbono, nitrógeno y oxígeno, sin embargo,

también pueden contener azufre, hierro cobre, magnesio y fósforo; por otro lado, son

consideradas como polímeros de aminoácidos que están unidos por medio en enlaces

peptídicos. Las proteínas más importantes en el proceso de panificación son la gliadina y

glutenina ya que son las encargadas de formar la red proteica. (Ríos, 2016)

2.2.4 Humedad

La humedad indica el contenido de agua que contiene una muestra, se fundamenta en la pérdida

de peso que sufre una muestra al someterse a calor. Es un factor de estabilidad y calidad en la

conservación de algunos productos como carnes, lácteos y productos secos (Keljo & Acosta,

2017).

30

2.2.5 Cenizas

Indica el residuo orgánico de una muestra luego de ser quemada, constituye el contenido de

minerales que tiene un alimento. Estos minerales no se oxidan en el organismo para la

producción de energía en comparación con las proteínas, grasas y carbohidratos que si lo hacen

(Márquez, 2014).

2.2.6 Grasas

Las grasas o también llamados lípidos son nutrientes con mayor importancia para el organismo

debido a la función que tiene de acumular energía en el cuerpo. Las grasas aportan el doble de

energía que las proteínas y carbohidratos, se puede determinar el contenido de grasas por medio

del método de soxhlet (Ropero B. , 2012).

2.2.7 Fibra dietaría

Se conoce como un elemento importante en la nutrición, sin embargo, también se considera a

la fibra dietética a los polisacáridos vegetales y las ligninas las cuales son resistentes a la

hidrólisis por las enzimas digestivas del ser humano (Osorio & Zaldívar). Existen dos tipos de

fibra dietaria: fibra soluble e insoluble, la soluble se encuentra alimentos como la avena,

semillas, nueces, lentejas, frijoles de tal manera que retiene agua formando gel durante la

digestión, retardando la esta última y la absorción de nutriente; mientras que la fibra insoluble

está presente que el trigo, granos enteros y hortalizas permitiendo acelerar el proceso de

digestión. (Tango, 2020)

2.2.8 Propiedades de Hidratación del almidón

2.2.8.1 Capacidad de ligación del agua (CLA)

Es una propiedad que se define como la cantidad de agua absorbida de la muestra en

condiciones de centrifugación a velocidad baja. Esta depende del contenido de fibra y proteína

presente en el almidón (Ramli, Alkarkhi, & Yong, 2010). Es donde se vinculan las sustancias

hidrofilicas presentes en la harina mas no la que se encapsula en la matriz proteica. Una alta

capacidad de ligación de agua se debe a una asociación débil entre amilosa y amilopectina,

mientras que una asociación fuerte se debe a una baja capacidad de ligación de agua entre estas

31

moléculas, al tener un valor de bajo de esta propiedad se puede elaborar un pan sólido con

volumen apropiado (Otegbayo, Lana, & Ibitoye, 2010; AACC.INTERNATIONAL, 2010)

2.2.8.2 Volumen de hinchamiento (VH)

Es una propiedad que se define como el aumento del volumen de los gránulos del almidón al

tener contacto con el agua. Estudios han demostrado que depende de algunos factores entre lo

más destacables: la presencia de lípidos, tamaño del granulo y grupos fosfatos de carga

negativas (Guizar, Montañez, & Garcia, 2018).

Los almidones con un volumen de hinchamiento alto tienen la desventaja de ser menos

resistentes a fuerzas de cizallamiento, pero tienen la ventaja de cocinarse mejor. A diferencia

de los que tienen un volumen de hinchamiento bajo, estos tienen mayor estabilidad a los ácidos

fuertes y son resistentes a fuerzas de cizallamiento, se usan mucho en productos enlatados

(Otegbayo, Lana, & Ibitoye, 2010).

2.2.8.3 Capacidad de retención del agua (CRA)

Es una propiedad que se define como la cantidad de agua que un alimento puede retener en su

estructura, esto se debe a la interacción con los puentes de hidrogeno, proteínas, puentes

disulfuro, bases y ácidos presentes. Estudios confirmaron la relación existente entre la

solubilidad y la capacidad de retención del agua de un alimento. La CRA es capaz de retardar

el endurecimiento de un pan exento de gluten y juega un papel fundamental en la viscosidad y

textura (Pinciroli, 2010; Sciarini, 2017).

2.2.8.4 Índice de solubilidad en agua (ISA)

Es una propiedad que indica la degradación del almidón debido a los polisacáridos liberados

existentes en el granulo en presencia de agua en exceso. La solubilidad se produce por un

incremento de temperatura y el hinchamiento del granulo, por medio de estos da a lugar a los

enlaces intergranulares más conocido como el grado de asociación, que es la unión entre los

polímeros de glucosa (amilosa y amilopectina) pertenecientes al almidón (Conzuelo, Rincon,

& Padilla, 2014). El contenido de amilosa es aquel que da el incremento en la solubilidad y

dirige el proceso de hidratación en las moléculas, ya que es el determinante de la afinidad del

sistema soluto-solvente (Bou, Vizcarrondo, Rincón, & Padilla., 2016). Estudios sugieren

utilizar una harina que tenga un alto índice de absorción y bajo índice de solubilidad en el agua

(Induck, 2012).

32

2.2.8.5 Índice de absorción de agua (IAA)

Es una característica propia de cada almidón que indica la absorción de agua; depende de varios

factores como el tamaño de los gránulos, la relación que existe entre la amilosa – amilopectina,

así como de las fuerzas intramoleculares e intermoleculares. Este parámetro es un indicador de

masa fresca, existen variaciones en su capacidad debido a que en los gránulos de almidón

existen diferentes regiones de amilosa conocido como regiones amorfas y amilopectina

conocidas como regiones cristalinas (Bou, Vizcarrondo, Rincón, & Padilla., 2016). Cuando

son sometidas las soluciones de agua y harina a temperaturas de 70° y 90°C dan lugar al

proceso de gelatinización donde los gránulos permiten la absorción continua de agua al liberar

las estructuras de amilosa, hasta incrementar los sólidos solubles en la suspensión (Ramli,

Alkarkhi, & Yong, 2010). Un aumento del IAA durante el horneado permite disminuir el

endurecimiento del pan dándole suavidad. (Arendt & Bello, 2018)

2.2.8.6 Capacidad de absorción del aceite (CAA)

Es una propiedad que indica la dosis de aceite que puede absorber el almidón o la harina, la

cual se determina por la diferencia de peso, esta característica proviene de la naturaleza de la

superficie y la densidad de las partículas. El tamaño del granulo es un influente importante de

manera que una partícula con mayor superficie (menor tamaño) permite una mayor absorción

de aceite. Es el producto de las interacciones de las cadenas polares de las proteínas presentes

en la harina con los triglicéridos y fosfolípidos con sus cadenas alifáticas; la solubilidad de

estas proteínas cumple una función esencial, ya que al ser más solubles captan menor cantidad

de aceite (Pinciroli, 2010).

33

2.3 Marco contextual

Se han manifestado nuevas tecnologías en la transformación de cereales, los cuales son

destinados para procesos de panificación, donde se añade la elaboración de productos en donde

se sustituye parcialmente la harina de trigo por harinas sucedáneas aportando mayor cantidad

de proteína, fibra, los cuales representan beneficioso para la salud de los consumidores

(Vásquez, y otros, 2017). En muchos países Sudamericanos se ha incrementado el consumo

de productos panificables, como lo es Ecuador, conllevándolo a importar trigo para cubrir la

demanda interna existente ya que no es un país productor de este cereal (Jorge, 2015). El

Instituto de Promoción, Exportaciones e Inversiones señala que va aumentando el consumo de

pan en relación con el tiempo; indicando que Chile llegó alcanzar 98kg, y Ecuador 37kg por

capital (Silva, Alvarado, Liliana Cortez, & Luna, 2018).

Diversos estudios señalan que la sustitución parcial de harina de trigo disminuye la elasticidad

de la masa por lo que solo se suple hasta un 30% con harinas sucedáneas provenientes de

cereales andinos, conservando así las características organolépticas del pan (Prada, 2011; Surco

& Antonio, 2010; Agurto & E, 2011; Ramón & Sanchez, 2015).

Las principales ventajas del pan precocido congelado: aumenta el aprovechamiento del pan ya

que permite ofrecer un producto fresco y de calidad a todos los consumidores, teniendo una

disponibilidad a cualquier hora del día y disfrutar todas las características organolépticas del

pan recién horneado, por otro lado, la congelación aumenta el tiempo de vida útil de este

producto y es más fácil su almacenamiento (Balarezo, Patricio, 2011).

34

CAPITULO III

3. Metodología y desarrollo experimental

3.1 Marco Metodológico

Este trabajo de titulación está enfocado en el método cualitativo debido a que se analizaron

diferentes parámetros descriptivos del pan basados en los criterios de credibilidad y

confirmabilidad por medio de catadores semientrenados y consumidores potenciales los cuales

evaluaron aspectos físicos como color, sabor, textura o consistencia, olor y aspecto permitiendo

la interpretación de los resultados, de manera que la caracterización del producto sea confiable

y tenga buena aceptación del consumidor. Por otro lado, también se enfoca en el método

cuantitativo ya que permitió la medición y enumeración de indicadores físico químicos, la

textura mediante el Texturómetro Brookfield, reológicos mediante el Mixolab de Chopin, el

color mediante el colorímetro y los parámetros que operan alrededor del diseño experimental

de las mezclas propuestas, aplicando a estos datos estadísticos descriptivos para la selección

de la mejor mezcla y posterior elaboración de masas panificables congeladas (Cerda, 1993).

3.1.1 Investigación experimental

Esta investigación permite obtener información mediante la observación de hechos con la

finalidad de analizar y describir lo que pasará en determinadas condiciones. De tal manera que

la experimentación se enfoque en análisis cualitativos como las características sensoriales del

pan, análisis cuantitativos para valorar las características de almidón de las mezclas de harinas

como: capacidad de retención de agua, capacidad de ligación de agua, capacidad de absorción

de aceite, volumen de hinchamiento, índice de absorción de agua, índice de solubilidad en agua,

indicadores fisicoquímicos como: grasas, proteínas, cenizas, fibra, humedad, acidez y ph.

Los análisis se realizaron por duplicado y se desarrollaron en diferentes laboratorios de la

Universidad de Guayaquil como en laboratorios acreditados de la ciudad, estos son:

Laboratorio de Investigación de Alimentos, Laboratorio de Biotecnología e Instituto de

Investigaciones Tecnológicas de la Facultad de Ingeniería Química, Laboratorio de HPLC-

MS/MS de la Subsecretaría de Calidad e Inocuidad del MPCEIP, Laboratorio de Bromatología

de la Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL), Laboratorio Acreditados LASA.

35

3.1.2 Investigación bibliográfica

Se llevó a cabo mediante la recopilación de artículos científicos, tesis doctorales, libros e

información relacionada al tema que sustente la temática de investigación.

3.2 Materiales y métodos

3.2.1 Materias primas

Harina de trigo

Se utilizó harina de trigo marca comercial “La Cordillera”, la variedad que se utilizó en esta

investigación fue trigo duro rojo de primavera. El trigo CWRS (trigo rojo de primavera del

oeste de Canadá) es conocido por sus excelentes características de molienda y panificación, con

una pérdida mínima en la molienda.

Harina de centeno

Se utilizó una harina de centeno marca “La Covacha” proveniente de Quito - Ecuador

Harina de arroz integral

Se utilizó un arroz integral de marca “Portilla” proveniente de Milagro – Ecuador. La variedad

que se utilizó en esta investigación fue INIAP 11 Boliche.

Grasa

Se utilizó mantequilla de marca comercial “Bonella” proveniente de Guayaquil – Ecuador.

Sal

Se utilizó sal de marca comercial “Cris-Sal” proveniente de Guayaquil – Ecuador.

Azúcar

Se utilizó azúcar de marca comercial “Valdez” proveniente de Milagro – Ecuador.

Huevos

Se utilizaron huevos de marca comercial “Supermaxi” proveniente de Guayaquil – Ecuador.

36

Levadura

Se utilizó levadura fresca de marca comercial “Levapan” proveniente de Guayaquil – Ecuador.

Mejorador

Se utilizó mejorador de marca comercial “Propastel” proveniente de Guayaquil – Ecuador.

3.3 Diseño experimental

Para obtener el diseño de mezclas de harinas se utilizó el software Design Expert versión 11,

eligiendo el diseño de mezcla tipo Optimal (custom) para la estructura de un modelo

personalizado, el rango de cada componente a utilizar se estableció de la siguiente manera:

Tabla 7. Rango para cada componente

Componente Rango mínimo de

sustitución

Rango máximo de

sustitución

Harina de trigo 70% 100%

Harina de centeno 0% 30%

Harina de arroz integral 0% 30%

Fuente: (Prada, 2011; Surco & Antonio, 2010; Agurto & E, 2011; Ramón & Sanchez, 2015).

El programa eligió aleatoriamente 11 formulaciones que se muestran en la tabla 8 de las cuales:

diez se sustituye la harina de trigo con harina de centeno y arroz integral en diferentes

porcentajes, la muestra 11 es la muestra de control. Sin embargo, se agregaron dos

formulaciones adicionales (100% centeno y 100% arroz integral) para corroborar que las

harinas de centeno y de arroz integral no son aptas para procesos panificables.

37

Tabla 8. Formulaciones obtenidas por el programa Design-Expert versión 11.

Formulación Harina de trigo

%

Harina de centeno

%

Harina de arroz

integral

%

1 70 30 0

2 85 0 15

3 85 15 0

4 70 20 10

5 80 0 20

6 70 0 30

7 80 10 10

8 70 10 20

9 70 15 15

10 90 5 5

11 100 0 0

12 0 100 0

13 0 0 100

Fuente: (Design Expert versión 11)

3.4 Caracterización de las mezclas de harinas

Los almidones durante el proceso de molienda en la preparación de harina sufren daños en su

estructura por lo que presenta mayor cantidad de sitios de absorción (Hidroxilo Oh). Al ser

grandes estos sitios el producto es capaz de absorber mayor humedad en condiciones de

actividad de agua y temperatura (Ferreira & Palmiro, 2014).

3.4.1 Capacidad de retención de agua (CRA)

Para determinar el CRA se siguió el método descrito por (Cedeño & Galarza, 2013), se utilizó

una balanza analítica marca “BOECO” BBL-31, tubos falcón de marca “NEST” y un agitador

tipo vórtex marca “HEIDOLPH” 541-10000-00. La capacidad de retención de agua se obtuvo

con la siguiente ecuación:

𝐶𝑅𝐴(𝑔/𝑔) =𝐺𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎

𝐺𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 (Ec.1)

38

3.4.2 Índice de absorción de agua (IAA)

Para determinar el IAA se siguió el método descrito por (Rodriguez, Sandoval, & Lascano,

2012), se utilizó una balanza analítica marca “BOECO” BBL-31, tubos eppendorf de marca

“NEST”, un agitador tipo vórtex marca “HEIDOLPH” 541-10000-00, una centrifuga

refrigerada marca “HETTICHROTO SILENTA 630 RS” a 3000 rpm durante 10 minutos a una

temperatura de 4°C, el índice de absorción de agua se obtuvo con la siguiente ecuación:

𝐼𝐴𝐴(𝑔/𝑔) =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 (Ec.2)

3.4.3 Volumen de hinchamiento (VH)

Para determinar el VH se siguió el método descrito por (Arriciaga, Prieto, & Cornejo, 2016),

se utilizó una balanza analítica marca “BOECO” BBL-31. El volumen de hinchamiento se

obtuvo con la siguiente ecuación:

𝑉𝐻(𝑚𝑙/𝑔) =𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑖𝑛𝑐ℎ𝑎𝑑𝑎

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 (Ec.3)

3.4.4 Capacidad de absorción de aceite (CAA)

Para determinar el CAA se siguió el método descrito por (Arriciaga, Prieto, & Cornejo, 2016),

se utilizó una balanza analítica marca “BOECO” BBL-31, tubos eppendorf de marca “NEST”,

un agitador tipo vórtex marca “HEIDOLPH” 541-10000-00, una centrifuga refrigerada marca

““HETTICH” ROTO SILENTA 630 RS” a 3000 rpm durante 10 minutos a una temperatura de

4°C. La capacidad de absorción de aceite se obtuvo con la siguiente ecuación:

𝐶𝐴𝐴(𝑔/𝑔) =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 (Ec.4)

3.4.5 Capacidad de ligación de agua (CLA)

Para determinar el CLA se siguió el método descrito por (Cedeño & Galarza, 2013), se utilizó

una balanza analítica marca “BOECO” BBL-31, tubos falcón de marca “NEST” y un agitador

tipo vórtex marca “HEIDOLPH” 541-10000-00, una centrifuga refrigerada marca

“HETTICHROTO SILENTA 630 RS” a 2000 rpm durante 10 minutos a una temperatura de

4°C. La capacidad de ligación de agua se obtuvo con la siguiente ecuación:

39

𝐶𝐿𝐴(𝑔/𝑔) =𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎

𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 (Ec.5)

3.4.6 Índice de solubilidad en agua (ISA)

Para determinar el ISA se siguió el método descrito por (Rodriguez, Sandoval, & Lascano,

2012), se utilizó una balanza analítica marca “BOECO” BBL-31, tubos eppendorf de marca

“NEST”, un agitador tipo vórtex marca “HEIDOLPH” 541-10000-00, una centrifuga

refrigerada marca “HETTICHROTO SILENTA 630 RS” a 3000 rpm durante 10 minutos a una

temperatura de 4°C y una estufa marca “LINDBERG BLUE”GO1390A-1conuna temperatura

de 110 °C. El índice de solubilidad en agua se obtuvo con la siguiente ecuación:

𝐼𝑆𝐴 (𝑔

100𝑔) =

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑖𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜𝑠 𝑒𝑛 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎𝑛𝑡𝑒

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎∗ 100 (Ec.6)

3.4.7 Análisis físico químico de las mezclas de harina

3.4.7.1 Determinación de Proteínas

Este análisis se basó en la norma (AOAC Official Method 2001.11, 2002) que consta de tres

etapas: digestión, destilación, y valoración. La etapa de digestión se realizó en un micro

Kjeldahl marca “LABCONCO” modelo 6030000; la destilación en un destilador marca

“LABCONCO”. El porcentaje de proteína se la obtiene con la siguiente ecuación:

% 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑜𝑔𝑒𝑛𝑜 𝐾𝑗𝑒𝑙𝑑ℎ𝑎𝑙 =𝑁 ∗(𝑉𝑠−𝑉𝑏)∗1,4

𝑊 (Ec.7)

% 𝑃𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 = % 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑜𝑔𝑒𝑛𝑜 𝐾𝑗𝑒𝑙𝑑ℎ𝑎𝑙 ∗ 𝐹 (Ec.8)

Donde:

N = normalidad de ácido sulfúrico empleado

14,01= peso atómico del nitrógeno

Vs= volumen de ácido sulfúrico empleado en la titulación

Vb= volumen de ácido sulfúrico empleado en la titulación del blanco

W= peso de la muestra

F= factor de conversión nitrógeno a proteína (6,25)

40

3.4.7.2 Determinación del contenido de humedad

Se realizó la determinación de humedad por medio de la norma (NTE INEN 0518, 1981),

utilizando una estufa marca “LINDBERG BLUE”GO1390A-1,se calcula con la siguiente

ecuación:

% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 =𝑚2−𝑚3

𝑚2−𝑚1𝑥100 (Ec.9)

Donde:

m1 = masa del pesafiltro vacío con tapa (g)

m2 = masa del pesafiltro y tapa, con la muestra sin secar (g)

m3 = masa del pesafiltro y tapa, con la muestra seca (g)

3.4.7.3 Determinación de cenizas

Este análisis se basó en la norma (NTE INEN 0520, 2012), donde se utilizó una mufla marca

MLW VEB ELEKTRO BAD FRANKENHAUSEN a 550°C hasta la formación de una ceniza

gris, se calcula con la siguiente ecuación:

𝐶 =100(𝑚3−𝑚1)

(100−𝐻)(𝑚2−𝑚1) (Ec.10)

Donde:

C= Contenido de cenizas en harinas de origen vegetal en porcentaje de masa.

m1= Masa de crisol vacío (g)

m2= masa de crisol con la muestra (g)

m3= masa del crisol con las cenizas (g)

H= porcentaje de humedad de la muestra

41

3.4.7.4 Determinación de acidez

Se determinó mediante el método descrito en la norma (NTE INEN 521, 2012), y se calcula

utilizando la siguiente ecuación:

𝐴 =490𝑁𝑉

𝑚(100−𝐻)𝑋

𝑉1

𝑉2 (Ec.11)

Donde:

A= El contenido de acidez en las harinas de origen vegetal

N= Normalidad de NaOH

V= El volumen de NaOH utilizado para la titulación

V1= Volumen del Etanol empleado

V2 = Volumen de la alícuota tomada para la titulación

M= masa de la muestra de harina

H= Humedad de la muestra de harina

3.4.7.5 Determinación de pH

Para la determinación del pH de cada muestra se utilizó la norma (NTE INEN 526, 1981) en la

cual se hace uso de un potenciómetro ORION 3 STAR 8157 marca THERMO SCIENTIFIC.

3.4.7.6 Determinación de fibra dietaría

Fue realizado en el “Laboratorio Lasa”, basándose en la norma (AOAC Official Method 991.43

T, 1995).

3.4.7.7 Determinación de grasas

Fue realizado en el “Laboratorio Lasa”, basándose en la norma (AOAC 920.85, Ed 20, 2016).

3.5 Selección de las mejores mezclas

A partir de los valores medios obtenidos de la evaluación de las mezclas, mediante la prueba

de Anova, las que presenten diferencias significativas con una probabilidad del 95% de

confianza, al efectuar el análisis numérico en el software design expert y que además obtengan

un coeficiente de determinación (R2) sea cercano a 1, serán consideradas como las mejores

mezclas.

42

3.6 Desarrollo de las formulaciones en la producción de pan

Los panes se desarrollaron de acuerdo a los porcentajes establecidos en el diseño experimental

descrito en la tabla 9. Para la determinación de las cantidades de los ingredientes a utilizar en

la producción de pan se tomó como referencia la publicación de (O' Donell, 2013), como se

indica en la tabla. Cada muestra se trabajó con una unidad experimental de 1 kg que constituye

el 100% de las mezclas de las harinas siguiendo la norma (NTE INEN 95, 2012), se utilizó la

técnica de esponja la cual se basa en un mayor tiempo de leudado.

Tabla 9. Formulación para la producción de pan

Componentes Porcentaje (%) Cantidad en gramos

Mezcla de harina (tabla 8) 100% 1000

Levadura 4% 40

Agua 50% 500

Azúcar 10% 100

Sal 2% 20

Huevo 10 100

Grasa 10 100

Mejorador 1% 10

Total 1870 g


3.7 Indicadores de calidad del pan

3.7.1 Determinación de volumen específico del pan

El volumen específico del pan se determinó mediante la norma (AACC International Method

10-05.01, 11 Ed, 2000) basada en el desplazamiento de semillas, se obtuvo con la siguiente

ecuación:

𝑉(𝑚𝑙/𝑔) =𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑎𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑎𝑛 (Ec.12)

43

3.7.2 Determinación de Textura del pan

Se llevó a cabo en la Espol (Escuela Politécnica del Litoral), este análisis se ejecutó por medio

del equipo texturómetro marca “Brookfield CT3” para obtener un valor representativo de la

dureza del pan la cual no indica la percepción textural ejecutada por el hombre. Se obtuvieron

valores de Dureza, Cohesividad, Elasticidad y adhesividad

3.7.3 Análisis de color del pan

El análisis de color se determinó por medio del colorímetro modelo ND –7B, para este proceso

fueron tomados tres puntos de cada muestra y de cada punto se obtuvieron los resultados de X,

Y y Z, estos valores triestímulo se verifican en el programa OpenRGB de tal manera que esto

permita adquirir un resultado más acertado con respecto al color uniforme del pan.

3.8 Análisis sensorial del pan

3.8.1 Prueba Descriptiva

Se realizó una evaluación (ANEXO B) donde participaron 5 catadores entrenados valorando

las siguientes características sensoriales del pan con una escala de 0 a 10. Siendo para el aspecto

externo: 0 un color opaco y 10 un color típico; 0 forma atípica y 10 forma típica, el aspecto al

corte indica: 0 un color de miga opaca y 10 un color de miga típico, la característica de sabor

indica la intensidad de: 0 un sabor rancio y 10 un sabor agradable, el olor indica la intensidad

de: 0 desagradable y 10 agradable, en cuanto a la textura indica la intensidad de: 0 crujencia de

la corteza dura y 10 crujencia de la corteza suave; 0 masticación compleja y 10 masticación

fácil. Estas características son descritas en el libro “Evaluación objetiva de la calidad sensorial

de los alimentos” de (Zamora, 2007), indicando que el aspecto es detectado a través de la vista

y da una percepción de la textura, el sabor se centra en la tipicidad del producto al evaluar la

intensidad y calidad, el olor es evaluado a la primera percepción y se lo relaciona directamente

con el olor típico del producto y la textura es evaluada desde la mordida hasta la deglución.

44

3.8.2 Prueba Hedónica

Se realizó una evaluación (ANEXO B) donde participaron 90 panelistas (consumidores

potenciales) que se denominan “jueces afectivos” teniendo como objetivo valorar el grado de

aceptabilidad que les proporciona cada pan de las formulaciones establecidas en el diseño

experimental, utilizando una escala de 1 a 9: siendo 1 la de menor agrado y 9 la de mayor

agrado.

3.9 Evaluación de aceptabilidad del pan con las mezclas propuestas

A partir de los valores medios de los resultados obtenidos de la prueba hedónica realizada a los

jueces afectivos, mediante la prueba de Anova, las que presenten diferencias significativas con

una probabilidad del 95% de confianza, al efectuar el análisis numérico en el software design

expert y que además obtengan un coeficiente de determinación (R2) sea cercano a 1, serán

consideradas como las mejores mezclas.

3.10 Análisis reológicos de las mejores formulaciones – mixolab.

Los análisis fueron realizados por la empresa GRANOTEC S.A en el equipo mixolab estándar,

este permite determinar las propiedades reológicas de las mezclas de harina. La grafica de

resultados hexagonal permite obtener las características de la harina conforme a los siguientes

criterios de calidad de calidad: índice de absorción de agua, índice de gluten, índice de amilasa,

índice de amasado, índice de viscosidad, e índice de retrogradación. Mientras que la gráfica de

resultados “mixolab stándard” permite evaluar los siguientes parámetros: C1 el

comportamiento de la mezcla los primeros 8 minutos, C2 indica el debilitamiento de las

proteínas entre los 8 y 17 minutos, C3 la gelatinización del almidón entre los 17 y 24 minutos,

C4 la actividad amilásica entre los 24 y 34 minutos y C5 la retrogradación del almidón entre

los minutos 34 y 45 (Chopin Technologies, 2015).

3.11 Caracterización fisicoquímica del pan

Para caracterizar el producto final previamente el programa Design Expert selecciona las

mejores mezclas, las cuales fueron usadas para el proceso de panificación de acuerdo a la

caracterización de la materia prima.

45

3.11.1 Determinación de proteína

Este análisis se basó en la norma (AOAC Official Method 2001.11, 2002) que consta de tres

etapas: digestión, destilación, y valoración. La digestión se realizó en un micro Kjeldahl marca

LABCONCO modelo 6030000; la destilación en un destilador LABCONCO. El porcentaje de

proteína se la obtiene con la siguiente ecuación:

% 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑜𝑔𝑒𝑛𝑜 𝐾𝑗𝑒𝑙𝑑ℎ𝑎𝑙 =𝑁 ∗(𝑉𝑠−𝑉𝑏)∗1,4

𝑊 (Ec.13)

% 𝑃𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 = % 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑜𝑔𝑒𝑛𝑜 𝐾𝑗𝑒𝑙𝑑ℎ𝑎𝑙 ∗ 𝐹 (Ec.14)

Donde:

N = normalidad de ácido sulfúrico empleado

14,01= peso atómico del nitrógeno

Vs= volumen de ácido sulfúrico empleado en la titulación

Vb= volumen de ácido sulfúrico empleado en la titulación del blanco

W= peso de la muestra

F= factor de conversión nitrógeno a proteína (6,25)

3.11.2 Determinación de grasa

Fue realizado en el “Laboratorio Lasa”, basándose en la norma (AOAC 920.85, Ed 20, 2016).

3.11.3 Determinación de fibra dietaria

Fue realizado en el “Laboratorio Lasa”, basándose en la norma (AOAC Official Method 991.43

T, 1995).

46

3.11.4 Determinación de cenizas

Este análisis se realizó conforme a la norma (NTE INEN 0520, 2012) , donde se utilizó una

mufla marca MLW VEB ELEKTRO BAD FRANKENHAUSEN a 550°C hasta que se forme

una ceniza gris. Se puede calcular con la siguiente ecuación:

𝐶 =100(𝑚3−𝑚1)

(100−𝐻)(𝑚2−𝑚1) (Ec.15)

Donde:

C= Contenido de cenizas en harinas de origen vegetal en porcentaje de masa.

m1= Masa de crisol vacío (g)

m2= masa de crisol con la muestra (g)

m3= masa del crisol con las cenizas (g)

H= porcentaje de humedad de la muestra

3.11.5 Determinación de humedad

Este análisis se realizó en base a la norma (NTE INEN 0518, 1981), donde se utilizo una estufa

marca “LINDBERG BLUE”GO1390A-1, el contenido de humedad de la muestra se puede

calcular con la siguiente ecuación:

% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 =𝑚2−𝑚3

𝑚2−𝑚1𝑥100 (Ec.16)

Donde:

m1 = masa del pesafiltro vacío con tapa (g)

m2 = masa del pesafiltro y tapa, con la muestra sin secar (g)

m3 = masa del pesafiltro y tapa, con la muestra seca (g)

47

3.12 Determinación del tiempo de precocción

Para la determinación de los tiempos de precocción de la mezclas seleccionadas, se tomó en

consideración a los autores (Delgado & Caro, 2013) quienes mencionan que el tiempo ideal de

precocción es el 45% del tiempo total de cocción de un pan normal, así como la temperatura

debe ser 30°C menor al del proceso generalmente usado (180°C). Es decir, el tiempo estimado

es de 9 minutos a 150 °C sin embargo se tomaron dos tiempos adicionales (6 y 12 minutos)

para la elección del mejor tiempo de precocción de las masas panificables.

3.13 Congelación rápida del pan (pre cocido) seleccionado

Este proceso fue realizado por la empresa Nice Lab donde se utilizó nitrógeno líquido para la

congelación instantánea y posteriormente estas se llevaron a un congelador para su

almacenamiento a una temperatura de -18 °C.

48

3.14 Diagrama de flujo de obtención del pan – método de esponja

Recepción de materia

prima

-Harina de trigo

-Harina de centeno

-Harina de arroz integral

-Agua -Levadura

-Harina de trigo -Sal

-Harina de centeno -Mejorador

-Harina de arroz integral -Azúcar

-Grasa -Huevo

Pesado

Preparación de la esponja

Harina de trigo

30% del total a

utilizar

Levadura

Azúcar

Agua

Mezclado Leudado (t=30min)

(T=35 °C) Esponja (masa madre)

Amasado Leudación (t=30min)

(T=35 °C) Pesado

División: Peso unitario 50 g

Precocción (t= 9min T=150°C)

Boleado

Leudado final (t= 30min T=35°C)

Enfriamiento del pan (T= 25°C)

-Harina de trigo

-Harina de centeno

-Harina de arroz integral

-Grasa

-Sal

-Mejorador

-Huevo

Congelación (t= 5seg T= -195°C)

Almacenamiento (T= -18°C)

49

3.15 Evaluación de costos

Para estimar los costos que se generan en el proceso productivo a nivel de un diseño conceptual

y obtener un precio referencial de venta del producto. Para este estudio se tomaron en cuenta

los costos unitarios de los insumos y materias primas utilizados para la producción de panes

precocidos congelados (Towler & Sinnott, 2013).

A continuación, se detalla la metodología para realizar el cálculo de los costos:

1.1.1 Materia prima e insumos

1.1.2 Equipos y utensilios (método de lang)

1.1.3 Suministros

1.1.4 Mano de obra directa

1.1.5 Costos indirectos

1.1.6 Costos de producción

Se empleará el método de Lang que asume los costos asociados a una planta de

alimentos o química son una función lineal de los costos de los equipos mayores, se

calcula con la siguiente ecuación:

𝐂𝐅 = 𝛗 ∗ 𝐂𝐀𝐄𝐓 (Ec.17)

Donde:

φ = factor de lang

CF= capital fijo

CAET= costos de adquisición del equipamiento tecnológico

Tabla 10. Factores de lang

Tipo de planta Capital fijo Capital total

Sólido fluido 4,13 8,87

Fluido 4,83 5,69

Sólido 3,87 4,55

Fuente: (Peters & Timmerhaus, 2003)

50

CAPITULO IV

4. Análisis de resultados

4.1 Balance de Materia

Base de cálculo: 1 kg

Etapa de elaboración de la esponja:

A B

C

Balance de masa

A= B+C

B= A –C

B= 895 gramos – 70gramos

B= 825 gramos

Entrada

Harina de trigo: 255 g

Levadura: 40 g

Azúcar: 100 g

Agua: 500 g

Total: 895 g

ESPONJA

Salida

Harina de trigo: 235,06 g

Levadura: 36,87 g

Azúcar: 92,18 g

Agua: 460,89 g

Total: 825,00 g

Merma


Levadura: 3,10 g

Azúcar: 7,80 g

Agua: 39,10 g

Total: 70,00 g

51

Etapa de amasado:

B

A C

D

AMASADO

Entrada:

Harina de trigo: 595 g

Harina de centeno: 150 g

Sal: 20 g

Huevo: 100 g

Grasa: 100 g

Mejorador: 10 g

Total: 975 g

Merma:


Harina de centeno: 28,3 g

Levadura: 7,0 g

Azúcar: 17,4 g

Agua: 87,1 g

Sal: 3,8 g

Huevo: 18,9 g

Grasa: 5,7 g

Mejorador: 1,9 g

Total: 340 g

A+B=C+D

A+B-C=D

D=975g + 825g - 1460g

D= 340 g

Salida del amasado:

Harina de trigo: 673,27 g Harina de centeno: 121,67 g

Levadura: 29,91 g

Azúcar: 74,77 g

Agua: 373,84 g

Sal: 16,22 g

Huevo: 81,11 g

Grasa: 81,11 g

Mejorador: 8,11 g

Total: 1460 g

Entrada B (Salida de Esponja): 825 g

52

Etapa de boleado:

A

B

C

BOLEADO Salida:

29 Panes de 50 gramos

Merma total en todo el proceso:

Merma total= Residuo (esponja) + Residuo (amasado) + Residuo (boleado)

Merma total = 70 g + 340 g + 10 g

Merma total= 420 g

Entrada A (Salida del Amasado):1460 gr

Merma:

A= B+C

C= A-B

C= 1460 g – 1450 g

C= 10 g

53

4.2 CARACTERIZACIÓN DE LAS HARINAS

4.2.1 Resultado de propiedades de hidratación de las harinas

En la tabla 11 se indican las propiedades de hidratación de cada formulación de harina.


IAA: Índice de absorción de agua (g/g), ISA: Índice de solubilidad de agua (g/100g), CAA: Capacidad de absorción de aceite (g/g), CRA: Capacidad de

retención de agua (g/g), CLA: Capacidad de ligación de agua (g/g), VH: Volumen de hinchamiento (ml/g). Formulación: 1 (70% trigo, 30% centeno), 2 (85%

trigo, 15% arroz integral), 3 (85% trigo, 15% centeno), 4 (70% trigo, 20% centeno, 10% arroz integral), 5 (80% trigo, 20% arroz integral), 6 (70% trigo, 30%

arroz integral), 7 (80% trigo, 10% centeno, 10% arroz integral), 8 (70% trigo, 10% centeno, 20% arroz integral), 9 (70% trigo, 15% centeno, 15 % arroz integral),

10 (90% trigo, 5% centeno, 5% arroz integral), 11 Control (100% trigo), 12 (100% centeno), 13(100% arroz integral). Los valores seguidos por letras diferentes

dentro de una columna denotan diferencias significativas (P<0.05). Media ± desviación estándar (n=2)

Tabla 11. Propiedades de hidratación de harinas

FORMULACIÓN IAA

ISA

CAA

CRA

CLA

VH

1 7.688 ±1.976a 10.54 ±1.934a 1.678 ±0.107a 2.635 ±0.025a 2.136 ±0.044ª 2.439 ±0.071ª

2 8.860 ±0.810a 7.960 ±0.442b 1.705 ±0.041a 2.692 ±0.207a 1.938 ±0.094ª 2.441 ±0.070ª

3 9.450 ±0.612b 6.241 ±7.351b 1.603 ±0.003a 2.762 ±0.003a 2.058 ±0.003ª 2.493 ±0.004ª

4 8.393 ±0.364a 18.84 ±7.880b 1.884 ±0.126a 2.689 ±0.027a 2.022 ±0.073ª 2.488 ±0.000a

5 8.787 ±0.410b 6.028 ±0.868b 1.888 ±0.135a 2.755 ±0.106a 1.983 ±0.033ª 2.490 ±0.000a

6 7.115 ±0.152b 4.840 ±0.163b 1.794 ±0.199a 2.735 ±0.094a 2.003 ±0.002ª 2.488 ±0.000a

7 7.125 ±0.639a 4.965 ±0.972b 1.699 ±0.101a 2.694 ±0.168ª 1.968 ±0.082ª 2.488 ±0.000a

8 7.000 ±0.722b 10.87 ±10.04a 1.778 ±0.006a 2.751 ±0.165ª 2.035 ±0.053ª 2.491 ±0.000a

9 7.872 ±0.425b 9.991 ±7.747a 2.177 ±0.366a 2.672 ±0.093a 1.986 ±0.026ª 2.985 ±0.000a

10 6.819 ±0.422a 5.921 ±1.213b 1.851 ±0.183a 3.344 ±0.542a 1.941 ±0.006ª 2.488 ±0.001a

11 8.331 ±0.252b 4.743 ±0.892b 1.687 ±0.049a 2.902 ±0.036ª 1.975 ±0.009ª 2.489 ±0.002a

12 7.982 ±0.976b 16.06 ±6.847a 2.085 ±0.002a 3.389 ±0.340ª 2.525 ±0.018ª 2.741 ±0.353a

13 8.212 ±1.307b 4.323 ±0.096b 1.962 ±0.063a 3.386 ±0.184ª 1.710 ±0.197ª 3.035 ±0.070a

54

Los valores de IAA indican la capacidad que posee la harina para absorber agua y con ello

formar una masa de buena consistencia, con respecto a la tabla 11 existe una diferencia mínima

entre las formulaciones destacando que los valores de las muestras 2, 4 y 5 son semejantes a la

muestra de control 8.331 (g/g) , no obstante (Arendt & Bello, 2018) señala que a mayor valor

de IAA disminuye el endurecimiento del pan y aumenta la suavidad, por lo tanto la muestra 3

(85% harina de trigo: 15% harina de centeno) es la más se asemeja al patrón en este parámetro.

Los valores de ISA indican la degradación de la estructura del almidón debido a la relación

agua/almidón donde los polisacáridos se desligan del granulo (Pineda, 2013), con respecto a la

tabla 11 se registra que existe una diferencia significativa en los valores reportados de las

formulaciones destacando el de la muestra control con 4.743 (g/100g) siendo idónea para la

producción de panes. Sin embargo (Induck, 2012) en su investigación señala que un valor

mayor de este parámetro es idóneo para productos de baja viscosidad, por lo tanto, todas las

formulaciones propuestas son aptas ya que superan el valor de la muestra control a excepción

de la fórmula 13 (100% arroz integral) con 4.323 (g/100g).

Los valores de la capacidad de absorción de aceite o CAA no muestran una variación relevante

a excepción de los valores 2.177 y 2.085(g/g) pertenecientes a las muestras 9 (70% harina de

trigo, 15% harina de centeno, 15% harina de trigo) y 12 (100% harina de centeno)

respectivamente, demostrando así que los gránulos del gluten en estas formulaciones son más

densos de tal manera que permite mayor absorción de aceite.

Los valores de CRA indican la capacidad que tiene el granulo de retener agua en su matriz

proteica, los valores registrados en la tabla 11 indican que existe una diferencia mínima entre

las formulaciones. Según (Sciarini, 2017) en su investigación destaca que un valor alto de este

parámetro retrasa el endurecimiento del pan, por lo tanto las muestras 10, 12 y 13 con valores

de 3.3 (g/g) para cada una, cumplen con este requisito ya que la muestra control presenta un

valor de 2,9 (g/g).

La capacidad de ligación de agua (CLA) indica la cantidad que un almidón insoluble puede

retener en relación a su peso (Otegbayo, Lana, & Ibitoye, 2010); con respecto a los datos

obtenidos se puede apreciar que la mayoría de los valores son similares a la muestra de control

(100% trigo) con 1.975 (g/g). Cabe mencionar que las muestras 1, 3, 4, 8 y 12 con valores

55

2.136, 2.058, 2.022, 2.035 y 2.522 (g/g) respectivamente cuentan con un elevado CLA lo que

incide en una asociación débil entre la amilopectina y la amilosa, mientras que las muestras 2,

5, 6, 7, 9, 10, 11 y 13 poseen bajo nivel de CLA, lo cual indica una asociación fuerte entre estas

produciendo un pan fresco y con un volumen adecuado.

Los valores de VH determinan la capacidad que posee el granulo de hincharse al estar en

presencia de agua, según (Otegbayo, Lana, & Ibitoye, 2010) señalan que un valor alto de este

parámetro es un indicador de mejor cocción. Con respecto a la tabla 11 se puede observar que

los valores reportados representan una diferencia mínima entre las formulaciones con la

muestra control 2,48(ml/g). Por otro lado (Puga & Torres, 2015), en su investigación señalan

que un valor alto de volumen de hinchamiento se debe a la fibra presente en las harinas

4.2.2 Análisis de acidez titulable

Fuente:(Elaboración por autores)

Siguiendo la norma descrita (NTE INEN 521, 2012) se obtuvieron los valores de acidez

titulable en función del ácido sulfúrico presentados en la taba 12 en donde se puede presenciar

que la muestra 11 (100% harina de trigo) posee el valor más bajo de 0.12%, este resultado

muestra ligeras diferencias con la acidez titulable de harina de trigo con 0.10% reportado por

(Vásconez, 2015), mientras que el porcentaje de acidez es mayor para las muestras sustituidas

con harina de arroz integral(6, 5 y 2) equivalentes a 0.36%, 0.28% y 0.28% respectivamente;

siendo estos valores mayores al límite permisible (0,2) establecido en la norma vigente.

Tabla 12. Análisis de acidez en las harinas Formulación Acidez (%)

1 0.27

2 0.28

3 0.15

4 0.22

5 0.28

6 0.36

7 0.18

8 0.24

9 0.25

10 0.14

11 0.12

12 0.16

13 0.14

56

4.2.3 Análisis de pH

Fuente:(Elaborado por autores)

Los valores de pH mostrados en la tabla 13 indican que no hay una diferencia significativa con

una probabilidad del 95% entre las formulaciones, sin embargo, el valor más bajo es el de la

muestra 11 (control o 100% trigo) con 5.75 y el más alto el de la muestra 13 (100 % centeno)

con un pH de 6.2. Según (Pascual & Zapata, 2016) indica que el pH de las harinas se encuentra

dentro del grupo de alimentos de baja acidez, estando entre 5 a 6.8 por lo tanto estas harinas se

las puede utilizar en los procesos de panificación.

4.2.4 Análisis de proteínas


Los porcentajes de proteínas representados en la tabla 14 indican una diferencia significativa

entre los valores reportados, donde los más altos son :11.31, 11.54, 12.01 y12.10 pertenecientes

a las fórmulas 3, 4, 5, y 6 respectivamente, siendo estas mayor a la muestra de control (100%

Trigo) con un valor de 10.24, por lo tanto esto indica que hubo un aumento en el porcentaje

Tabla 13. Análisis de potenciometría de las harinas Formulación pH

1 5.85

2 5.8

3 5.8

4 5.9

5 5.9

6 6.0

7 5.9

8 6

9 5.9

10 5.9

11 5.75

12 6

13 6.2

Tabla 14. Análisis de proteínas de las mezclas de harinas Formulación Proteínas (%)

1 8.35

2 9.77

3 11.31

4 11.54

5 12.01

6 12.10

7 7.76

8 11.98

9 8.73

10 8.07

11 10.24

12 8.2

13 9.5

57

proteico con estas formulaciones al sustituir parcialmente la harina de trigo con harinas

sucedáneas, lo cual se puede corroborar en la investigación realizada por (Anticona, 2017).

4.2.5 Análisis de cenizas


En la tabla 15 se evidencia una diferencia significativa, donde se puede presenciar que se

obtuvo un aumento del contenido de cenizas en las formulaciones al sustituir parcialmente la

harina de trigo con harina de centeno y arroz integral con respecto a la muestra de control

(0.98), este aumento se debe a que los cereales empleados poseen mayor cantidad de calcio,

hierro, potasio, magnesio, fósforo, sodio, zinc, y selenio. El arroz integral y el centeno son

cereales integrales por ello no superan el 2%, valores que se encuentran dentro de los límites

permisibles según la norma (NTE INEN 616, 2015).

Tabla 15. Análisis de cenizas de las harinas # Muestra Cenizas (%)

1 1.04

2 1.02

3 1.08

4 1.13

5 1.02

6 1.04

7 1.1

8 1.05

9 1.03

10 0.96

11 0.98

12 1.7

13 1.1

58

4.2.6 Análisis de humedad


Los resultados obtenidos en el porcentaje de humedad indican un aumento de este parámetro

al usar harinas sucedáneas, como se muestra en la tabla 16. La muestra control contiene un

menor porcentaje de humedad (11,1), en comparación con el resto de las formulaciones

establecidas. Sin embargo cumplen con los parámetros establecidos en la norma (NTE INEN

616, 2015) el cual indica que la humedad máxima es de 14.5 %.

4.3 CARACTERIZACIÓN DEL PAN

4.3.1 Análisis de color

Tabla 17. Análisis de color de las diferentes fórmulas de pan.

Media (n=2) Coordenadas

Formulación Ejes

∑ (Y,X,Z) "y" "x" Y X Z

1 28.92 30.57 15.37 74.85 0.386 0.408

2 39.85 42.07 21.88 103.79 0.383 0.405

3 33.93 36.08 18.62 88.633 0.382 0.407

4 30.55 35.4 15.96 81.908 0.372 0.432

5 31.55 34.63 14.93 81.116 0.388 0.426

6 34.52 36.43 17.6 88.55 0.389 0.411

7 37.38 39.33 21.23 97.95 0.381 0.401

8 34.1 35.87 17.59 87.558 0.389 0.409

9 33.53 35.03 20.78 89.35 0.375 0.392

10 37.83 40.18 21.38 99.4 0.38 0.404

11 40.63 42.87 22.01 105.51 0.385 0.406

12 - - - - -

13 - - - - -


Tabla 16. Análisis de humedad de las harinas Formulación Humedad (%)

1 11.74

2 11.7

3 12.45

4 13.28

5 12.52

6 11.76

7 12.21

8 11.85

9 11.7

10 12.45

11 11.1

12 11.6

13 12.6

59

En la tabla 17 se describen los resultados obtenidos con la ayuda del colorímetro modelo ND

–7B. No se registran diferencia significativa entre los valores obtenidos de las formulaciones,

la prueba se realizó por duplicado donde se tomó la medida de 3 áreas del pan para cada eje,

se sacó el promedio con la medida de estas áreas para obtener los valores triestímulo (Y,X,Z).

Con estos valores se calcularon las coordenadas que se graficaron en el Diagrama de

Cromaticidad del CIE, se determinó la longitud de onda y se ubicó la tonalidad de la

formulación de pan.

Para tener como referencia un color específico del pan, se graficaron las coordenadas de la

muestra control 100% trigo, dichas coordenadas se la obtiene mediante fórmulas (ANEXO B)

En la figura 4 se muestra los resultados de coordenadas y color aproximado

Figura 4. Resultado de coordenadas (x,y) para el control 100 % harina de trigo

Con los valores de x = 0.406, y = 0.385 graficados en el diagrama de cromaticidad CIE, el

color aproximado de la muestra control 100 % trigo se ubicó en el color rosa naranja con una

longitud de onda de 596 nm en el espacio de color.

A continuación, en la Figura 5 Con la ayuda del software openRGB se verificó el color

aproximado que presento el diagrama de cromaticidad CIE, dando un color rosa naranja en la

muestra de control 100% trigo.

x=0.406

y=0.385

60

Figura 5. Coordenadas X,Y,Z en el software openRGB

4.3.2 Análisis del perfil de textura

Tabla 18. Prueba de perfil de textura de las diferentes fórmulas de pan

Formulación Dureza

(g) Cohesividad

Elasticidad

(mm)

Adhesividad

(mJ)

1 1410.375 0.535 8.85 0.25

2 1684.875 0.615 8.95 0.27

3 761,565 0.575 8.3 0.38

4 684.125 0.685 8.7 0.21

5 1297 0.470 8.8 0.21

6 1590 0.535 8.35 0.10

7 639.5 0.665 8.5 0.16

8 767.125 0.565 8.85 0.12

9 1559.075 0.532 8.75 0.26

10 683 0.675 8.85 0.15

CONTROL 503.875 0.660 9.15 0.13


Los valores presentados en la tabla 18 indican la calidad de textura del pan. Tomando como

referencia el valor de la muestra de control, el parámetro de dureza presentó un aumento a

medida que bajaba la concentración de harina de trigo lo cual es un factor que pone en riesgo

la aceptación sensorial. Según (Barroso, 2017) en su investigación indica que la adición de fibra

tiene un mínimo efecto sobre la dureza del pan, esto se puede corroborar en este trabajo al

61

adicionar harina de centeno y harina de arroz integral. El parámetro de cohesividad no presentan

mayor diferencia en los tratamientos en comparación con la muestra de control, según el manual

de (BrookField Ametek, 2017) indica que si una muestra es perfectamente elástica y no se daña

en lo absoluto a la primera compresión del equipo, presentara un valor de 1.0, de lo contrario

si esta se rompe obtendrá un valor de 0. El parámetro de elasticidad presentó una diferencia

mínima en las formulaciones frente a la muestra de control, (Sacón & Gema, 2016) en su

investigación menciona que los valores de elasticidad deben estar entre 8 a 9,5 mm, por lo tanto,

este parámetro se encuentra en el rango establecido para obtener una masa con buena

maleabilidad y como para la frescura del pan. La adhesividad registró un valor mínimo de (0.13

mJ) en la muestra de control y un valor máximo de (0.38 mJ) en la muestra 3. Según (Castro,

2011), este parámetro indica el trabajo necesario para despegar la superficie de la masa de otra

superficie. Mientras que (Espino, 2019), en su investigación indica que valores de adhesividad

menores o semejantes a la muestra de control indican una adherencia optima de la masa.

4.3.3 Volumen específico

Tabla 19. Volumen específico de las fórmulas de pan según el diseño de

experimento

Formulación Volumen específico

1 3.7

2 3.7

3 3.8

4 3.5

5 3.4

6 3.0

7 3.3

8 3.3

9 3.3

10 3.5

11 3.9

12 -

ñ13 -


62

Con respecto a la tabla 19 no se evidencia diferencia significativa en los resultados reportados

de volumen específico, cabe destacar que estos valores oscilan entre 3.0 y 3.9 siendo las

formulaciones 3 (85% harina de trigo, 15% harina de centeno), 1 (70% harina de trigo, 30%

centeno) y la formulación 2 (85% harina de trigo, 15% harina de arroz integral) las que

representaron mayores volúmenes específicos con 3.8, 3.7 y 3.7 cm3/g respectivamente. Por

otro lado se observa que ninguna formulación superó el valor de la muestra 11 o muestra de

control (100% harina de trigo) con un valor de 3.9, por consiguiente al realizar la sustitución

disminuye el gluten presente en la masa lo que se verá reflejado en la fermentación causando

que no haya tanta capacidad para retener gases afectando el volumen del pan. (León & Urbina,

2015)

4.3.4 Determinación de pH

Tabla 20. Análisis de pH de las fórmulas de pan según el

diseño de experimento

Formulación pH

1 5.7

2 5.6

3 5.6

4 5.6

5 5.7

6 5.6

7 5.6

8 5.6

9 5.6

10 5.6

11 5.6

12 -

13 -


63

Los valores de pH presentados en la tabla 20 no muestran una diferencia significativa, no

obstante, cumplen con el límite permisible establecido de estos parámetros descritos en la

norma (NTE INEN 95, 2012) donde el pH debe estar entre 5.5 y 6.0.

4.3.5 Determinación de humedad

Tabla 21. Análisis de humedad de las fórmulas de pan según el diseño de experimento.

Formulación

Contenido de sólidos

totales

Humedad

1 77.32 22.67

2 74.77 25.22

3 74.03 25.96

4 74.57 25.42

5 74.96 25.03

6 72.78 27.21

7 74.36 25.63

8 73.44 26.55

9 74.78 25.21

10 74.00 26.00

11 72.11 27.88

12 - -

13 - -


Los valores del contenido de solidos totales y humedad del pan mostrados en la tabla 21 indican

que no hay una diferencia significativa entre las formulaciones, sin embargo cumplen con el

límite permisible establecido de estos parámetros descritos en las normas (NTE INEN 2945,

2016), (NTE INEN 95, 2012)donde deben tener el 65% mínimo de contenido de solidos totales

y 45 % máximo de humedad.

64

4.3.6 Análisis sensorial afectivo

Tabla 22. Análisis sensorial afectivo – prueba hedónica

Formulación Código de muestra Aceptabilidad

1 254 6.03

2 376 7.27

3 142 8.12

4 392 7.27

5 217 8.05

6 571 7.25

7 193 7.48

8 491 8.05

9 357 5.76

10 210 6.63

11 341 9

12 325 0

13 118 0


En la tabla 22 se registra el promedio de la prueba hedónica en catadores no entrenados, en esta

prueba calificaron las muestras según el grado de satisfacción que les produce el producto,

representando una diferencia significativa entre los datos reportados ya que, según la escala

descrita en el ANEXO B, la fórmula 9 con código (357) registró una baja valoración hedónica

indicando que esta muestra “no les gusta ni les disgusta”. Las muestras 1 y 10 con códigos

(254) y (210) registran una valoración hedónica que indican que el producto “les gusta

levemente”, mientras que las muestras 2, 4, 6 y 7 reciben una valoración hedónica aceptable

donde indica que el producto “les gusta moderadamente”. No obstante, las muestras más

aproximadas a la muestra de control 11 con código (341) son las muestras 3,5 y 8 con códigos

(142), (217) y (491) indicando una valoración hedónica alta donde indican que el producto les

“gusta mucho” por lo tanto son las fórmulas más preferibles por el consumidor.

65

4.4 Selección de las mejores fórmulas por medio del software - design-expert

versión 11

Tabla 23. ANOVA para IAA

ANOVA para modelo especial de mezcla cúbica

*** La codificación de componentes de la mezcla es L_Pseudo. ***

Tabla de análisis de varianza [Suma parcial de cuadrados - Tipo III]

Source Sum Of

Squares dF

Mean

Square F value

p- value

Prob>F

Model 47.86 6 7.98 14.29 0.0025 significant

Linear Mixture 0.45 2 0.22 0.40 0.6858

AB0.59 1 0.59 1.06 0.3429

AC 3.08 1 3.08 5.51 0.0573

BC 4.869E-003 1 4,87E+00 8,72E+00 0.9286

ABC 40.70 1 40.70 72.88 0.0001

Residual 3.35 6 0.56

Lack of Fit 2.16 3 0.72 1.80 0.3202

not

significant

Pure Error 1.20 3 0.40

Cor Total 51.21 12

Fuente:(Design Expert)

El valor F del modelo de 14.29 implica que el modelo es significativo. Solo hay

una probabilidad de 0.25% de que un "Valor F Modelo" de este tamaño pueda ocurrir debido

al ruido

Los valores de "Prob> F" inferiores a 0.0500 indican que los términos del modelo son

significativos.

En este caso, ABC son términos significativos del modelo.

Los valores superiores a 0.1000 indican que los términos del modelo no son significativos.

Si hay muchos términos de modelo insignificantes (sin contar los necesarios para admitir la

jerarquía), la reducción del modelo puede mejorar su modelo.

66

El "valor F de falta de ajuste" de 1.80 implica que la falta de ajuste no es significativa en relación

con el puro

error. Existe una probabilidad del 32.02% de que una "falta de ajuste del valor F" de este

tamaño pueda ocurrir debido

al ruido La falta de ajuste no significativa es buena: queremos que el modelo se ajuste.

Std. Dev. 0.75 R-Squared 0.9346

Mean 7.51 Adj R-Squared 0.8692

C.V. % 9.95 Pred R-Squared -1.2425 PRESS 114.84 Adeq Precision 14.052

Un "R cuadrado predictivo" negativo implica que la media general es un mejor predictor de su

respuesta que el modelo actual.

"Precisión Adeq" mide la relación señal / ruido. Una relación mayor que 4 es deseable. Tu

relación de 14.052 indica una señal adecuada. Este modelo se puede usar para navegar por el

espacio de diseño.

Tabla 24. Resultados para IAA

Component Coefficient

Estimate Standard Df

Mean

Square 95% CI

ERROR

95% CI

HIGHT

p- value

Prob>F

A-TRIGO 8.34 1 0.52 7.07 9.62 1.53

B-ARROZ

INTEGRAL 8.14

1 0.74 6.32 9.95 1.84

C-CENTENO 7.34 1 0.52 6.07 8.61 1.92

AB3.57 1 3.47 -4.92 12.07 1.88

AC6.41 1 2.73 -0.27 13.09 1.82

BC0.25 1 2.63 -6.20 6.69 2.17

ABC -198.09 1 23.20 -254.87 -141.31 1.65


Ecuación final en términos de L_Pseudocomponentes:

IAA =

+8.34 * A

+8.14 * B

+7.34 * C

+3.57 * A * B

+6.41 * A * C

+0.25 * B * C

-198.09 * A * B * C

67

Ecuación final en términos de componentes reales:

IAA =

+8.34463 * TRIGO

-20.14401 * ARROZ INTEGRAL

-44.85764 * CENTENO

+39.70275 * TRIGO * ARROZ INTEGRAL

+71.22235 * TRIGO * CENTENO

+5138.39006 * ARROZ INTEGRAL * CENTENO

-7336.65265 * TRIGO * ARROZ INTEGRAL * CENTENO


IAA =

+0.083446 * TRIGO


-0.44858 * CENTENO

+3.97027E-003 * TRIGO * ARROZ INTEGRAL

+7.12223E-003 * TRIGO * CENTENO


-7.33665E-003 * TRIGO * ARROZ INTEGRAL * CENTENO

68

Tabla 25. ANOVA para Proteina

ANOVA para el modelo de mezcla cúbica especial

*** La codificación del componente de mezcla es L_Pseudo. ***

Tabla de análisis de varianza [Suma parcial de cuadrados - Tipo III]

Source Sum

Squares Of dF

Mean

Square F value

p- value

Prob>F

Model 17.32 6 2.89 1.10 0.4571

not

significant

Linear Mixture 6.52 2 3.26 1.24 0.3549

AB0.13 1 0.13 0.051 0.8293

AC3.60 1 3.60 1.37 0.2866

BC0.64 1 0.64 0.24 0.6404

ABC 9.07 1 9.07 3.44 0.1129

Residual 15.80 6 2.63

Lack of Fit 6.59 3 2.20 0.72 0.6049

not

significant

Pure Error 9.21 3 3.07

Cor Total 33.12 12


El "valor F del modelo" de 1.10 implica que el modelo no es significativo en relación con el

ruido. Existe una probabilidad del 45.71% de que un "valor del Modelo F" tan grande pueda

ocurrir debido al ruido.

Los valores de "Prob> F" inferiores a 0.0500 indican que los términos del modelo son

significativos.En este caso no hay términos de modelo significativos.

Los valores superiores a 0.1000 indican que los términos del modelo no son significativos.

Si hay muchos términos de modelo insignificantes (sin contar los necesarios para admitir la

jerarquía), la reducción del modelo puede mejorar su modelo.

El "valor F de falta de ajuste" de 0,72 implica que la falta de ajuste no es significativa en relación

con el puro error. Hay un 60.49% de posibilidades de que se produzca una "falta de ajuste del

valor F" tan grande al ruido.

69

La falta de ajuste no significativa es buena: queremos que el modelo se ajuste.

Std. Dev. 1.62 R-Squared 0.5229

Mean 9.97 Adj R-Squared 0.0458

C.V. % 16.28 Pred R-Squared -8.5238

PRESS 315.44 Adeq Precision 3.473

Un "R cuadrado predictivo" negativo implica que la media general es un mejor predictor de su

respuesta que el modelo actual.

"Precisión Adeq" mide la relación señal / ruido. Una relación de 3,47 indica una insuficiencia

señal y no debemos usar este modelo para navegar por el espacio de diseño.

Tabla 26. Resultados para proteínas

Component Coefficient

Estimate

Standard

dF

Mean

Square

95% CI

ERROR

95% CI

HIGHT

p- value

Prob>F

A-TRIGO 9.11 1 1.13 6.35 11.87 1.53

B-ARROZ

INTEGRAL 9.31 1 1.61 5.36 13.25 1.84

C-CENTENO 10.52 1 1.13 7.75 13.28 1.92

AB1.70 1 7.54 -16.75 20.14 1.88

AC6.94 1 5.93 -7.58 21.45 1.82

BC2.81 1 5.72 -11.19 16.81 2.17

ABC -93.52 1 50.39 -216.82 29.79 1.65


Ecuación final en términos de L_Pseudocomponentes:

PROTEINA =

+9.11 * A

+9.31 * B

+10.52 * C

+1.70 * A * B

+6.94 * A * C

+2.81 * B * C

-93.52 * A * B * C

70


PROTEINA =

+9.11146 * TRIGO


-40.15856 * CENTENO

+18.86180 * TRIGO * ARROZ INTEGRAL

+77.07341 * TRIGO * CENTENO


-3463.52716 * TRIGO * ARROZ INTEGRAL * CENTENO


PROTEINA=

+0.091115 * TRIGO


-0.40159 * CENTENO

+1.88618E-003 * TRIGO * ARROZ INTEGRAL

+7.70734E-003 * TRIGO * CENTENO


-3.46353E-003 * TRIGO * ARROZ INTEGRAL * CENTENO

Tabla 27. Análisis numérico óptimo

Name

Goal Lower Limit Upper Limit

Lower

Weight

Upper

Weight Importance

A-TRIGO is in range 70 100 1 1 3

B-ARROZ

INTEGRAL is in range 0 30 1 1 3

C-CENTENO is in range 0 30 1 1 3

IAA maximize 1.125 9.45 1 1 3


71

Tabla 28. Soluciones encontradas

Number TRIGO

ARROZ

INTEGRAL CENTENO IAA ACEPTABILIDAD DESIRABILITY

1 88.64 0.00 11.36 947.264 1.000 Selected

2 86.31 0.00 13.69 947.679 1.000 1

3 87.50 0.00 12.50 948.429 1.000 1

4 85.79 0.00 14.21 94.671 1.000 1

5 88.11 0.00 11.89 948.037 1.000 1

6 85.15 0.00 14.85 94.501 1.000 1

7 85.89 14.11 0.00 913.649 0.962 1

8 85.00 15.00 0.00 913.343 0.962 0,962

9 70.00 30.00 0.00 813.561 0.842 0,962


Con respecto a la tabla … obtenida del programa desing expert, se denota que las muestras 3 y

2 aon las selecciondas para dar paso al perfil descriptivo cuantitativo Number of Starting Points: 40

TRIGOARROZ INTEGRALCENTENO

100.000.00 0.00

70.00 0.00 30.00

90.00 5.00 5.00

70.00 15.00 15.00

80.00 0.00 20.00

70.00 10.00 20.00

85.00 15.00 0.00

85.00 0.00 15.00

80.00 10.00 10.00

70.00 30.00 0.00

73.23 20.54 6.23

84.92 11.16 3.92

78.66 15.33 6.00

77.34 17.50 5.16

71.04 11.94 17.01

75.00 12.63 12.37

88.04 1.02 10.94

88.35 7.32 4.33

91.88 5.56 2.56

72.24 25.50 2.26

89.08 7.47 3.45

75.73 16.38 7.89

70.30 14.41 15.29

80.12 16.61 3.27

92.59 0.16 7.24

84.59 6.20 9.21

76.15 2.09 21.76

74.49 16.65 8.86

70.30 26.64 3.06

73.38 15.14 11.49

79.73 19.92 0.35

97.08 0.78 2.14

75.75 17.29 6.96

73.12 19.95 6.93

73.85 16.44 9.70

94.94 4.58 0.48

88.50 11.34 0.17

74.69 4.78 20.53

72

84.88 14.86 0.26

75.50 19.62 4.87

4.5 Análisis reológico de las harinas seleccionadas

Tabla 29. Datos de análisis de reología en mixolab

Curva Minutos Par (Nm)

Temp.

Masa

Control: 100% HT Humedad % 12,6

C1 7,37 1,144 31,5

C2 16,9 0,441 58,4

C3 22,73 1,406 80,6

C4 31,15 1,218 87,3

C5 45,0 1,963 52,3

Control: 100% HT R Humedad % 12,6

C1 7,17 1,120 31,0

C2 17,18 0,430 58,1

C3 22,43 1,388 78,2

C4 30,77 1,222 87,0

C5 45,0 2,019 52,3

85% HT 15% HA Humedad % 13

C1 8,93 1,114 32,7

C2 16,97 0,519 57,7

C3 24,23 1,581 83,5

C4 30,55 1,462 87,7

C5 45,02 2,497 53,0

85% HT 15% HA R Humedad % 13

C1 9,53 1,120 34,3

C2 16,50 0,537 56,6

C3 24,35 1,617 84,3

C4 29,43 1,507 87,8

C5 45,02 2,547 53,4

85% HT 15% HC Humedad % 13

C1 6,62 1,143 31,4

C2 16,03 0,469 54,5

C3 22,35 1,218 78,2

C4 33,05 0,536 81,1

C5 45,02 0,862 51,3

85% HT 15% HC R Humedad % 13

C1 6,75 1,136 31,3

C2 15,97 0,469 54,2

C3 22,57 1,224 79,1

C4 32,8 0,540 81,4

C5 45,0 0,863 51,5


En la tabla. 29 se muestran los datos de reología de las formulaciones seleccionadas por el

equipo Mixolab de Chopin.

73

Tabla 30. Promedio de los datos de análisis de reología en mixolab

Curva Minutos Par (Nm)

Temp.

Masa

Control: 100% HT Humedad % 12,6

C1 7,27 1,132 31,25

C2 17,04 0,4355 58,25

C3 22,58 1,397 79,40

C4 30,96 1,220 87,15

C5 45,01 1,991 52,30

85% HT 15% HA Humedad % 13

C1 9,23 1,117 33,50

C2 16,735 0,528 57,15

C3 24,29 1,599 83,90

C4 29,99 1,4845 87,75

C5 25,82 2,522 53,20

85% HT 15% HC Humedad % 13

C1 6,685 1,1395 31,35

C2 16,0 0,469 54,35

C3 22,46 1,221 78,65

C4 32,925 0,538 81,25

C5 45,01 0,8625 51,40


En la tabla. 30 se muestran los datos de reología promedios para el análisis respectivo de cada

parámetro.

C1. Desarrollo de la masa

En esta etapa se evidencia el desarrollo de la masa, volviéndose más resistente a la extensión.

Con respecto a la tabla se ha obtenido pares de 1.132, 1.117 y 1.139 (Nm) para la muestra 11

(control: 100 HT), 2 (85% HT, 15% HA) y 3 (85% HT, 15% HC) respectivamente; según

(Pazmiño, 2013) cuando un par alcanza 1.1 quiere decir que la masa panificable se ha

desarrollado por completo. Por otro lado, (Sandoval, 2012) menciona en su investigación

“Estudio reológico de las mezclas de harinas de trigo, cebada y papa” que la harina llega a

poseer mayor fuerza cuando el tiempo de llegada a C1 incrementa; en los resultados plasmados

se puede denotar que la formulación 2 en comparación con la 3 es la que tiene un incremento

de llegada a C1 con 9.23 Nm.

74

C2. Debilitamiento de las proteínas

Durante esta etapa se da el debilitamiento de las proteínas la cual está relacionado con el

volumen del pan, (Guerra, 2014) indica que para C2 los valores en los pares superiores a 0.6

Nm provee un pan con poco volumen y muy denso, no obstante recomienda un C2 inferior a

0.5 Nm a fin de que se obtenga un pan voluminoso, cabe mencionar que la muestra 2 no cumple

con este parámetro ya que tiene un par de 0.528, sin embargo la muestra 3 posee un par de

0.469, muy similar a la muestra de control con 0.4355 Nm, lo cual indica que mediante la

formulación de 85% HT, 15% HC se logra conseguir un pan suave y con un volumen adecuado.

C3. Gelatinización del almidón

Con respecto a la gelatinización del almidón, la muestra de control presenta un valor de 1,397

Par en comparación de la muestra 2 y 3 con valores de (1,599 Par) y (1,221 Par)

respectivamente. El aumento que se registra en la muestra 2 se debe a la viscosidad que

contiene dada por la harina del arroz integral. De acuerdo a (Vásconez, 2015), en su

investigación indica que un valor alto de C3 presenta una mejor calidad del almidón por lo

tanto se obtendrá un pan con buen volumen y una miga no pegajosa, sin embargo este

parámetro no descarta la muestra 3 para los procesos de panificación ya que muestra un valor

de Par que más se asemeja a la muestra de control.

C4. Actividad de amilasa

Con respecto a la actividad amilásica, esta depende de la enzima amilasa lo que influye

directamente en la textura y volumen del producto, sus valores óptimos deben registrarse entre

0,95 -2,12 Par. La muestra de control muestra un valor de (1,220 Par) en comparación de la

muestra 2 y 3 con valores de (1,484 Par) y (0,538 Par). Existe un decremento importante en la

muestra 3 con respecto a la de control, según lo publicado por (Arias, 2015) esto se atribuye a

la adición de fibra por parte de una harina con baja viscosidad por ello los panes que se

obtengan con este tipo de formulación no tendrán un volumen adecuado en comparación de la

muestra 2 que muestra un valor que se asemeja al trigo por ello le permitirá tener un volumen

adecuado.

75

C5. Retrogradación del almidón

La retrogradación del almidón da lugar al endurecimiento del pan e indica la vida útil de este,

esto significa que a menor retrogradación mayor será la vida útil del pan. La muestra de control

presenta un valor de (1,99 Par) en comparación con la muestra 2 y 3 con valores de (2,52 Par)

y (0,86 Par). Existe un aumento en el índice de retrogradación en la muestra 2 en comparación

con la muestra de control, esto se debe a que el gluten es importante en esta fase debido a su

interacción con el almidón por ende la vida útil de un pan obtenido con esta harina sería menor

que la de un pan tradicional (Salazar, 2015). De lo contrario la muestra 3 registra un índice de

retrogradación menor a la muestra de control lo que indica que se tendría una mayor

conservación del producto.

4.6 Análisis de fibra y grasa de las harinas seleccionadas

Tabla 31. Análisis de fibra, proteínas y grasa de las muestras seleccionadas

Fórmula % Fibra % Proteínas % Grasa

2 4.1 9,77 1.1

3 5.4 11,31 1.2


En la tabla. se registran los porcentajes de los análisis de fibra y grasa de las harinas

seleccionadas por el software design - expert versión 11, de esta manera se completa la

composición físico química para poder tener dos variables adicionales para la selección de la

muestra final, con respecto a los datos reportados se denota una diferencia significativa

teniendo en cuenta que la fórmula 3 (85% harina de trigo, 15% harina de centeno) posee mayor

porcentaje de fibra y grasa con valores de 5.4 y 1.2 respectivamente, por otro lado la muestra

2 (85% harina de trigo, 15% harina de centeno) obtuvo valores de 4.1 y 1.1; indicando así que

la fórmula 3 proporciona mayor nivel nutricional al pan.

76

4.7 Análisis sensorial descriptivo cuantitativo


Figura 6. Gráfico radial del análisis sensorial descriptivo cuantitativo

En la tabla 32 se muestra el promedio de la evaluación sensorial de los catadores semintrenados

y jueces para los panes elaborados con las muestras previamente seleccionadas.

En la figura 6 se muestra la comparación del análisis sensorial de las dos formulaciones, donde

se evaluaron los atributos de: color y forma del aspecto externo, color de la miga, sabor típico,

olor típico, crujencia de la corteza y masticación parámetros correspondientes a la textura. Se

observa que las características de la muestra del pan elaborado por (85% harina de trigo, 15%

harina de centeno) frente a la muestra de (85% harina de trigo, 5% harina de arroz integral)

Tabla 32. Análisis sensorial del perfil descriptivo cuantitativo

Características Atributo

85 % Harina de

trigo

15 % Harina de

Centeno

85 % Harina de

Trigo

15 % Harina de

Arroz Integral

Aspecto externo Color 8.63 7.90

Aspecto externo Forma 9.10 8.70

Aspecto al corte Color de la miga 7.73 8.10

Sabor Sabor típico 8.67 7.80

Olor Olor típico 9.50 8.57

Textura Crujencia de la

corteza 7.77 7.63

Textura Masticación 9.03 8.07

77

presenta una diferencia considerable en los valores de los atributos, destacando así la mayoría

de los atributos de la fórmula 3 a excepción del color de miga del pan, esto se debe a la tonalidad

oscura que le proporciona el cereal de centeno al pan, lo cual diferencia a este; sin embargo el

color de la miga de la fórmula 2 (85% harina de trigo, 5% harina de arroz integral) es el que

tiene analogía con pan común.

4.8 Selección de la mejor mezcla

4.8.1 Análisis estadístico para selección de la fórmula del producto final.

Mediante el software STATGRAPHICS se realizó un análisis de varianza donde se compararon

los parámetros de las dos muestras seleccionadas, se utilizaron los valores obtenidos de: fibra,

grasa, proteína y aceptabilidad.

Tabla 33. Análisis de varianza

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P

Entre grupos 92,1902 3 30,7301 17,97 0,0087

Intra grupos 6,8408 4 1,7102

Total (Corr.) 99,031 7

Fuente: (Statgraphics Centurion)

En la tabla. 33 se descompone la varianza de los datos en dos componentes: un componente

entre-grupos y un componente dentro-de-grupos. La razón-F, que en este caso es igual a

17,9687, es el cociente entre el estimado entre-grupos y el estimado dentro-de grupos. Puesto

que el valor-P de la prueba-F es menor que 0,05, existe una diferencia estadísticamente

significativa entre las medias de las 4 variables con un nivel del 95,0% de confianza. Para

determinar cuáles medias son significativamente diferentes de otras, se realiza una prueba de

múltiples rangos (Duncan).

78

Pruebas de Múltiple Rangos

Tabla 34. Método: 95,0 porcentaje LSD

Casos Media Grupos Homogéneos

Grasa 2 1,15 X

Fibra 2 4,75 XX

Aceptabilidad 2 6,75 X

Proteína 2 10,54 X


Tabla 35. Diferencias estimadas entre cada par de medias

Contraste Sig. Diferencia +/- Límites

Aceptabilidad - Proteína * -3,79 3,6309

Aceptabilidad - Grasa * 5,6 3,6309

Aceptabilidad - Fibra 2,0 3,6309

Proteína - Grasa * 9,39 3,6309

Proteína - Fibra * 5,79 3,6309

Grasa - Fibra -3,6 3,6309

* indica una diferencia significativa.


Esta tabla 34 aplica un procedimiento de comparación múltiple para determinar cuáles medias

son significativamente diferentes de otras. La mitad inferior de la salida muestra las diferencias

estimadas entre cada par de medias. El asterisco que se encuentra al lado de los 4 pares indica

que estos pares muestran diferencias estadísticamente significativas con un nivel del 95,0% de

confianza. En la tabla. se han identificado 3 grupos homogéneos según la alineación de las X's

en columnas. No existen diferencias estadísticamente significativas entre aquellos niveles que

compartan una misma columna de X's. El método empleado actualmente para discriminar

entre las medias es el procedimiento de pruebas de múltiples rangos (Duncan). Con este

método hay un riesgo del 5,0% al decir que cada par de medias es significativamente diferente,

cuando la diferencia real es igual a 0.

79

Conforme a los resultados obtenidos y la significancia de los parámetros evaluados se

seleccionó la fórmula 3 como la óptima, ya que obtuvo mayor porcentaje de proteína, fibra y

grasa a diferencia de la fórmula 2, no obstante, tuvo mayor aceptabilidad por parte de los

catadores entrenados en el análisis descriptivo cuantitativo.

4.9 Análisis físico – químico de la formula final

Tabla 36. Análisis físico- químico de la formula final

Parámetro Pan de Harina de trigo 85 % con

Harina de centeno 15%

% Fibra 4,6

% Grasa 7,1

% Proteína 10,7

% Cenizas 1,37

% Humedad 25,9


En la tabla.36 se muestra la composición fisicoquímica de la mejor formulación, para la

obtención del producto final se tomaron en cuenta los resultados obtenidos de las dos

formulaciones escogidas por el software design expert versión 11, los parámetros a tomar en

cuenta fueron: el perfil hexagonal y la curva standard del mixolab de chopin, porcentajes de

fibra y grasa de las harinas como el perfil sensorial descriptivo cuantitativo. La composición

del pan obtenido cumple con los requisitos establecidos en la norma Inen donde indica que el

porcentaje de humedad debe contener un máximo de 35% así como el resto de la composición

registra un aumento en comparación de un pan tradicional.

4.10 Determinación del tiempo de precocción ideal para la fórmula seleccionada.

Los tiempos estimados para la precocción de la masa panificable de la fórmula seleccionada

fueron 6, 9 y 12 minutos; las masas que tuvieron una precocción de 6 minutos presentaron

pérdida de volumen en el proceso de enfriamiento, esto se debe a que la actividad enzimática

y coagulación del gluten no llegaron a su fin. Por otro lado, las masas que tuvieron una

precocción de 12 min presentaron una estructura similar a la de un pan cocido en su totalidad.

No obstante, la precocción a 9 min presentó buenos resultados ya que llegó a su fin la actividad

enzimática y la coagulación del gluten dando como resultado una estructura fija y una tonalidad

blanquecina.

80

4.11 Desarrollo de la etiqueta del producto final con forme a la normativa

vigente.

Figura 7. Etiqueta del producto final


La etiqueta y el análisis de información nutricional del producto se desarrollaron conforme a

las normas: (NTE INEN 1334-2:2011, 2011); (NTE INEN 1334-1 (2011), 2011); Reglamento

sanitario de etiquetado de alimentos procesados para el consumo humano. Acuerdo No.

00004522 (MSP, 2013).

81

4.12 Costos de producción del pan

Tabla 37. Costo de producción del pan

Costo de producción del pan

Materias primas e insumos $ 257,00

Suministros $ 400,00

Costos de mano de obra directa $ 2.700,00

Costos indirectos $ 255,15

Total $ 3.612,15

Utilidad 15% $ 541,82

P.V.P $ 1,87


En la tabla 37 se detallan los costos del pan elaborado con la formula seleccionada de harina

de trigo (85%) y harina de centeno (15%), estos se determinaron tomando en cuenta los costos

unitarios de materias primas e insumos, mano de obra directa, suministros y costos indirectos.

(ANEXO B: costos) Al considerarse el 15% de utilidad, el precio de venta de una funda con 6

panes de este producto sería de $ 1,87.

82

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES

La caracterización de los almidones influyó en la selección de las mejores formulaciones

según desing expert ya que denotaron diferencias significativas, tomando así a las mezclas

2 y 3 como las mejores para el proceso panificable de esta investigación.

Los parámetros evaluados como textura, volumen específico, color, pH no presentaron una

diferencia significativa, sin embargo los parámetros del contenido de fibra, grasa, proteínas

presente en los panes de las dos fórmulas previamente seleccionadas indicaron diferencia

significativa, de tal manera que por medio del software statgraphic permitió la selección de

la mejor muestra, corroborando esto con el análisis sensorial descriptivo realizado a los

expertos quienes indicaban que la fórmula tres era la mejor.

El tiempo de precocción determinado para la masa panificable seleccionada es de 9 minutos

y una cocción final en un tiempo de 10 minutos. Por otro lado, el costo del producto

(empaque que contiene 6 unidades) es de $ 1,87.

El etiquetado del producto final se realizó de acuerdo a la norma vigente INEN 1334-2.

RECOMENDACIONES

Se recomienda evaluar la estabilidad de los panes precocidos congelados en un tiempo

estimado empleando o no conservantes como el propianato de calcio y sorbato de

potasio.

Se sugiere que para industrializar el proceso se emplee hornos rotativos para una

cocción uniforme y un IQF para el proceso de congelación rápida.

Se recomienda la sustitución parcial de la harina de trigo con otras harinas provenientes

de cereales andinos como el amaranto, quinoa, de tal manera que se pueda realizar un

análisis y comparación entre los datos obtenidos con respecto al contenido de proteínas,

fibras y grasas, permitiendo saber cuál de estas harinas sucedáneas aumenta el valor

nutricional en las masas panificables.

83

BIBLIOGRAFÍA

AACC International Method 10-05.01, 11 Ed. (2000). Approved Methods of Analysis. 11 ed.

Method 10-05.01. Guidelines for Measurement of Volume by Rapeseed Displacement.

U.S.A.

AACC.INTERNATIONAL. (2010). Approved Methods of Analysis [En Linea]. Obtenido de

https://methods.aaccnet.org/summaries/38-12-02.aspx

Abites, J. (2016). Fermantaciones Microbianas.

Aguayo, A. A. (26 de Octubre de 2017). Ecumed.net. (Ecumed.net) Recuperado el 24 de

Agosto de 2019, de Ecumed.net:

http://www.eumed.net/cursecon/ecolat/ec/2017/produccion-harina-trigo.html

Agurto, K., & E, M. (Febrero de 2011). Sustitución parcial de harina de trigo por harina de

arroz para la elaboración de pan. Obtenido de

https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/16082/1/Sustituci%c3%b3n%

20parcial%20de%20harina%20de%20trigo%20por%20harina%20de%20arroz%20par

a%20la%20elaboraci%c3%b3n%20de%20pan..pdf

Andrade, J. (Abril de 2011). Proyecto de factibilidad para la creación de una panadería en la

comunidad de talahua, provincia de bolívar bajo el auspicio de la fundación liclicñan.

Quito, Pichincha, Ecuador. Obtenido de

https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/5033/1/UPS-QT02400.pdf

Anticona, A. (2017). Comparación Fisico- Quimica y reológica de Harinas de Trigo, Centeno

y Triticale en elaboracion de pan. Lima, Peru.

AOAC 920.85, Ed 20. (2016).

AOAC Official Method 2001.11. (2002). Protein (Crude) in animal feed, Forage (Plant Tissue),

Grain and Oilseeds.

AOAC Official Method 991.43 T. (1995). Total, Soluble, and Insoluble Dietary Fibre in Foods.

Arendt, E., & Bello, F. D. (2018). Gluten-Free Cereal Products and Beverages. London.

Arias, T. (Julio de 2015). Evaluación del efecto de la sustitución parcial de harina de trigo por

harina de banano cavendish grado de madurez 3 sobre las características de masa y pan.

Quito, Pichincha, Ecuador.

84

Arone, H. (2015). Evaluación de las propiedades físicas, químicas y organolépticas del pan tipo

molde enriquecido con harina de quinua (chenopodium quinoa willd) y chia (salvia

hispanica l.). Perú.

Arriciaga, G., Prieto, G., & Cornejo, F. (2016). Efecto del Tiempo de Germinación en las

Características de Hidrataciónde la Harina y del Gel de Arroz. Guayaquil. Obtenido de

http://www.dspace.espol.edu.ec/xmlui/bitstream/handle/123456789/35134/D-

79768.pdf?sequence=-1&isAllowed=y

Arroyave, L., & Esguerra, C. (2016). Utilización de la harina de quinua (Chenopodium Quínoa

Wild) en el proceso de panificación. Bogota.

Balarezo, J. (2011). La cadena de frio. 100° Seguretat i innovació alimentaria, 72.

Balarezo, Patricio. (2011). Evaluación del uso de propianato de calcioy sorbato de potasio en

la estabilidad del pan precocido almacenado en refrigeración para su comercialización

en supermercados. Ambato. Obtenido de

http://repositorio.uta.edu.ec/bitstream/123456789/3107/1/PAL244.PDF

Ballat, M. (2014). Desarrollo de un producto de panificación mediante harina compuesta de

trigo, mandioca y soja. Panplona.

Barroso, M. (Mayo de 2017). Elaboración de pan de caja a partir de mezclas de harina de trigo

suave y trigo duro sometido a un proceso térmico-alcalino. Estado de México, México.

Obtenido de

http://ri.uaemex.mx/bitstream/handle/20.500.11799/67526/Tesis%20Ma.%20Jimena

%20Barroso%20Vel%C3%A1zquez.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Batanero, C., & Díaz, C. (2018). Análisis de datos con Statgraphics. GRANADA.

Benítez, P. (10 de Noviembre de 2014). Urbina Vinos. Obtenido de Urbina Vinos.

Bou, L., Vizcarrondo, C. A., Rincón, A. M., & Padilla., F. (2016). Evaluación de harinas y

almidones de mapuey (Dioscorea trifida), variedades blanco y morado. Archivos

latinoamericanos de nutrición, 381. Obtenido de

https://www.researchgate.net/publication/237354653_Evaluacion_de_harinas_y_almi

dones_de_mapuey_Dioscorea_trifida_variedades_blanco_y_morado

BrookField Ametek. (2017). Operating Instructions - Manual No. M08-372-F1116 Ct3 Texture

Analizer. Usa.

Caceres, p. (2015). Optimización de la germinación de variedades ecuatorianas de arroz

integral para la obtención de alimentos con alto valor nutritivo y funcional. Madrid.

85

Calaveras, A. (2004). Nuevo Tratado de Panificación y Bollería. Editorial Mundi Prensa Libros

S.A España.

Carvajal, Á. (13 de Febrero de 2018). Fibra Dietética. Obtenido de

https://www.ucm.es/data/cont/docs/458-2013-07-24-cap-8-fibra.pdf

Castro, E. (2011). Parámetros mecánicos y textura de los alimentos. La Habana, Cuba.

Cedeño, M., & Galarza, A. (2013). Efecto del tipo de variedad de arroz ecuatoriano en las

características de hidratación de la harina y del gel. Guayaquil.

Cerda, H. (1993). Los elementos de la investigación. Bogota: El buho ltda.

Chopin Technologies. (2015). Manual de usuario - Mixolab. Paris.

Colina, J., & Guerra, M. (2014). Obtención y evaluación de arroz integral de cocción rápida.

Interciencia, 736-740.

Concereal S.A. (2019). Mixolab. Mide las características de la masa durante el amasado,

además de la calidad de la proteína y del almidón. Barcelona, España. Obtenido de

https://concereal.net/mixolab-2/

Conzuelo, A., Rincon, A., & Padilla, F. (2014). Caracterización del almidón nativo de

Dioscorea bulbifera L. Archivos Latinoamericanos de nutricion, 244. Obtenido de

https://www.alanrevista.org/ediciones/2004/2/art-16/

Delgado, F., & Caro, A. (2013). Elaboración de productos de panadería . IC Editorial.

Dubat, A., Rosell, C., & Gallagher, E. (2013). MIXOLAB A NEW APPROACH TO

RHEOLOGY . Minnesota 55121 U.S.A: Pilot Knob Road .

Escudero, E., & González, P. (2015). Fibra dietética. Scielo, 62.

ESPAC. (Abril de 2019). Encuesta de Superficie y Producción Agropecuaria Continua

(ESPAC) 2018. Obtenido de https://www.ecuadorencifras.gob.ec/documentos/web-

inec/Estadisticas_agropecuarias/espac/espac-

2018/Presentacion%20de%20principales%20resultados.pdf

Espino, S. (Enero de 2019). Uso de harina de papa roja (oxalis tuberosa)en la elaboración de

pan tipo danés (croissant), con actividad funcional, reducido en grasa saturada libre de

gluten. San agustín Tlaxiaca, Hidalgo, México. Obtenido de

http://dgsa.uaeh.edu.mx:8080/bibliotecadigital/bitstream/handle/231104/2332/Uso%2

0de%20harina%20de%20papa%20roja%20%28Oxalis%20tuberosa%29%20en%20la

%20elaboraci%C3%B3n%20de%20pan%20tipo%20dan%C3%A9s%20%28croissant

%29%2C%20con%20actividad%20funcional.pdf?s

Espinosa, J. (2011). Evaluación sensorial de los alimentos. La Habana: Editorial Universitaria.

86

FAO. (1995). El sorgo y el mijo: en la nutrición humana. Rroma: Colección FAO:

Alimentación y nutrición Nº27.

FAO. (7 de Diciembre de 2018). Propuesta para un Año Internacional del Centeno.

Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, 2-6.

Obtenido de http://www.fao.org/3/my363es/MY363ES.pdf

Feldman, P. (2011). Informacion sobre alimentos. Buenos Aires.

Fernández, T. (Junio de 2017). VIX. Obtenido de VIX:

https://www.vix.com/es/imj/salud/4609/propiedades-del-centeno

Ferreira, F., & Palmiro, D. (2014). Propiedades reológicas y de adsorción de agua de harina

extrudida de arroz y bagazo de cebada. Food Science And Technology, 314. Obtenido

de https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=305231475003

Fischer, E. (30 de Agosto de 2019). ¿El arroz tiene gluten o no? Madrid, España. Obtenido de

https://www.recetasgratis.net/articulo-el-arroz-tiene-gluten-o-no-73180.html

García, F. (3 de Julio de 2011). Las amilasas en panificación. Obtenido de

http://oa.upm.es/8003/1/Olmedo_168.pdf

Göran, H., Andersson, R., Jonsson, K., Hanhineva, K., & Kolehmainen, M. (30 de Junio de

2018). Rye and health - Where do we stand and where do we go? Trends in Food

Science & Technology.

Guerra, A. (2014). Estudio de la utilización de la harina de mashua.

Guizar, A., Montañez, J. L., & Garcia, I. (2018). Caracterización de nuevos almidones

obtenidos del tubérculo de camote del cerro. Revista Iberoamericana de de tecnologia

postcosecha, 81-88.

Herbert, A. (Mayo de 2016). Vía de Embden Meyerhof. Ciudad de méxico.

Hernández, M., & Torruco, J. (2008). Caracterización fisicoquímica de almidones de

tubérculos cultivados en Yucatán, México. Food Science And Technology, 718-719.

Obtenido de http://www.scielo.br/pdf/cta/v28n3/a31v28n3.pdf

Hernández, R. (2016). Cereales. Cajamarca, Peru.

Herrera, C., Bolaños, N., & Lutz, G. (2015). Quimica de Alimentos. San Jose, Costa Rica:

Primera edición.

Huiracocha, J. (Septiembre de 2018). “Evaluación del riesgo toxicológico por cadmio y plomo

en granos de arroz (Oryza sativa) comercializados en la ciudad de Cuenca”. Cuenca,

Azuay.

87

Induck, C. (2012). Hydration and Pasting Properties of Oat (Avena sativa) Flour. Preventive

Nutrition and Food Science, 87-91.

Jorge, J. (2015). Sustitución de trigo en la elaboración de pan. Valencia.

Keljo, P., & Acosta, B. (30 de Mayo de 2017). Determinación de humedad en harinas de

cereales.

Larrea, M. (10 de Diciembre de 2017). Resistencia a compresión hormigón-caucho: Aplicación

de un I-Optimal Design para la optimización de formulaciones. Quito, Pichincha,

Ecuador.

León, A., & Urbina, K. (2015). Formulacion Y Evaluacion Nutricional y sensorial del pan de

molde integral enriquecido con quinua. Chimbote.

León, K. (5 de Febrero de 2019). Determinación de gluten en harina compuesta de trigo, cebada

y centeno destinada para la obtención de piezas de pan.. Machala, El Oro, Ecuador.

Obtenido de

http://repositorio.utmachala.edu.ec/bitstream/48000/13587/1/LEON%20RIOFRIO%2

0KATHIA%20DAYANNARA.pdf

Liria, M. R. (2017). Guía para la evaluación sensorial de alimentos. Lima.

Loza, R., & Loza, E. (2017). Determinacion de los parámetros óptimos para la elaboracion de

pan precocido de yuca. Ibarra.

Márquez, B. (2014). Cenizas y grasas. Teoria del muestreo. Arequipa, Perú.

Mellado, M., & Matus, I. (2008). Antecedentes sobre el centeno en chile y otros países. Chillán.

Obtenido de http://biblioteca.inia.cl/medios/biblioteca/boletines/NR35864.pdf

Mendoza, G., & Ricalde, R. (2017). Estructura del almidón. En Alimentación de ganado bovino

con dietas altas en grano (págs. 1-3). Cordoba.

Mercedes, M., & Haros, M. (1 de Septiembre de 2016). Evaluación de la calidad tecnológica,

nutricional y sensorial de productos de panadería por sustitución de harina de trigo por

harina integral de arroz. Brazilian Journal of Food Technology.

Mesas, J. M., & Alegre, M. T. (2014). Evaluacion del Sector Panadero. Journal Of Food, 308

- 313.

Morales, Á. (2015). El pan es uno de las alimentos más antiguos dentro de la sociedad, siendo

el trigo el mayor componente de este. Quito.

MSP. (2013). Reglamento sanitario de etiquetado de alimentos procesados para el consumo

humano. Acuerdo No. 00004522.

Negri, L. (2013). El ph y la acidez. Rafaela, Santa fé.

88

NTE INEN 0518. (1981). Harinas de origen vegetal. Determinacion de la perdida por

calentamiento. Quito.

NTE INEN 0520. (2012). Harinas de origen vegetal. Determinación de cenizas. Quito.

NTE INEN 1334-1 (2011). (2011). Rotulado de productos alimenticios para consumo humano

parte1. Requisitos. Quito: Tercera revisión.

NTE INEN 1334-2:2011. (2011). Rotulado de productos alimenticios para consumo humano

parte2. Requisitos. Quito: Segunda revisión.

NTE INEN 2945. (2016). Pan. Requisitos. Quito.

NTE INEN 521. (2012). Harinas de origen vegetal. Determinación de acidez. Quito.

NTE INEN 526. (1981). Harinas de origen vegetal. Determinación de pH. Quito.

NTE INEN 616. (2015). Harina de trigo Requisitos. Quito: Cuarta revisión.

NTE INEN 616. (2015). Harina de trigo. Requisitos. Quito: Cuarta Edicion.

NTE INEN 95. (2012). Pan Común. Quito.

O' Donell. (2013). Funcionalidad de Ingredientes y Proceso de Panificación módulo 1.

Manhattan: AIB International.

Olivera, A., & Salgado, M. (18 de Noviembre de 2018). Emaze. Obtenido de

https://www.emaze.com/@ALOLTOQO

Osorio, A., & Zaldívar, A. (s.f.). Productos adicionados con fibra y alimentos naturales ricos

en fobra. CDMX.

Otegbayo, B., Lana, O., & Ibitoye, W. (2010). Isolation And Physicochemical Characterization

Of Starches Isolated From Plantain (Musa Paradisiaca) And Cooking Banana (Musa

Sapientum). Journal of Food Biochemistry , 1303-1318.

Pascual, G., & Zapata, J. (10 de diciembre de 2016). Sustitución parcial de la harina de trigo

triticum aestivum L. Por harina de kiwicha amaranthus usando el método directo y

esponja y masa en la elaboración de pan. Lima, Perú.

Pazmiño. (2013). Determinación del perfil de la harina de trigo. Recuperado el 25 de Febrero

de 2020, de http://repositorio.ute.edu.ec/bitstream/123456789/17010/1/54957_1.pd

Pérez, A., & García, R. (2013). Evaluación del comportamiento reológico de dos muestras de

harina de trigo acondicionada con mezclas de fibras comerciales. Duitama, Colombia.

Peters, M., & Timmerhaus, K. (2003). Plant Design and Economics for Chemical Engineers.

Frisco: McGraw-Hill Education.

Pinciroli, M. (2010). Proteínas de arroz: propiedades estructurales y funcionales. Buenos Aires.

Obtenido de

89

http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/1828/Documento_completo__.pdf?se

quence=3&isAllowed=y

Pineda, S. (Septiembre de 2013). Utilización de la harina de malanga (xanthosoma

sagittifolium) en la obtención de productos de panificación. Quito, Pichincha, Ecuador.

Prada, G. (2011). “Desarrollo de la tecnología de obtención de harina de amaranto de dos

variedades (iniap alegría y sangorache)para panificación”. Ambato, Ecuador.

Puga, V., & Torres, E. (Mayo de 2015). Avena (Avena sativa) instantánea con trozos de

manzana(Pyrusmalus) deshidratada. Quito, Pichincha, Ecuador.

Ramli, S. b., Alkarkhi, A. F., & Yong, Y. S. (2010). Physicochemical Properties of Banana

Flour as Influenced by Variety and Stage of Ripeness: Multivariate Statistical Analysis.

Journal of Agricultural Science and Technology, 69-78.

Ramón, J., & Sanchez, J. (Julio de 2015). Sustitutos del trigo en la elaboración del pan.

Valencia, España.

Richard, B. (2017). Design Expert. Mathematics Learning Support Centre, 1-10.

Ríos, S. (2016). Bioquímica proteínas .

Rodriguez, E., Sandoval, G., & Lascano, A. (2012). Influencia de la sustitucion parcial de la

harina de trigo con harina de quinua y papa en las propiedades termomecanicas y de

panificacion de masas. Revista U.D.C.A Actualidad y divulgacion cientifica , 200-201.

Romo, S., & Aura Rosero, C. F. (2016). Potencial Nutricional de Harinas. 113.

Ronquillo, H. (2012). Estudio del efecto de la adición de la enzima alfa amilasa en un pan tipo

muffin, elaborado con diferentes tipos de harina de trigo. Ambato.

Ropero, A. (2012). Proteinas, la construcción de tejidos.

Ropero, B. (2012). Grasas. El gran almacen de energia. Elche.

Sacón, E., & Gema, R. (15 de Julio de 2016). Evaluación de las propiedades elásticas y

mecánicas de una masa de pan con sustitución de harina de camote (ipomoea batata).

Centro azúcar, 42-49.

Salazar, D. (Mayo de 2015). Estudio de la sustitución parcial de harina de trigo con harina de

quinua cruda y tostada en la elaboración de pan. Quito, Pichincha, Ecuador.

Sandoval. (2012). Estudio reológico de las mezclas de harinas: trigo.

Sandoval, E. R., Quintero, A. F., & Ayala, A. (2015). Modelos reologicos aplicados a masas

de trigo y maiz. Ingenieria e Investigacion (58), 87.

Sciarini, L. (2017). Influence of Gluten-free Flours and their Mixtures on Batter Properties and

Bread Quality. Food And Bioprocess, 577-585.

90

Seoane, R. (1997). Evolución del sector panadero: Tecnicas actuales de panificacion. Cyta-

Journal of Food, 151.

Silva, C., Alvarado, H., Liliana Cortez, W. M., & Luna, Z. (8 de Mayo de 2018). Elaboración

de pan con harina de trigo, enriquecido con harina de soya y fibra. Polo del

conocimiento, 1-13.

Surco, J., & Antonio, A. (Agosto de 2010). Harinas compuestas de sorgo-trigo para

panificación. Revista Boliviana de Química. Obtenido de

http://www.scielo.org.bo/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0250-

54602010000100004

Tango, D. (25 de Febrero de 2020). MediPlus. Obtenido de MediPlus:

https://medlineplus.gov/spanish/ency/esp_imagepages/19531.htm

Torricella, R., & Huerta, V. (2008). Análisis sensorial aplicado a la restauración. Puebla,

México: Segunda Edición. Obtenido de

http://revistas.mes.edu.cu/bd/eduniv/Torricella%20Morales%2C%20Raul%20G_/Ana

lisis%20Sensorial%20aplicado%20a%20la%20re%20%28253%29/Analisis%20Senso

rial%20aplicado%20a%20l%20-%20Torricella%20Morales%2C%20Raul%20G_.pdf

Towler, G., & Sinnott, R. (2013). Chemical Engineering Design. Principles, Practice and

Economicsof Plant and Process Design. New York: Second Editión. Obtenido de

https://booksite.elsevier.com/samplechapters/9780080966595/Front_Matter.pdf

Vásconez, L. (Mayo de 2015). Estudio del efecto de la sustitución de la harina de trigo por

harina de papa china para la elaboración de pan. Quito.

Vásquez, F., Verdú, S., Islas, A., Barat, J., Grau, R., & R, C. (Agosto de 2017). Efecto de la

sustitución de harina de trigo con harina de avena, maíz y sorgo sobre las propiedades

reológicas de la masa, texturales y sensoriales del pan. Investigación y Ciencia, 2.

Velasquez, M., & Obando, L. (2017). Efecto de la sustitución parcial de la harina de trigo por

harina de alcachofa y harina de soja en la elaboración de pan de molde. Nuevo

Chimbote.

Velazquez, L., González, D., & Cervantes, C. (2016). Calidad del pan precocido almacenado

en refrigeración. Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecnología de Alimentos, 2.

Veyna, J., Castañeda, I., & Chávez, A. (2016). Análisis fisicoquímicos de harinas de

leguminosas modificadas hidrotérmicamente. México.

Villareal, M. (Marzo de 2018). Efectos de la Producción del Trigo (Triticum aestivum L) en el

Mundo, México y en la Región 5 Manantiales. Buenavista, Mexico.

91

Vilvo, G. (2014). Mejoradores para panificación. España. Obtenido de

http://www.businessnewsletters.com.ar/G4-Mejoradores-para-Panificacion.pdf

Yaisa, A. (7 de Abril de 2015). Taringa . Obtenido de Taringa :

https://www.taringa.net/+recetas_y_cocina/pan-ingredientes-y-su-importancia_h54r4

Zamora, E. (2007). Evaluación objetiva de la calidad sensorial de los alimentos. La habana:

Editorial Universitaria.

92

ANEXOS

ANEXO A: Cálculos

Cálculos del balance de materia

Peso total de materia prima en el proceso de elaboración del pan: 1870 gramos

Etapa de elaboración de la esponja:

Entrada “A”

Harina de trigo (30% del total): 255 gr

Levadura: 40 gr

Azúcar: 100 gr

Agua: 500 gr

895 gr

Entrada

% Harina de trigo:255 gr

895 gr∗ 100 % = 28 %

% Levadura: 40 gr

895 gr∗ 100 % = 4 %

% Azúcar: 100 gr

895 gr∗ 100 % = 11 %

% Agua: 500 gr

895 gr∗ 100 % = 56 %

Merma “C”

Merma = Peso del recipiente con merma – Peso del recipiente vacío

Merma = 420 gramos – 350 gramos

Merma = 70 gramos

Harina de trigo: 28 % * 70gr = 19,9 gr

Levadura: 4 % * 70gr = 3,1 gr

Azúcar: 11% * 70gr = 7,8 gr

Agua: 56 % * 70gr = 39,1 gr

Salida “B”

A= B+C

B= A –C

B= 895 gramos – 70gramos

B= 825 gramos

Harina de trigo: 28 % * 825gr= 235,06 gr

Levadura: 4 % * 825gr= 36,87 gr

Azúcar: 11% * 825gr= 92,18 gr

Agua: 56 % * 825gr= 460,89 gr

93

Etapa de amasado:

Entrada “A” = (975 gramos)

Harina de trigo: 595 gr

975 gr∗ 100 % = 61 %

Harina de centeno:150 gr

975 gr∗ 100 % = 15 %

Sal: 20 gr

975 gr∗ 100 % = 2 %

Huevo: 100 gr

975 gr∗ 100 % = 10 %

Grasa: 100 gr

975 gr∗ 100 % = 10 %

Mejorador: 10 gr

975 gr∗ 100 % = 1 %

Entrada B (Salida de Esponja):825 gr

Salida de amasado “C”: (1460 gramos)

Harina de trigo: 46 % * 1460 gr= 673,27 gr

Harina de centeno: 8 % * 1460 gr= 121,67 gr

Levadura: 2 % * 1460 gr = 29,91 gr

Azúcar: 5% * 1460 gr = 74,77 gr

Agua: 26 % * 1460 gr = 373,84 gr

Sal: 1 % * 1460 gr = 16,22 gr

Huevo: 6 % * 1460 gr = 81,11 gr

Grasa: 6 % * 1460 gr = 81,11 gr

Mejorador: 1 % * 1460 gr = 8,11 gr

Merma “D” :

A+B=C+D

A+B-C=D

D=975 + 825- 1460

D= 340 g

Merma: (340 gramos)

Harina de trigo: 46 % * 340 gr= 156,8 gr

Harina de centeno: 8 % * 340 gr= 28,3 gr

Levadura: 2 % * 340 gr = 7,0 gr

Azúcar: 5% * 340 gr = 17,4 gr

Agua: 26 % * 340 gr = 87,1 gr

Sal: 1 % * 340 gr = 3,8 gr

Huevo: 6 % * 340 gr = 18,9 gr

Grasa: 6 % * 340 gr = 5,7 gr

Mejorador: 1 % * 340 gr = 1,9 gr

94

Entrada total en etapa de amasado:

Entrada total= Entrada A + Entrada B

Entrada total = 975 + 825

Entrada total= 1800 gramos que ingresa al amasado

Entrada total de materia prima al amasado

Harina de trigo: HT(amasado)+HT(aceptada de esponja)

Entrada total∗ 100 % =

595+235,06 gr

1800 gr∗ 100% = 46 %

Harina de centeno: HC(amasado)


150 gr

1800 gr∗ 100% = 8 %

Levadura: Levadura (aceptada de esponja)


36,84 gr

1800 gr∗ 100 % = 2 %

Azúcar: Azúcar (aceptada de esponja)


92,18 gr

1800 gr∗ 100 % = 5 %

Agua: : Agua (aceptada de esponja)

Entrada total∗ 100% =

460,89 gr

1800 gr∗ 100 % = 26 %

Sal: Sal (amasado)


20 gr

1800 gr∗ 100 % = 1 %

Huevo: Huevo (amasado)


100 gr

1800 gr∗ 100 % = 6 %

Grasa: Grasa (amasado)


100 gr

1800 gr∗ 100 % = 6 %

Mejorador :Mejorador (amasado)


10 gr

1800 gr∗ 100 % = 1 %

100 %

95

Etapa de boleado:

Entrada “A” (Aceptado de Amasado):1460 gr

Salida “B”:

29 Panes de 50 gramos

Merma total en todo el proceso:

Merma total= Residuo (esponja) + Residuo (amasado) + Residuo (boleado)

Merma total = 70 g + 340 g + 10 g

Merma total= 420 g

Lo que corresponde a:

Esponja = Residuo total

Residuo (esponja)∗ 100 % = 17%

Amasado= Residuo total

Residuo (amasado)∗ 100 % = 82%

Boleado=Residuo total

Residuo (boleado)∗ 100 % = 1%

Merma:

A= B+C

C= A-B

C= 1460 g – 1450 g

C= 10 g

96

Costos de producción

Tabla 38. Costos de materias primas e insumos

Materias primas e insumos Costo unitario kg (USD) Costo 10 kg

Harina de trigo $ 1,25 $ 12,50

Harina de centeno $ 1,56 $ 15,60

Levadura $ 6,56 $ 65,60

Agua $ 0,50 $ 5,00

Azúcar $ 1,00 $ 10,00

Sal $ 0,56 $ 5,60

Huevo $ 0,15 $ 1,50

Grasa $ 4,12 $ 41,20

Mejorador $ 10,00 $ 100,00

Total $ 25,70 $ 257,00


Tabla 39. Equipos y utensilios

Equipos Unidades costo unitario (USD) CAET

Horno rotativo 2 $ 5.000,00 $ 10.000,00

Armario de fermentación 2 $ 1.000,00 $ 2.000,00

Termos de nitrogeno líquido 4 $ 600,00 $ 2.400,00

Amasadoras de pan 1 $ 1.500,00 $ 1.500,00

Divisoras de masa 1 $ 2.500,00 $ 2.500,00

Boleadoras de masa 1 $ 3.000,00 $ 3.000,00

Equipamiento de laboratorio 1 $ 10.000,00 $ 10.000,00

Balanza 1 $ 1.500,00 $ 1.500,00

Congelador 3 $ 4.000,00 $ 12.000,00

Implementos varios 1 $ 3.000,00 $ 3.000,00

Mesas de acero inoxidable 2 $ 2.000,00 $ 4.000,00

Subtotal de área de producción $ 34.100,00 $ 51.900,00

Costo fijo de inversion por método Lang (3,87) $ 200.853,00


97

Tabla 40. Suministros


Tabla 41. Costos de mano de obra directa

Personal Número Sueldo mensual Remuneración mensual

Obreros 2 $ 400,00 $ 800,00

Supervisor 1 $ 650,00 $ 650,00

Contador/Vendedor 1 $ 600,00 $ 600,00

Laboratorio 1 $ 650,00 $ 650,00

Total $ 2.300,00 $ 2.700,00


Tabla 42. Costos indirectos

Actividades Valor (USD)

Aspectos legales $ 800,00

Impuestos $ 350,00

Aporte al IESS (9,45%) $ 255,15

Total $ 1.405,15


Suministros Valor mensual

(USD)

Valor anual

(USD)

Energía eléctrica $ 100,00 $ 1.200,00

Agua para proceso $ 100,00 $ 1.200,00

Combustible $ 200,00 $ 2.400,00

Total $ 400,00 $ 9.240,00

98

Cálculos para determinar los valores de las coordenadas de color (x,y)

Cálculos para la fórmula 1 (70% harina de trigo, 30 % harina de centeno)

Para fracción de y

Coordenada_y_fómula1= Media de Y/∑ (Y,X,Z)

Coordenada_y_fómula1= 28,916/74,850

Coordenada_y_fómula1= 0,386

Para fracción de x

Coordenada_x_fómula1= Media de X/∑ (Y,X,Z)

Coordenada_x_fómula1= 30,566/74,850

Coordenada_x_fómula1= 0,408

Cálculos para la fórmula 2 (85% harina de trigo, 15 % harina de arroz integral)

Para fracción de y




Para fracción de x




Cálculos para la fórmula 3 (85% harina de trigo, 15 % harina de centeno)

Para fracción de y




99

Para fracción de x




Cálculos para la fórmula 4 (70% harina de trigo, 20 % harina de centeno,10 % harina

de arroz integral)

Para fracción de y




Para fracción de x





Para fracción de y




Para fracción de x





Para fracción de y




100

Para fracción de x




Cálculos para la fórmula 7 (80% harina de trigo, 10% harina de centeno, 10 % harina

de arroz integral)

Para fracción de y




Para fracción de x





de arroz integral)

Para fracción de y




Para fracción de x




101


de arroz integral)

Para fracción de y




Para fracción de x




Cálculos para la fórmula 10 (90% harina de trigo, 5% harina de centeno, 5 % harina de

arroz integral)

Para fracción de y




Para fracción de x




Cálculos para la fórmula 11 (100% harina de trigo)

Para fracción de y




Para fracción de x




102

ANEXO B: Evaluación de la escala sensorial

EVALUACIÓN SENSORIAL AFECTIVA

SEXO: F M EDAD: FECHA:

MUESTRA:

NOMBRE DEL PRODUCTO: Pan sustituido parcialmente la harina de trigo con harina

de centeno y arroz integral.

Frente a usted hay dos muestras codificadas de pan sustituido parcialmente la harina de trigo

con harina de centeno y la otra con harina de arroz integral un respectivo para cada muestra.

Las cuales debe probar una a la vez y marcar con una X su juicio pertinente para cada muestra.

ESCALA

9 Me gusta extremadamente

8 Me gusta mucho

7 Me gusta moderadamente

6 Me gusta levemente

5 No me gusta ni me disgusta

4 Me disgusta levemente

3 Me disgusta moderadamente

2 Me disgusta mucho

1 Me disgusta extremadamente

Comentarios:

103

EVALUACION SENSORIAL ANALÍTICA

FECHA:

EDAD: MUESTRA:

Frente a usted hay una muestra de pan con harinas sucedaneas, usted debe probar y

evaluar de acuerdo a cada uno de los atributos mencionados.

CARACTERÍSTICA ESCALA ATRIBUTO

Aspecto externo

Color 0=opaco 10=típico

Forma 0=atípico 10=típica

Aspecto al corte

Color de la miga

0= opaco

10= típico

Sabor

Sabor típico 0=rancio

10= agradable

Olor

Olor típico

0= desagradable

10=agradable

Textura

Crujencia de la corteza

0=dura 10=suave

Masticación

0=compleja 10=fácil

Comentarios:

104

ANEXO C: Evidencias

Análisis de volumen

Figura 8. Muestra de pan Figura 9. Adición de semillas de quinua

Figura 10. Lectura de volumen

105

Análisis de pH

Figura 11. Muestras Figura 12. Lectura de ph

Análisis de proteínas

Figura 13. Digestión

106

Figura 14. Destilación Figura 15. Titulación

Análisis de textura

Figura 16. Análisis de textura

107

Proceso de elaboración de panes

Figura 17. Masa madre Figura 18. Elaboración de la masa madre

Figura 19. Masa leudada Figura 20. Pesaje

Figura 21. Boleado

108

Figura 22. Horneado

Figura 23. Fórmula 1 Figura 24. Fórmula 2

109



110

Figura 29.Fórmula 7 Figura 30. Fórmula 8


111

Figura 33. Fórmula 11


112

Prueba sensorial descriptiva

Figura 36. Evaluación sensorial realizada por expertos

Pan precocido

Figura 37. Pan precocido fórmula final

113

Proceso de congelación con nitrógeno liquido

Figura 38. Congelación instantánea en la empresa nice lab

114

ANEXO D

Análisis realizados en laboratorios acreditados

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA CARRERA DE...

Documents

Transcript of UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA CARRERA DE...