UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA...
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS “APLICACIÓN DE COBERTURA CON CMC A BANANO VERDE (Musa acuminata colla aaa) PARA FRITURA” TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO DE ALIMENTOS JULIO ALEJANDRO SÁNCHEZ PÉREZ DIRECTOR: Ing. JUAN BRAVO, Ph.D. Quito, Enero 2015
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
“APLICACIÓN DE COBERTURA CON CMC A BANANO
VERDE (Musa acuminata colla aaa) PARA FRITURA”
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO DE ALIMENTOS
JULIO ALEJANDRO SÁNCHEZ PÉREZ
DIRECTOR: Ing. JUAN BRAVO, Ph.D.
Quito, Enero 2015
© Universidad Tecnológica Equinoccial, 2014
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo JULIO ALEJANDRO SÁNCHEZ PÉREZ, declaro que el trabajo aquí
descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para
ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias
bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional
vigente.
_________________________
Julio Alejandro Sánchez Pérez
C.I: 1717173411
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “APLICACIÓN DE
COBERTURA CON CMC A BANANO VERDE (Musa acuminata colla aaa)
PARA FRITURA”, que, para aspirar al título de Ingeniero de Alimentos fue
desarrollado por Julio Alejandro Sánchez Pérez, bajo mi dirección y
supervisión, en la Facultad de Ciencia de la Ingeniería; y cumple con las
condiciones requeridas por el reglamento de Trabajo de Titulación artículos
18 y 25
___________________
Ing. Juan Bravo, Ph.D.
DIRECTOR DEL TRABAJO
C.I: 1001367414
DEDICATORIA
A Dios, por permitirme cumplir esta etapa de mi vida.
A mis padres, por su infinito amor en cada etapa de mi vida.
A mi sobrina Arianita y mi abuelita Mamá Tere que desde el cielo me cuidan,
me motivan y derraman bendiciones en todos los aspectos de mi vida.
´´El amor va más allá de la muerte (AJSA, MTYL)´´.
AGRADECIMIENTO
A Dios, por darme el privilegio de nacer en una familia llena de amor.
A mis padres Julio y Rocío, por darme todos las herramientas para culminar
este trabajo, por llenarme de amor y darme el perdón cuando más he
necesitado, mi vida no sería la misma sin el apoyo constante de ustedes.
Los amo y son mi ejemplo a seguir.
A mi hermano Pablo, mí cuñada Andrea y mis sobrinas Camilita y Juli, por
ser mi apoyo constante y brindarme su mano.
A mis abuelitos paternos y maternos, por todas las veces que también
supieron ser padres para mí, por todo su apoyo, su dedicación, su amor.
A Katherine Romero, por todo su cariño, respeto y apoyo.
A mi familia y amigos, por estar pendiente de mí y brindarme su apoyo.
A Manuel Portilla, quien me brindo su mano amiga y desinteresa para que
este trabajo se concluya.
A Natalia Parra y Juan Pablo Pillajo, por la ayuda para que este trabajo se
concluya.
Al Doctor Juan Bravo, por ser un excelente director de tesis y brindarme su
amistad.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN………………………………………………………………………...vii
ABSTRACT...…………………………………………………………………........x
1. INTRODUCCIÓN……………………………………………………………......1
2. MARCO TEÓRICO………………………………………………………….......4
2.1 BANANO VERDE………………………………………………………….......4
2.1.1 ESPECIES…………………………………………………………………….4
2.1.2 BANANO DE RECHAZO……………………………………………………6
2.2 RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS………………………………………11
2.2.1 DEFINICIÓN: PELICULAS Y RECUBRIENTOS
COMESTIBLES……………………………………………………………..11
2.2.2 COMPOSICIÓN DE LOS RECUBRIMIENTOS Y PELÍCULAS
COMESTIBLES……………………………………………………………..12
2.2.3 ADITIVOS UTILIZADOS EN LOS RECUBRIMIENTOS Y PELÍCULAS
COMESTIBLES……………………………………..................................14
2.2.4 PROPIEDADES DE BARRERA DE LAS PELÍCULAS Y
RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS…………………………………….15
2.2.5 FORMACIÓN DE LA PELICULA Y RECUBRIMIENTO
ALIMENTICIO……………………………………………………………….17
2.2.6 MÉTODOS DE APLICACIÓN DE LAS PELÍCULAS Y
RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS…………………………………….18
2.2.7 PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS DE CARBOXI METILCELULOSA
(CMC)………………………………………………………………………..19
2.2.8 UTILIDADES DE LAS PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS
ALIMENTICIOS……………………………………………………………..20
2.2.9 FRITURA………………………………………………………………….....21
2.2.10 ACEPTABILIDAD SENSORIAL…………………………………………26
ii
PÁGINA
3. METODOLOGÍA……………………………………………………………….29
3.1 PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA………………………………29
3.1.1 ANÁLISIS FÍSICOS………………………………………………..............29
3.1.2 ANÁLISIS QUÍMICOS……………………………………………..............30
3.1.3 ANÁLISIS PROXIMALES………………………………………………….30
3.2. PROCESO DE OBTENCIÓN DE BANANOS FRITOS…………………31
3.2.1. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA……………………………............31
3.2.2. DISEÑO EXPERIMENTAL………………………………………………31
3.2.3. PROCESO DE FRITURA………………………………………………..33
3.2.4. PROCESO DE ELABORACIÓN DE LOS BOCADITOS
FRITOS………………………………………………………………….....34
3.3. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL………………………...35
3.4. ANÁLISIS ESTADÍSTICO………………………………………………….35
3.5. OPTIMIZACIÓN………………………………………………………….....35
3.6. RENDIMIENTO……………………………………………………………..36
3.7. ANÁLISIS DE ACEPTABILIDAD………………………………………….36
4. ANALISIS DE RESULTADOS……………………………………………….38
4.1. CARACTERIZACION DE LA MATERIA PRIMA...................................38
4.1.1. ANALISIS FISICOS………………………………………………………38
4.1.2. ANÁLISIS QUÍMICOS…………………………………………………….39
4.1.3. ANÁLISIS PROXIMALES………………………………………..............40
4.2. CARACTERIZACION DE LOS BANANOS FRITOS……………………..42
4.2.1. ANÁLISIS DE HUMEDAD………………………………………………...42
4.2.2. ANÁLISIS DE GRASA…………………………………………………….45
4.2.3. ANALISIS DE TEXTURA….................................................................50
4.3 OPTIMIZACION………………………………………………………………54
4.3.1. HUMEDAD…………………………………………………......................54
4.3.2. GRASA……………………………………………………………………..54
iii
PÁGINA
4.3.3. TEXTURA…………………………………………………………………..55
4.4 RENDIMIENTO ................................................................................... 55
4.5. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL .................................. 56
4.6. ANALISIS DE ACEPTABILIDAD SENSORIAL…………………………...56
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………………….58
5.1. CONCLUSIONES……………………………………………………………58
5.2. RECOMENDACIONES……………………………………………………...59
BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………...60
ANEXOS…………………………………………………………………………...69
iv
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Plantación de Banano y el Fruto…………………………………….4
Figura 2. Clasificación de los Recubrimientos y Películas
Comestibles………………………………………………………….12
Figura 3. Aditivos utilizados en los Recubrimientos y Películas
Comestibles………………………………………………………….14
Figura 4. Representación esquemática del proceso de
recubrimiento………………………………………………………..18
Figura 5. Esquema de transferencia simultánea de masa y calor durante
proceso de fritura……………………………………………………25
Figura 6. Escala estructurada utilizada en ensayos de aceptabilidad…….27
Figura 7. Escala semiestructurada utilizada en ensayos de
aceptabilidad………………………………………………………...27
Figura 8. Escala no estructurada utilizada en ensayos de
aceptabilidad………………………………………………………...28
Figura 9. Diagrama de flujo de la obtención del producto frito…………….34
Figura 10. Superficie de Respuesta para el contenido de Humedad……....44
Figura 11. Curvas de contorno de la superficie de respuesta……………….45
Figura 12. Superficie de repuesta para el contenido de grasa……………...49
Figura 13. Curvas de contorno para la superficie de respuesta…………….49
Figura 14. Superficie de Respuesta para la textura………………………….53
Figura 15. Curvas de contorno para la superficie de respuesta…………….53
Figura 16. Aceptabilidad Sensorial……………………………………………..57
v
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Clasificación de Especies de Banano y Plátano cultivas en el
Ecuador…………………………………………………………………5
Tabla 2. Requisitos para exportar banano a Estados Unidos y
Europa…………………………………………………………………..7
Tabla 3. Requisitos para exportar banano a Asia……………………………..8
Tabla 4. Composición química del banano verde Cavendish…..................10
Tabla 5. Requerimientos Básicos para los recubrimientos comestibles…..16
Tabla 6. Niveles utilizados para el diseño…………………………………….32
Tabla 7. Ensayos del Diseño Central Compuesto Rotacional……………...33
Tabla 8. Escala Estructurada para Aceptabilidad Sensorial………………..37
Tabla 9. Caracterización física…………………………………………………38
Tabla 10. Color externo e interno……………………………………………...39
Tabla 11. Caracterización química……………………………………………...40
Tabla 12. Análisis de humedad y grasa………………………………………..41
Tabla 13. Porcentajes de humedad…………………………………………….42
Tabla 14. Análisis de varianza para el contenido de humedad……………...43
Tabla 15. Porcentajes de grasa…………………………………………………46
Tabla 16. Análisis de Varianza para el contenido de Grasa………………...47
Tabla 17. Valores para textura…………………………………………………..50
Tabla 18. Análisis de Varianza para Textura…………………………………..51
Tabla 19. Valores óptimos para humedad……………………………………..54
Tabla 20. Valores óptimos para grasa………………………………………….54
Tabla 21. Valores óptimos para textura………………………………………..55
vi
Tabla 22. Rendimiento en cada etapa del proceso…………………………...55
Tabla 23. Comparación del contenido de grasa y humedad presente en el
banano con el permito en la norma INEN para bocaditos............56
vii
ÍNIDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Figura 17. Banano verde (Cavendish AAA)…………………………………...69
Figura 18. CMC…………………………………………………………………...69
Figura 19. Propilenglicol………………………………………………………....69
Figura 20. Colorímetro Konica Minolta CR-400……………………………….70
Figura 21. Termobalanza Precisa XM-60……………………………………...70
Figura 22. Equipo Soxhlet.............................................................................70
Figura 23. Solución Inhibidora del pardeamiento enzimático………………..70
Figura 24. Cortador del banano…………………………………………………71
Figura 25. Agitador Magnético......................................................................71
Figura 26. Inmersión en el recubrimiento comestible...................................71
Figura 27. Inmersión en el recubrimiento comestible...................................71
Figura 28. Secado del Recubrimiento………………………………………….72
Figura 29. Frituras DCCR…………………………………………………….....73
Figura 30. Freidora Eléctrica……………………………………………………74
Figura 31. TexturométroTA-XT2i……………………………………………….74
Determinación de Dureza TA-XT2i, con el accesorio cuchillo Craft………...75
PRUEBA DE ACEPTABILIDAD PARA BOCADITOS FRITOS DE
BANANO VERDE…………………………………………………………………77
Figura 32. Prueba de Aceptabilidad Sensorial UTE………………………….78
viii
RESUMEN
El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de un recubrimiento con
carboxi metilcelulosa (CMC) en el porcentaje de aceite absorbido por los
bocaditos fritos de banano de verde en el proceso de fritura tradicional. Para
este estudio se utilizó como materia prima banano verde variedad
Cavendish. Como primer paso se realizó la caracterización físico-química de
la fruta, posteriormente, el banano fue sometido a un escaldo mediante
inmersión en agua a punto de ebullición (90.3 ºC) con el fin de debilitar
tejidos y facilitar el pelado, luego se introdujo en una solución de 30 ppm de
metabisulfito de sodio por 15 minutos, con el fin de inhibir el pardeamiento
enzimático, luego fue cortado en rodajas de 5 mm de espesor,
posteriormente se pico la fruta hasta obtener la forma de cuadritos, la cual
era la ideal para el proceso, los bocaditos de banano se introdujeron en el
recubrimiento mediante la técnica de inmersión según lo estipulado en el
Diseño Central Compuesto Rotacional. El producto recubierto fue sometido a
fritura a una temperatura de 160 ± 5 °C durante 6 minutos para luego
analizar su contenido de humedad, porcentaje de aceite absorbido y textura
(Fuerza de ruptura). Los resultados fueron evaluados por el Método de
Superficie de Respuesta, los tratamientos que no recibieron ningún tipo de
inmersión alcanzaron menores contenidos de humedad. En cuanto al
porcentaje de aceite absorbido, se reporto que los tratamientos que tuvieron
una mayor concentración (1,28% y 1,5%) y mayores estadios (4:27 y 2:5) de
inmersión en la solución con CMC obtuvieron menores concentraciones de
aceite en su composición. En cuanto a la textura (fuerza de ruptura) se
reportó que los tratamientos que no recibieron ningún tipo de inmersión
alcanzaron menor fuerza de ruptura. El punto óptimo encontrado fue a los 3
min 35 s de inmersión en la solución con CMC y a una concentración de
1.5% de CMC con un porcentaje de 14.44% en el contenido de grasa. Se
demostró que al aplicar el recubrimiento con CMC se disminuye
notablemente la absorción de aceite debido a la capa que se genera
alrededor del alimento que impide la salida de agua y la absorción de aceite.
ix
Adicionalmente se efectuaron ensayos de aceptabilidad sensorial y se
concluyo que el recubrimiento no afecta a los atributos de apariencia, color,
sabor y textura de los bocaditos fritos de banano verde.
x
ABSTRACT
The aim of this study was to evaluate the effect of a coating carboxy methyl
cellulose (CMC) in the percentage of oil absorbed by the fried green banana
snacks in the process of traditional frying. For this study was used as
feedstock Green Cavendish Banana. As a first step the physicochemical fruit,
characterization subsequently banana was subjected to a scalded by
immersion in water at boiling point (90.3 °C) in order to weaken tissues and
facilitate peeling was performed, then introduced into a solution of 30 ppm
sodium metabisulphite for 15 minutes, in order to inhibit enzymatic browning,
then was cut into slices of 5 mm thickness, then the fruit peak into the form of
squares, which was ideal for the process, the nibbles banana were
introduced into the coating by dipping technique as prescribed in the Central
Composite Design Rotational. The coated product was subjected to frying at
a temperature of 160 ± 5 ° C for 6 minutes and then analyzes its moisture
content, percentage of absorbed oil and texture (breaking force). Response
Surface Method evaluated the results, treatments received no immersion
reached lower moisture contents. In terms of percentage of absorbed oil, it
was reported that the treatments had a higher concentration (1.28% and
1.5%) and higher stages (4:27 and 2: 5) immersion in solution with CMC had
lower concentrations of oil in its composition. As for the texture (breaking
force) it was reported that the treatments received no less immersion
reached breaking force. The optimum was found at 3 min 35 s immersion in
the solution with a concentration of CMC and 1.5% CMC with a percentage
of 14.44% in the fat. Demonstrated that by applying the coating with CMC oil
absorption decreases significantly because the layer is generated around the
food that prevents the flow of water and oil absorption. Additionally sensory
acceptability tests were conducted and concluded that the coating does not
affect the appearance attributes, color, flavor and texture of fried green
banana snack
1
1. INTRODUCCIÓN
El Ecuador, es una país que posee una gran riqueza y variedad de
productos agrícolas, especialmente en frutas, gracias a que posee privilegios
climáticos y geográficos (ProEcuador, 2011).
La actividad bananera es sólida e importante para la economía del país,
pues la exportación de la fruta mantiene una posición gravitante ya que es
generador de divisas para el estado, además, otorga fuentes de trabajo a la
población ecuatoriana (ProEcuador, 2011).
En la actualidad, la necesidad de mantener un mercado competitivo ha
hecho que, el Ecuador busque nuevas alternativas para la exportación de
esta fruta, ya no como materia prima, si no, generando nuevos productos
derivados, uno de estos enfoques es la adición del proceso de fritura (Uribe,
2008).
El proceso de fritura otorga características únicas de aroma y textura, que no
se puede conseguir con ninguna otra técnica de procesamiento de
alimentos, por otro lado, mediante este proceso se logra preservar el
alimento, como resultado de la destrucción térmica de microorganismos y la
inactivación de enzimas (Jibaja, 2010).
La demanda de productos fritos, la exigencia de los consumidores por
productos mas sanos, ha generado que la industria desarrolle nuevas
tecnologías para el procesamiento de alimentos, ya sea por modificaciones
de las condiciones del proceso de fritura, la aplicación de pre-tratamientos
con el fin de reducir el contenido de grasa, minimizar la absorción de aceite y
sobre todo productos naturales que posean aroma y sabor característico
(Suaterna, 2008).
Una aplicación de estas nuevas tecnologías son las películas o
recubrimientos comestibles. Las películas y recubrimientos comestibles son
2
una innovación dentro del campo de empaque biodegradable, los cuales
interactúan con los alimentos para extender la vida útil, mejorar su seguridad
y/o propiedades sensoriales o funcionales, mientras mantienen la calidad del
producto (Alba, 2011).
Los filmes y recubrimientos comestibles elaborados a partir de biopolímeros
presentan numerosas ventajas, entre ellas la de ser biodegradables,
reciclables, pueden transportar aditivos, poseen buenas propiedades de
barrera y mecánicas; mejorar la apariencia de los alimentos, protegen las
propiedades durante el almacenamiento y manipulación, mantienen o
mejoran las características sensoriales y la textura en los alimentos, Alba
(2011), además, presentan efectos positivos para el ambiente, por su
particularidad de ser biodegradables (Suaterna, 2008).
Entre los biopolímeros empleados, se encuentran los polisacáridos, entre
ellos, se encuentran los derivados de la celulosa (metilcelulosa MC, hidroxi
metilcelulosa HMC, hidroxipropil metilcelulosa HPMC y carboxi metilcelulosa
CMC), en varias investigaciones se ha demostrado que los derivados de la
celulosa reducen la entrada de aceite en el momento de la fritura hasta en
un 40.6% (Alba, 2011; Singthong & Thongkaew, 2009).
OBJETIVO GENERAL
Aplicar una cobertura de CMC al banano verde (Musa acuminata colla
AAA) para fritura.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Caracterizar al banano verde (Musa acuminata colla AAA)
Realizar una cobertura de CMC (Carboxi metilcelulosa) al banano
(Musa acuminata colla AAA) en distintas concentraciones, antes de la
fritura.
3
Caracterizar el producto final obtenido después del proceso de fritura.
4
2. MARCO TEÓRICO
2.1 BANANO VERDE
2.1.1 ESPECIES
El banano pertenece al género musa, familia musaceae, variedad cavendish,
es una planta herbácea gigante con rizoma corto y tallo aparente, que
resulta de la unión de las vainas foliares, cónico y de 3.5 – 12.5 m de altura,
terminando en una corona de hojas, las cuales son muy grandes y están
dispuesta en posición espiral de 2 a 4 m. de largo y hasta medio metro de
ancho. El fruto es alargado, durante el desarrollo éstos de doblan
geotrópicamente según el peso de este, mediante esta reacción se
determinan la forma del racimo. Campos et al. (2011). En la Figura 1 se
muestra una plantación de banano y su fruto.
Figura 1. Plantación de Banano y el Fruto
(INIAP, 2010)
5
En la Tabla 1 se muestra la clasificación de las especies de banano y
plátano que se cultivan en el Ecuador.
Tabla 1. Clasificación de Especies de Banano y Plátano cultivas en el
Ecuador
(ProEcuador, 2011)
CLASIFICACIÓN DE ESPECIES DE BANANO Y PLÁTANO
Familia Musacea
Género Musa
Sección Eumusa
Especies Grupo Subgrupo Clones Otros Nombres
Musa
Acuminata
Diploide AA Sucrier Gross Michel
Baby Banana Gross Michel
Lady s Finger Orito
Triploide AAA
Cavendish
Gran Naine Dwarf Cavendish Valery Lacatan Willians Rojo Rojo-verde
Gran enano Cavendish Robusta Filipino Morado
Musa
Balbisiana
Triploides AAB Plantain
French Plantain Horn Plantain Dominico Harton Maqueño Manzano Limeño
Dominico Barraganete
Triploides ABC Plantain
Cuatrofilios Pelipita
Tetraploides A FHIA 2 y 4
6
El cultivo de banano (Musa AAA), constituye la actividad agrícola de mayor
importancia para la economía del país; Durante el año 2010 el Ecuador
exportó 265 millones 587 mil 828 cajas de 18.14 kg, equivalentes
aproximadamente a 4 millones 828 mil toneladas. Un tercio de las
exportaciones mundiales se origina en el Ecuador lo cual representa
actualmente un ingreso de un $ 1 900 millones de dólares por concepto de
divisas, y otros $ 90 millones de dólares por concepto de impuestos al
estado. Los ingresos generados por la actividad bananera representan el
3.84 % del PIB total; el 50 % del PIB agrícola y el 20 % de las exportaciones
privadas del país (ProEcuador, 2011).
La superficie de siembra de 230 000 hectáreas, mayormente se concentra
en tres provincias del litoral, como Guayas, Los Ríos y El Oro (92%) y entre
otras 7 provincias (8%), respectivamente. Los rendimientos están
relacionados a varios factores entre los que se destacan el nivel de
tecnificación, la zona de producción y el tamaño de la explotación.
Dependiendo de la infraestructura utilizada en la producción bananera
existen 3 niveles de manejo del cultivo: tecnificado, semitecnificado y no
tecnificado; el manejo que se presenta en cada nivel guarda relación con el
rendimiento. El Banano ecuatoriano es reconocido a nivel mundial por su
sabor y calidad, siendo cotizado en los mercados internacionales de Europa,
Asia y América del Norte. Las características especiales de la fruta de
Ecuador se debe a las condiciones de suelo y climatológicas (INIAP, 2010).
2.1.2 BANANO DE RECHAZO
El banano de exportación es sometido a un intensivo proceso de control de
calidad, para que llegue a su destino en el estado de madurez óptimo y libre
de manchas, suciedades y cicatrices de maltrato. En la Tabla 2 y 3, se
mencionan los requisitos para exportar hacia a Estados Unidos, Europa y
Asia (Afanador, 2005).
7
Tabla 2. Requisitos para exportar banano a Estados Unidos y Europa
Variedad Banano Cavendish
Clase “A” Premium. First Class
Tamaño de los dedos (cm) 18
Calibre (mm) Mínimo Máximo
39 46
Número de dedos por mano Mínimo Máximo
5 12
Edad de la fruta (semanas) Mínimo Máximo
10 13
Empaque Tapa, fondo, cartulina y funda al vacío o polipack
(Agrocalidad, 2014)
8
Tabla 3. Requisitos para exportar banano a Asia
Variedad Banano Cavendish
Clase “A” Premium. First Class
Tamaño de los dedos (cm) 18
Calibre (mm) Mínimo Máximo
39 47
Número de dedos por mano Mínimo
15
Edad de la fruta (semanas) Mínimo Máximo
10 13
Empaque Tapa, fondo, cartulina exterior e interior
(Agrocalidad, 2014)
De acuerdo con las condiciones mencionadas en la Tabla 2 y 3, las etapas
críticas son las de selección y empaque, en donde más bananos son
rechazados, especialmente en las operaciones de desgaje y desmane. En la
primera operación se inspeccionada las dimensiones de la fruta, y en la
segunda se evalúa las condiciones de la cáscara, por último en las
terminales portuarias, previo al embarque del banano, se realiza un último
control de calidad, en donde la fruta desechada se dominada boleja y se
clasifica en rechazo en empacador y rechazo en puerto, además se rechaza
la fruta que pudo maltratarse en el transporte desde las plantaciones
bananeras hacia la terminal (Afanador, 2005; Saldarriaga, 2000).
En Ecuador, el banano cavendish es el principal producto agrícola de
exportación, pero debido a las exigencia del mercado internacional
aproximadamente el 17% de la producción anual es rechazada, de los
9
cuales una parte del banano de rechazo abastece al consumo interno, otra
mínima parte es utilizada para la alimentación del sector pecuario y en los
sistemas de producción de bovinos, cerdos para carne y leche,
respectivamente (INIAP, 2004; Suárez, 2011).
El banano de rechazo, al igual que todas las frutas poseen características
generales que radican en su alto valor nutritivo que reside
fundamentalmente en su contenido de carbohidratos, además, son alimentos
extremadamente acuosos. Por otro lado, los componentes químicos de
cualquier fruta fluctúan de acuerdo con la variedad, estado de maduración y
condiciones ambientales que las que se desarrolla, dado que el banano
verde de rechazo no ha completado su fase de maduración, es
imprescindible conocer su composición química lo que permitirá conocer el
comportamiento químico y biológico (IIzuka, 1985).
En la Tabla 4 se describe la composición química del banano verde de
rechazo.
10
Tabla 4. Composición química del banano verde Cavendish
Característica Fisicoquímica Porcentaje (%)
Humedad 80.90%
Materia Seca 19.10%
Almidón No disponible
Cenizas 5.80%
Grasa 1.73%
Proteína 5.87%
Fibra cruda 4.20%
Extracto Libre de Nitrógeno 82.40%
Fósforo (P) 0.09%
Calcio (Ca) 0.14%
Potasio (K) 2.31%
Sodio (Na) No disponible
Cinc (Zn) 27ppm
(Hincapié, 2004)
La relativa abundancia de bananos de rechazo, cosechados en estadio
inmaduro o verde, genera la interrogante de que hacer con grandes
volúmenes de esta fruta, los cuales no tienen salida inmediata, volviéndolos
perecederos y haciendo imposible su devolución a la naturaleza, ya que
podría crear una crisis ecológica por los daños de contaminación ambiental
que acarrearía (Montes & Torres, 2004).
11
2.2 RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS
2.2.1 DEFINICIÓN: PELÍCULAS Y RECUBRIENTOS COMESTIBLES
Un recubrimiento comestible (RC) se define como una matriz continua,
delgada, que se estructura alrededor del alimento generalmente mediante la
inmersión del mismo en una solución formadora del recubrimiento, por otra
parte una película o film comestible (PC) es una matriz preformada, delgada,
que posteriormente es utilizada en forma de recubrimiento del alimento
(Ramos, García, Bautista, Baños, & Barrera, 2010).
Los recubrimientos y películas comestibles están formados por aditivos
alimentarios aprobados por la FDA. En 1998, se estableció definitivamente
los aditivos alimentarios que pueden utilizarse en las formulaciones, entre
ellos se encuentran: goma arábiga, goma xantán, glicerina, pectinas,
celulosa y sus derivados (metilcelulosa, hidroxipropil celulosa, hidroxipropil
metilcelulosa, carboxi metilcelulosa), lecitina, polisacáridos, ácidos grasos y
sales de ácidos grasos (FDA, 2006; N. Pastor, 2010).
Para que los recubrimientos comestibles sean funcionales y por tanto,
óptimos, se deberá otorgar una especial importancia a la selección de los
materiales que los forman, ya que sus propiedades están fuertemente
afectadas por la naturaleza de sus componentes, composición y estructura
final (N. Pastor, 2010).
12
2.2.2 COMPOSICIÓN DE LOS RECUBRIMIENTOS Y PELÍCULAS
COMESTIBLES
Los recubrimientos y películas comestibles se pueden clasificar en tres
grandes grupos, en la Figura 2 se muestra la clasificación de los
recubrimientos y películas comestibles:
Figura 2. Clasificación de los Recubrimientos y Películas Comestibles
(Krochta, Baldwin, & Nisperos, 1994)
Recubrimientos y Películas
Comestibles
Hidrocoloides Lípidos Otros compuestos
Proteínas
Polisacáridos
Derivados de
celulosa
Pectinas
Almidones
Alginatos
Ceras
Acilgliceroles
Ácidos grasos
Formados por
hidrocoloides y
lípidos
13
Polisacáridos
Son polímeros hidrofílicos (contiene grupos oxhidrilos –OH) solubles o
dispensables en agua, de origen vegetal, animal o microbiano. Su
característica principal y común es que son moléculas altamente hidrofilicas
que actúan sobre el agua que se encuentra libre en el medio donde se
aplican, llegando a reducir su movilidad y aumentando la viscosidad. En este
sentido la estructura del polímero (lineal o ramificado, su grado de
ramificación, etc.) es de gran importancia ya que de ella depende la
capacidad de retención de agua y, por tanto, las características geológicas y
de textura que impartirá al producto (Cubero, Monferrer, & Villalta, 2002;
Parzanese, 2009).
Las películas y recubrimientos de hidrocoloides poseen buenas propiedades
de barrera, debido a su carácter hidrófilo, además recubrimientos y películas
de polisacáridos proporcionan una buena barrera a CO2 y O2 (Cha &
Chinnan, 2004). Por otro lado, de manera similar a otros materiales
hidrófilos, su polaridad determina su pobre barrera al vapor de agua (Park &
Chinnan, 1995), así como su sensibilidad a la humedad, lo que puede
afectar a sus propiedades funcionales (Janjarasskul & Krochta, 2010).
Moderadamente solubles en agua como: metilcelulosa y gluten de trigo;
proveen una resistencia algo mayor al paso de vapor de agua que los
hidrocoloides solubles en agua. Ciertas películas comestibles,
especialmente aquellas basadas en polímeros hidrófilicos, son altamente
impermeables a grasas y aceites (Kester & Fennema, 1986; Krochta et al.,
1994).
Las proteínas utilizadas en la formulación de recubrimientos comestibles
pueden ser de origen animal (caseínas, proteínas del suero lácteo) o de
origen vegetal (zeína de maíz, gluten de trigo, y proteína de soja,
principalmente) y dependiendo de este origen muestran una amplia variedad
de características moleculares, las proteínas varían en su peso molecular,
conformación, carga (dependiendo del pH), flexibilidad y estabilidad térmica
14
y las diferencias en estas características moleculares determinarán su
habilidad para formar recubrimientos (C. Pastor, Vargas, & González-
Martínez, 2005; Vargas, Pastor, Chiralt, McClements, & González-Martínez,
2008).
2.2.3 ADITIVOS UTILIZADOS EN LOS RECUBRIMIENTOS Y
PELÍCULAS COMESTIBLES
Aditivos y materiales se añaden a las películas y recubrimientos comestibles,
esencialmente para lograr dos objetivos; el primero es mejorar las
propiedades estructurales, mecánicas y de manipulación de un
recubrimiento y la segunda es para mejorar el sabor, el color y textura. En
estos casos el recubrimiento actúa como portador de compuestos benéficos
que aportan efectos saludables a los consumidores del alimento (Cuppett,
1994).
En la Figura 3 se muestra la clasificación de los aditivos más utilizados en la
formación de recubrimientos y películas comestibles.
Figura 3. Aditivos utilizados en los Recubrimientos y Películas comestibles
(Skurtys, Acevedo, Pedreschi, Osorio, & Aguilera, 2009)
Aditivos Utilizados en los
Recubrimientos y películas
comestibles
Plastificantes
Antimicrobianos
Antioxidantes
Otros agentes
funcionales
15
Plastificante: Plastificantes (no volátiles) se añaden a las soluciones
formadoras de películas y recubrimientos comestibles para lograr una baja
fragilidad, alta tenacidad y evitar el agrietamiento durante la manipulación y
el almacenamiento, para que un plastificante se pueda añadir a una solución
formadora deberá poseer ciertas características como: bajo peso molecular
y alta polaridad (Cuppett, 1994).
La cantidad que se añade en las preparaciones formadoras de películas y
recubrimientos varía entre el 10% y 60% del peso, generalmente del
hidrocoloide, entre los más utilizados se encuentran: glicerol, sorbitol,
propilenglicol, polietilenglicol, oligosacáridos, por otro lado la adición de
plastificantes puede causar cambios en las propiedades de barrera de las
películas y recubrimientos comestibles (Cuppett, 1994; Vargas et al., 2008).
2.2.4 PROPIEDADES DE BARRERA DE LAS PELÍCULAS Y
RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS
Propiedades de Barrera al Vapor de Agua
El coeficiente de permeabilidad al vapor de agua se define como la
transferencia de vapor permeable a través de un material. La transferencia
de agua en materiales poliméricos tiene lugar por difusión molecular, este
proceso implica tres etapas:
I. Movimiento del vapor permeable en la superficie de la estructura de la
película y su absorción a la matriz del polímero;
II. Difusión a través de los poros formados por el movimiento de la
cadena del polímero o en la fabricación de la película, y
III. Evaporación del vapor en la superficie de la película y su posterior
dispersión en el aire (Kester & Fennema, 1986).
16
La migración de vapor de agua es un factor importante de cambio en la
calidad sensorial y la estabilidad del alimento (Chen, 1995).
Propiedades de Barrera a Gases
El desarrollo de películas y recubrimientos comestibles con permeabilidad a
los gases selectiva es potencialmente interesante en el control de la
respiración, provocando un efecto de atmósfera modificada, que promueve
un aumento en la conservación de frutas (Gontard, Duchez, Cuq, & Guilbert,
1994).
La transferencia de oxígeno desde el medio ambiente a la comida tiene gran
importancia en la calidad de la misma y de su vida. El oxígeno causa el
deterioro de los alimentos, mediante la modificación de las características
sensoriales y nutricionales (Sothornvit & Krochta, 2000).
Por otro lado, en la Tabla 5 se mencionan los requerimientos de las películas
o recubrimientos comestibles
Tabla 5. Requerimientos Básicos para los recubrimientos comestibles
(Biquet & Labuza, 1988; Kester & Fennema, 1986)
Requerimientos Características
Propiedades
Sensoriales
Deberán ser transparentes, no otorgar sabor y olor diferente al
alimento, además no deberán ser detectados durante el consumo.
Propiedades de
Barrera
Presentarán una adecuada permeabilidad al vapor de agua y a
los solutos, además una permeabilidad selectiva a gases.
Salud Deberán estar libres de tóxicos y ser seguros para la salud.
Tecnología Deberán requerir una tecnología simple para su elaboración
Materia Prima y
Costo
Las materias primas y el coste de producción del recubrimiento
deben ser de bajo costo.
17
2.2.5 FORMACIÓN DE LA PELÍCULA Y RECUBRIMIENTO ALIMENTICIO
Al entrar el contacto el recubrimiento con el alimento, se establecen dos
tipos de fuerzas: adhesivas y cohesivas.
La adhesividad del recubrimiento sobre la superficie del producto depende
principalmente de su naturaleza y uniones entre el soporte y la película, y no
del método de aplicación. Los factores involucrados en el grado de cohesión
son: la estructura de polímero, el tipo de solvente, la temperatura, la presión,
la técnica de aplicación y eliminación del solvente y la presencia de otras
moléculas como los plastificantes o lípidos y el tipo de unión entre las
moléculas. El grado de cohesión afecta a algunas propiedades de la película
o recubrimiento, tales como son: la resistencia, flexibilidad, permeabilidad,
etc. Una cohesión fuerte reduce la flexibilidad, las propiedades de barrera a
los gases y solutos. Cuando las películas proteicas se exponen a un calor
excesivo se afecta la cohesión, ya que las moléculas son inmovilizadas
prematuramente provocando defectos como perforaciones y fractura de la
película (Fellow, 1990; Guzmán-Venegas, 2003).
En los recubrimientos de polisacáridos es importante considerar la
temperatura de disolución durante su preparación; si esta varia, la
viscosidad, reología y secado también cambiarán con lo que se producirá
cambios en el proceso y calidad del producto recubierto. Durante esta fase
de disolución es necesario considerar dos etapas: dispersión del polvo seco
en agua y dilución de las partículas humectadas (Embuscado & Huber,
2009).
18
2.2.6 MÉTODOS DE APLICACIÓN DE LAS PELÍCULAS Y
RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS
Inmersión
Consiste en la aplicación de las matrices comestibles sumergiendo el
alimento en la solucion filogenica preparada. Se utiliza especialmente en
aquellos alimentos cuya forma es irregular que requieren de una cobertura
uniforme y gruesa. Es importante que el producto a tratar este previamente
lavado y secado, y que una vez retirado de la solución se deje drenar el
excedente de solución para lograr un recubrimiento uniforme (Abraján,
2008).
En el método por inmersión hay que considerar las condiciones de densidad,
viscosidad y tensión superficial de la solución, como también el tiempo de
permanencia. Según Krochta et al. (1994) el tiempo de inmersion no es
importante, sin embargo, si no es suficiente, no formará una buena
cobertura. En general los alimentos a ser recubiertos se sumergen de 5 a 30
segundos. Cuando se trata de frutas mínimamente procesadas resulta difícil
obtener una buena adhesion del recubrimiento debido a la superficie
hidrofílicas de la fruta cortada, para esto se utiliza la tecnica de inmersion
capa por capa (Vargas et al., 2008). En la Figura 4 se puede apreciar la
representación esquemática del proceso de recubrimiento.
Figura 4. Representación esquemática del proceso de recubrimiento
(Skurtys et al., 2009)
19
Aspersión
Las películas aplicadas de esta manera pueden formar una capa más
delgada y más uniforme, a diferencia de las películas aplicadas por
inmersión, sin embargo, la aspersión es adecuada para alimentos que
requieran ser recubiertos de un solo lado y cuando se desee una protección
solo en la superficie (Krochta et al., 1994).
Moldeado
Mediante esta técnica se obtienen películas o films pre moldeados. Consiste
básicamente en la obtención de una solución uniforme compuesta por
biomoleculas (proteínas, polisacáridos, lípidos), plastificante y agua. Luego
se vierte sobre una placa de material inocuo (acero inoxidable) donde se
deja secar para que se forme el film o película. La velocidad de secado junto
con la temperatura y humedad son condiciones determinantes para la
calidad del film (transparencia, consistencia, propiedades mecánicas), por lo
tanto deben ser controladas correctamente (Parzanese, 2009).
2.2.7 PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS DE CARBOXI
METILCELULOSA (CMC)
Debido a su bajo costo y a que son materiales biodegradables, los derivados
de celulosa son utilizados en industrias de alimentos, farmacéuticas y en
otras aplicaciones diversas (Espinoza-Herrera, Pedroza-Islas, San Martínez,
Cruz-Orea, & Tomás, 2011). Un derivado de celulosa es la carboxi
metilcelulosa (CMC), obtenida mediante la adición de grupos carboximetilos
a la molécula de celulosa; es un producto soluble en agua, no tóxico y que
cada vez es más utilizado (Enebro, Moncilovic, Siika-aho, & Karlsson, 2007).
Debido a que la CMC no es metabolizada por el cuerpo humano ha sido
aprobada su utilización en los alimentos bajos en calorías (Krochta et al.,
1994; QuimiNet, 2006). Su capacidad de formar recubrimientos fuertes y
20
resistentes al aceite la hace de gran importancia en muchas aplicaciones, En
2002 encontraron que la CMC es una película capaz de absorber el aceite
recogido en los alimentos sometidos a proceso de fritura profunda.
Las películas comestibles formadas con CMC son resistentes, transparentes
y pueden ser flexibles con la adición de plastificantes como glicerol. Sin
embargo, la disminución en la fuerza tensil debe ser considerada como una
limitante para el contenido de glicerol (Boateng et al., 2009). Además de las
propiedades mecánicas, las películas formuladas con CMC también tienen
aplicaciones limitadas a causa de las altas permeabilidades al vapor de agua
(Espinoza-Herrera et al., 2011).
Por otro lado, según Singthong and Thongkaew (2009), investigaron la
influencia del alginato, CMC y pectina en el porcentaje de aceite absorbido
en chifles, los valores más bajos fueron de los tratamientos con 1 % de CMC
y 1 % de pectina en su formulación. Cuando es usada en forma de
recubrimiento seco y aplicada al alimento recién cortado como lo hizo Mason
(1969) conserva su textura original, firmeza y frescura. Frutas y vegetales
recubiertos con una película semipermeable a base de CMC y ésteres de
ácidos grasos de sacarosa, reducen el oxígeno captado sin ocasionar un
incremento en los niveles de dióxido de carbono dentro de los tejidos
internos de las frutas y vegetales, siendo un gran avance en la prevención
de la respiración anaeróbica (Krochta et al., 1994).
2.2.8 UTILIDADES DE LAS PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS
ALIMENTICIOS
Productos fritos pueden contener grasa hasta 50% del peso total (E. Pinthus,
Weinberg, & Saguy, 1993). Consecuentemente, la absorción de aceite en
alimentos fritos se ha convertido en un problema de salud. La absorción de
grasa se ha relacionado con la obesidad y otros problemas de salud como la
enfermedad cardiaca coronaria. Por lo tanto, la presión para restringir y
21
seleccionar las fuentes de grasas y aceites se ha incrementado (García,
Ferrero, Bértola, Martino, & Zaritzky, 2002).
El uso de recubrimientos comestibles a proporcionado una buena alternativa
para disminuir la absorción de grasa como lo demuestran varias
investigaciones: Balasubramaniam, Chinnan, Mallikarjunan, and Phillips
(1997); en donde utilizaron un recubrimiento de HPMC en bolas de pollo y
observaron que la humedad del producto final aumento en un 16.4 % y el
porcentaje de aceite absorbido se redujo en un 33.7 %. De igual forma
Pranoto (2009) evaluó la eficiencia de recubrimientos a base de MC y
HPMC, para la aplicacion de estos utilizo la tecnica de inmersion y de
aspersión, los resultados que obtuvo fue que el recubrimiento de HPMC
aplicado por el método de aspersión redujo en un 35.25 %, el contenido de
aceite a comparación de la muestra sin recubrimiento (43.65 %). Según
Rimac-Brncic, Lelas, and Rade (2004) utilizaron bastones de papa fritos
recubiertos con CMC al 1 % en su estudio, sus resultados demostraron que
la CMC fue capaz de reducir hasta un 54 % de aceite. Según, Singthong and
Thongkaew (2009) emplearon recubrimientos de CMC, alginato y pectina en
chips de banana, el tratamiento con CMC logro disminuir un 22.91 % de
aceite.
2.2.9 FRITURA
Antecedentes Históricos
La fritura es un método de preparación que se ha utilizado desde hace
cientos de años, sin embargo desde los años 50 del siglo XX, es cuando se
empieza a considerar como un proceso que merece la atención por parte de
la ciencia y de la tecnología (Stier, 2004).
La gran expansión de la utilización de la fritura se debe principalmente a que
los alimentos, tras este proceso, adquieren unas características únicas de
aroma y textura que no es posible conseguir con otras técnicas de
22
procesado de alimentos. Además, desde el punto de vista económico el
sector de alimentos fritos ha experimentado un crecimiento importante,
especialmente el de snacks y la comida rápida (Moreira, 2001; Rimac, Lelas,
Rade, & Simundié, 2004; Saguy & Dana, 2003).
Proceso de Fritura
El proceso de fritura consiste en sumergir el alimento en aceite o grasa
caliente a temperaturas superiores al punto de ebullición del agua, entre 150
ºC a 200 ºC. La diferencia de temperatura entre el alimento y el aceite
desencadena un proceso simultáneo de transferencia de calor y de materia.
El calor es transferido del aceite al alimento y sirve para evaporar el agua del
alimento, pasando al aceite como burbujas de vapor, dejando espacio libre
para que el aceite penetre en el alimento. Al mismo tiempo las propiedades
físicas del alimento varían con los cambios de temperatura y de humedad
que suceden en el interior del mismo (Moreira, 2001).
Durante el proceso de fritura tienen lugar multitud de cambios físicos,
químicos, y nutricionales en el alimento. Estos cambios dependen, entre
otros factores, de la humedad y del tipo de alimento, de la calidad de aceite
utilizado y de la temperatura del proceso, así como del tiempo de residencia
del producto en el aceite caliente (Dobarganes, Martinez-Ruiz, & Velasco,
2000).
Además de los cambios organolépticos ya mencionados que provoca la
fritura, un efecto adicional es la preservación del alimento, como resultado
de la destrucción de los microorganismos e inactivación de enzimas por
efecto del calor y de la reducción de la actividad de agua (Kochhar & Gertz,
2004; Varela, Bender, & Morton, 1998).
23
Según Brennan (2006) en base a observaciones visuales y análisis de
temperatura y humedad, se reconocen cuatro etapas bien diferenciadas en
el proceso de fritura:
1. Calentamiento inicial, que dura pocos segundos, se caracteriza por que la
superficie del alimento se calienta hasta llegar a la temperatura de
ebullición del agua. La transferencia de calor es por convección natural y
no se produce la vaporización de agua.
2. La ebullición superficial es iniciada con la salida de vapor y formación
intensa de burbujas, se caracteriza por la pérdida repentina de agua, la
formación de una costra superficial y el cambio de convección natural a
convección forzada ocurre debido a la intensa turbulencia desarrollada en
el aceite. El cambio de estado de agua a vapor, es el fenómeno que
gobierna esta etapa.
3. El periodo de velocidad decreciente, que es el más largo, se caracteriza
por los fenómenos físicos de evaporación superficial y el calentamiento
hasta alcanzar el punto de ebullición del centro del alimento. Por otro
lado, se desarrollan los cambios bioquímicos de gelatinización del
almidón, desnaturalización de las proteínas, cocimiento en el interior del
alimento y aumento de la formación de la costra superficial, por lo que la
transferencia de calor disminuye.
4. Finalmente, se presenta la etapa de punto final de burbuja, se visualiza
por la ausencia de burbujeo y formación definitiva de la costra.
Transferencia de Calor y Masa durante el Proceso de Fritura
La fritura es un proceso en donde simultáneamente la transferencia de calor
y masa tienen lugar. El aceite caliente proporciona calor al producto a ser
freído; el calor transforma la humedad interna del alimento en vapor de agua
24
y este sale del alimento a través de la superficie (Bailey, 2005; Moreira,
2001).
Al sumergir el alimento en el aceite caliente la transferencia de calor se
realiza por dos mecanismos: conducción y convección. La transferencia de
calor por conducción tiene lugar en el interior del alimento. La magnitud de
esta transferencia está influenciada por las propiedades térmicas del
alimento y éstas pueden cambiar durante el proceso. La convección ocurre
entre el aceite caliente y la superficie del alimento (Singh, 2000).
La transferencia de materia durante la fritura está caracterizada,
principalmente, por el movimiento del agua en forma de vapor, del alimento
al aceite, y por el movimiento del aceite al alimento. Esta transferencia de
materia es impulsada por la transferencia de calor del aceite al alimento, por
ello es inevitable describir ambos fenómenos de transferencia de forma
conjunta (Dobarganes et al., 2000).
Como resultado de los fenómenos de transferencia que tienen lugar en la
fritura, el producto final presenta dos regiones características: la costra o
superficie deshidratada, en la cual se producen los principales cambios, y el
interior del alimento donde la temperatura no sobrepasa la temperatura de
ebullición del agua (Dobarganes et al., 2000; Singh, 2000).
Cuando el alimento ingresa en el aceite caliente, el calor de éste es
transferido al alimento, el cual rápidamente se calienta y cuando el agua
alcanza su punto de ebullición empieza a evaporarse y pasa al aceite. Por
este motivo la fritura puede considerarse como un proceso de deshidratación
y el comportamiento de la cinética de transferencia de agua es similar al
producido en cualquier proceso de deshidratación, como puede ser el
llevado a cabo utilizando aire caliente (Bauman & Escher, 1995; Stier, 2004).
25
En la Figura 5 se muestra Esquema de trasferencia simultánea de masa y
calor durante el proceso de fritura
Figura 5. Esquema de trasferencia simultanea de masa y calor durante el
proceso de fritura (Brennan, 2006)
Cinética de Absorción del Aceite
La etapa en la cual la mayor cantidad de aceite es absorbida por el alimento,
ocurre cuando es retirado del aceite caliente y empieza su enfriamiento,
debido a un descenso en la presión de vapor que ocasiona un efecto de
succión, provocando así que el aceite depositado en la superficie del
alimento pueda atravesar la costra; además la absorcion de aceite está
relacionada con la humedad residual del alimento, así, la mayor retención de
aceite en el producto tiene lugar cuando la mayor cantidad de agua ha salido
del mismo (Stier, 2004).
26
2.2.10 ACEPTABILIDAD SENSORIAL
La evaluación sensorial es una función que la persona realiza desde la
infancia y que le lleva, consciente o inconscientemente, a aceptar o rechazar
los alimentos de acuerdo con las sensaciones experimentadas al
observarlos o ingerirlos. Sin embargo, las sensaciones que motivan este
rechazo o aceptación, varían con el tiempo y el momento en que se
perciben. De esta manera, la calidad sensorial de un alimento es el resultado
de la interacción entre el alimento y el hombre, dando origen a una
sensación provocada por determinados estímulos procedentes del alimento
a veces modulada por las condiciones fisiológicas, psicológicas y
sociológicas de la persona o grupos de personas que la evalúa (Hough &
Fiszman, 2005).
Pruebas para Medir Aceptabilidad Sensorial
Las pruebas de aceptación también se conocen como, nivel de agrado
(hedónicas) y son un componente valioso y necesario para todos los
programas sensoriales; sirven para determinar el nivel de aceptación de un
producto por parte de los consumidores, y según el tipo permitirán medir
cuanto agrada o desagrada dicho producto (Hough & Fiszman, 2005)
La medición de aceptabilidad sensorial se realiza a través del uso de escalas
hedónicas, permitiendo la evaluación de hasta 5 ó 6 muestras dependiendo
de la naturaleza del producto. Se basan en que el consumidor dé su
impresión una vez que ha probado las muestras, señalando cuánto le
agradan o desagradan (grado de aceptabilidad sensorial) (Hough &
Fiszman, 2005).
27
En las Figuras 6, 7 y 8 se presentan ejemplos de escalas hedónicas para
medir aceptabilidad sensorial
Figura 6. Escala estructurada utilizada en ensayos de aceptabilidad
(Hough & Fiszman, 2005).
Figura 7. Escala semiestructurada utilizada en ensayos de aceptabilidad
(Hough & Fiszman, 2005).
28
Figura 8. Escala no estructurada utilizada en ensayos de aceptabilidad
(Hough & Fiszman, 2005).
29
3. METODOLOGÍA
3.1 PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
Para el presente estudio se utilizo como materia prima banano verde de la
variedad Cavendish (Musa acuminata colla triploide aaa); para la
elaboración del recubrimiento se utilizo Carboxi metilcelulosa comestible
(CMC) marca LAQUIN Cía. Ltda; además como plastificante se utilizó
propilenglicol marca LAQUIN Cía. Ltda; como se indica en los Anexos I, II y
III. Estos materiales fueron adquiridos en el mercado local.
3.1.1 ANÁLISIS FÍSICOS
Se evaluaron 36 muestras en las cuales, se realizaron análisis de peso,
diámetro y color.
El peso de la fruta se determino en una balanza digital, marca OHAUS
modelo PA214 con una presión 0.1 %. Se registraron valores tanto de la
cáscara como de la pulpa (Dadzie & Orchard, 1997).
Para el diámetro, se midió la parte media de la fruta con un calibrador Pie de
Rey (160 ± 0.05mm). Se tomaron medidas de la cáscara y de la pulpa
(Dadzie & Orchard, 1997).
Los datos de color de la cáscara y de la pulpa de los bananos se obtuvieron
con un colorímetro modelo CR-400 marca Konica Minolta, como se indica en
el Anexo IV, los valores se registraron en la escala L*, a* y b* de Hunter
(Dadzie & Orchard, 1997).
30
3.1.2 ANÁLISIS QUÍMICOS
La muestra se preparo de la siguiente manera, se homogenizo en un
triturador de alimentos vertical, marca Philips, 30 g de la fruta en 90 ml de
agua destilada, luego se filtro y con este resultante se determino: el
contenido de sólidos solubles totales y pH (Dadzie & Orchard, 1997).
El contenido de sólidos solubles totales se determino según el método
A.O.A.C.932.12 (1998). Se empleo un refractómetro de mano, marca ATC,
con una escala de 0 – 30 %.
El pH se analizo mediante un pH-metro, marca ThermoScientific, según el
método A.O.A.C.981.12. (1998).
3.1.3 ANÁLISIS PROXIMALES
El contenido de humedad se lo realizó en una Termobalanza marca Precisa
modelo XM 60, con una precisión de 0.01 %, según el método de
termogravimetría a 105 ºC.
El porcentaje de materia grasa se determinó según el método
A.O.A.C.920.85 (1998).
Los equipos utilizados para los análisis proximales se muestran en el Anexo
V y VI respectivamente.
31
3.2. PROCESO DE OBTENCIÓN DE BANANOS FRITOS
3.2.1. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
Los bananos fueron seleccionados, lavados, escaldados sumergiéndoles en
agua a punto de ebullición (90.3 ºC) por un tiempo de 3 minutos, después se
hizo un choque térmico en agua fría por un tiempo de 3 minutos, luego
fueron pelados a mano, para luego ser cortados en rodajas de un espesor
de 5 ± 0.1 mm en una ralladora manual, luego se sumergieron en una
solución de 30 ppm de meta bisulfito de sodio para inhibir el pardeamiento
enzimático, como se indica en el Anexo VII, posteriormente las rodajas se
cortaron en un triturador manual dándoles la forma de cubos con una
medida de 5 ± 0.1 mm de largo y ancho, como se indica en el Anexo VIII.
3.2.2. DISEÑO EXPERIMENTAL
Para estudiar el efecto de la aplicación del recubrimiento en una fritura
tradicional se utilizó un Diseño Central Compuesto Rotacional y se analizó
los resultados por el método de Superficie de Respuesta. para evaluar los
efectos de las variables independientes: porcentaje de recubrimiento (%) y
tiempo de inmersión (min). Se utilizó un nivel alto y bajo para cada factor
como se observa en la Tabla 6.
Los equipos, métodos y técnicas utilizados para este ensayo se indican en
los Anexos IX, X y XI respectivamente.
32
Tabla 6. Niveles utilizados para el diseño
Variables
Independientes
Niveles
Mínimo Bajo Central Alto Máximo
-a
-1 0 1
Porcentaje de
Recubrimientro (%)
0 0.2196 0.75 1.2803 1.5
Tiempo de inmersión
(min)
0 0.7322 2.5 4.2677 5
Los puntos experimentales y los valores codificados que se observan en la
Tabla 7 se obtuvieron a partir de los niveles alto y bajo de la Tabla 6, en el
programa Statgraphics Centurion XV.
+a
33
Tabla 7. Ensayos del Diseño Central Compuesto Rotacional (DCCR)
Valores codificados Valores reales
Porcentaje de
Recubrimiento
Tiempo de
inmersión
Porcentaje de
Recubrimiento
(%)
Tiempo de
inmersion
(min)
-1 -1 0.22 0.73
-1 1 0.22 4.27
1 -1 1.28 0.73
1 1 1.28 4.27
-1.41 0 0 2.50
1.41 0 1.50 2.50
0 -1.41 0.75 0
0 1.41 0.75 5
0 0 0.75 2.50
0 0 0.75 2.50
0 0 0.75 2.50
0 0 0.75 2.50
3.2.3. PROCESO DE FRITURA
El proceso de fritura se llevo a cabo en una freidora electrica, marca Anvil
Axis, modelo FFA 2001.120; como se indica en el Anexo XIII. Se utilizo
aceite de palma en una proporción de 1:18 (peso del producto/peso del
aceite). Se sumergieron los cubos de banano de verde en el aceite caliente
34
hasta el tiempo determinado de fritura; como se indica en el anexo XII,
posteriormente se escurrió los bocaditos fritos de banano verde y se
colocaron en papel absorbente para eliminar el exceso de aceite.
3.2.4. PROCESO DE ELABORACION DE LOS BOCADITOS FRITOS
El proceso de obtención de los bocaditos fritos de banano verde se detalla
en la Figura 9.
Figura 9. Diagrama de flujo de la obtención del producto frito
35
3.3. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL
En los ensayos realizados se determinó contenido de humedad según los
métodos INEN 518 y AOAC 925.10, para el contenido de grasa se utilizó los
métodos INEN 523 y AOAC 2003.06. Los análisis se realizaron en los
laboratorios de la Universidad Tecnológica Equinoccial (UTE).
La textura (fuerza de ruptura) de los bocaditos fritos de banano se determinó
mediante el equipo analizador de textura Texturométro TA-XT2i, marca SMS
Stable Micro System, modelo TA-XT2i, con el accesorio cuchillo craft. La
determinación se la realizó mediante 12 ensayos a cada muestra. El análisis
de textura se realizó en el laboratorio de calidad, Iniap, Estación Santa
Catalina, como se indica en el Anexo XIV.
El macro y la sonda utilizados para medir la textura de los bocaditos fritos de
banano verde se muestra en el Anexo XV.
3.4. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Para el análisis de los resultados obtenidos en el Diseño Central Compuesto
Rotacional se utilizó la Metodología de Superficie de Respuesta, con un nivel
de confianza del 95% utilizando el programa Statgraphics Centurion XV.
3.5. OPTIMIZACIÓN
El análisis estadístico del diseño experimental para cada variable determinó
la optimización del proceso, considerando el valor de R2 (coeficiente de
determinación) mayor al 70%.
36
3.6. RENDIMIENTO
Para el cálculo del rendimiento en las diferentes etapas del proceso se utilizó
la Ecuación 1.
%Rendim iento=pf
pix100
[1]
Donde:
Pf= Peso final
Pi= Peso Inicial
3.7. ANÁLISIS DE ACEPTABILIDAD
Se aplicó una prueba de aceptabilidad para el mejor producto obtenido,
utilizando una escala hedonica de 10 puntos, donde 1 corresponde a “me
disgusta mucho” y 10 “me gusta mucho”. Se realizaron 100 encuestas a
estudiantes entre 18 y 25 años.
La escala estructurada con la que se realizó la prueba de aceptabilidad
sensorial, se muestra en la tabla 8.
El formato de la prueba de aceptabilidad se muestra en el Anexo XVI, el
desarrollo de la prueba se muestra en el Anexo XVII.
37
Tabla 8. Escala Estructurada para Aceptabilidad Sensorial
Puntuación Descripción
1 Me disgusta extremadamente
2 Me disgusta mucho
3 Me disgusta moderadamente
4 Me disgusta levemente
5 Ni me gusta ni me disgusta
6 Me gusta
7 Me gusta levemente
8 Me gusta moderadamente
9 Me gusta mucho
10 Me gusta extremadamente
38
4. ANALISIS DE RESULTADOS
4.1. CARACTERIZACION DE LA MATERIA PRIMA
4.1.1. ANALISIS FÍSICOS
Los valores promedios para el peso y el diámetro de los bananos verdes
enteros y pelados, variedad Cavendish analizados, se muestran en la Tabla
9.
Tabla 9. Caracterización física
Parámetro físico Banano Valor promedio
Peso (g) Entero 222.37 ± 17.75
Pelado 127.45 ± 10.73
Diámetro (cm) Entero 4.46 ± 0.33
Pelado 2.75 ± 0.16
media ± desviación estándar (n=3)
Los datos obtenidos en este estudio en peso del banano pelado (127.45 g),
concuerdan con los datos reportados por Aurore, Parfait, and Fahrasmane
(2008), de 129 g. El diámetro o calibre del banano entero (4.46 cm) obtenido
en este estudio se encuentra dentro del rango al propuesto en los requisitos
para exportar banano a Asia, Estados Unidos y Europa formulado por
Agrocalidad (2014).
A pesar que, los datos reportados en este estudio de peso y diámetro, están
dentro del rango de las especificación propuestas, se consideró banano de
rechazo debido a que las características como: magulladuras,
malformaciones, manipulación, plagas no fueron cumplidas.
39
En la Tabla 10 se muestran los datos del color externo e interno.
Tabla 10. Color externo e interno
*escala L*, a* y b* de Hunter
Los parámetros de color interno (L=*79, a*=-2 a -3 y b*=-20 a -25.5) y
externo descritos en este estudio coindiciden con los obtenidos por Lopez,
Velázquez, and Morales (2008), Salvador, Sanz, and Fiszman (2007) y
Santos Gomez, Rezende, and Rodrigues (2012); que ubican al banano en
grado de madurez “verde”. La maduración del banano va ligado a la
variación del color verde (L*=53, a*=-14.87 y b*=37.03) a amarillo (L*=70,
a*=14 y b*=62), lo que representa ser el inicio de la maduración, la
desaparición del color verde está ligado a la degradación de las clorofilas. La
desaparición de la clorofila va asociada a la síntesis o al
desenmascaramientos de pigmentos cuyos colores oscilan entre el amarillo
y el rojo. Estos pigmentos son carotenoides no saturados, los cuales son
compuestos bastantes estables y pueden permanecer inalterados en los
tejidos aún en avanzado estado de senescencia (Ordoñez, 2005; Yang,
Zhang, Joice, Huang, & Xu, 2009).
4.1.2. ANÁLISIS QUÍMICOS
Se analizó el contenido de sólidos solubles y pH en la materia prima. Los
resultados obtenidos se detallan en la Tabla 11.
Coordenada * Color externo Color interno
L* 55.56 ± 4.25 81.07 ± 0.55
a* -16.92 ± 0.78 -1.90 ± 0.15
b* 33.43 ± 0.78 21.77 ± 0.85
40
Tabla 11. Caracterización química
Parámetro Valores promedios
Contenido de sólidos
solubles (°Brix) 1.86 ± 0.094
pH 6.19 ± 0.005
media ± desviación estándar (n=3)
El contenido de sólidos solubles de 1.86 º Brix que se obtuvieron en este
estudio concuerda con lo presentado por Millán and Ciro (2005) el cual fue
de (2.01 º Brix), en la maduración del banano el contenido de sólidos
solubles (ºBrix) alcanza un valor de (22.5 a 23.5), debido a que se produce
una hidrólisis del almidón, acumulando azucares como: glucosa, fructosa y
sacarosa.
En la determinación del pH banano en este estudio, se obtuvo un valor de
6.19, este resultado concuerda con el presentado Buitrago and Escobar
(2009), el cual fue de (6.20). En la maduración, el pH alcanza un valor entre
(4.8 y 5.2), lo cual se debe a un descenso de la acidez por lo que
desaparecerá el sabor agrio y astringente, dando lugar al sabor suave y al
equilibrio acidez-dulzor de los frutos maduros (Lopez et al., 2008; Ordoñez,
2005).
Los resultados reportados en este estudio sobre el color, los grados Brix y la
determinacion del pH ubican al banano en grado de madurez “verde”.
4.1.3. ANÁLISIS PROXIMALES
Se analizó el contenido de grasa y humedad en los bananos, los resultados
se muestran en la Tabla 12.
41
Tabla 12. Análisis de humedad y grasa
Parámetro Valores promedios
%Humedad 73.14 ± 0.82
%Grasa 1.50 ± 0.88
media ± desviación estándar (n=3)
El contenido de humedad obtenido en el análisis fue similar al reportado por
la FAO (2014), en el que se muestra un valor de 74.60 % de humedad. Los
bananos verdes frescos presentaron un porcentaje de humedad de 73.14 ±
0.82, valor muy cercano al que presentó en el estudio de la FAO, por otro
lado, en la maduración el contenido de agua en la pulpa aumenta no solo
por la hidrolisis del almidón, sino también por el movimiento osmótico del
agua de la cáscara hacia la pulpa; una vez el agua se encuentra en la pulpa
se producen pérdidas de agua en los bananos conforme continúa el proceso
de maduración.
Para el contenido de grasa se obtuvo un valor parecido al reportado por Ly
(2004) en la que se reporta un contenido de grasa de 1.4 %, similar al que
se obtuvo en la presente investigación que fue de 1.50 ± 0.88 %.
42
4.2. CARACTERIZACIÓN DE LOS BOCADITOS DE BANANO
FRITO
4.2.1. ANÁLISIS DE HUMEDAD
Los valores obtenidos estuvieron entre 1.991 % y 10.786 % y se muestran
en la Tabla 13.
Tabla 13. Porcentajes de humedad
Valores codificados Valores reales
Porcentaje de
Recubrimiento
(%)
Tiempo de
inmersión
(min)
Porcentaje de
Recubrimiento
(%)
Tiempo de
inmersión
(min)
%HUMEDAD
(%)
-1 -1 0.22 0.73 4.626
-1 1 0.22 4.27 3.117
1 -1 1.28 0.73 6.659
1 1 1.28 4.27 10.786
-1.41 0 0 2.50 1.921
1.41 0 1.50 2.50 9.307
0 -1.41 0.75 0 1.998
0 1.41 0.75 5 8.619
0 0 0.75 2.50 7.362
0 0 0.75 2.50 7.470
0 0 0.75 2.50 7.868
0 0 0.75 2.50 7.409
43
En la Tabla 14, se presenta el análisis de varianza, en el que se muestra que
tanto el porcentaje de recubrimiento con CMC y el tiempo de inmersión
influyen significativamente para que el contenido de humedad se mayor en
las muestras que recibieron mayores concentraciones de CMC y mayores
tiempos de inmersión.
El valor de R2 es el coeficiente de determinación, indica que el modelo
matemático utilizado para el análisis explica un 90% de la variabilidad de los
datos obtenidos para la humedad
Tabla 14. Análisis de varianza para el contenido de humedad
Fuente Suma de
Cuadrados
Gl Cuadrado
Medio
Razón-F Valor-P
A: Porcentaje de recubrimiento 21.0095 1 21.0095 14.04 0.0095
B: Tiempo de inmersión 45.4367 1 45.4367 30.36 0.0015
AA 3.45332 1 3.45332 2.31 0.1796
AB 7.94112 1 7.94112 5.31 0.0608
BB 5.2396 1 5.2396 3.50 0.1105
Error total 8.98006 6 1.49668
Total (corr.) 90.65 11
R-cuadrada = 90.0937 porciento
La Ecuación 2 muestra el modelo que se ajusta a los datos obtenidos para
humedad, de acuerdo a los signos que se presentan, las dos variables
independientes influyen para que el contenido de humedad sea mayor en las
muestras recubiertas.
%Humedad = 1.40466 + 3.21557× X1 + 1.66875× X2 - 2.61158 (X1)2 +
1.50289 (X1) (X2)- 0.289546 (X2)2
[2]
44
Donde:
X1= Porcentaje de recubrimiento
X2= Tiempo de inmersión
La superficie de respuesta para la humedad se presenta en la Figura 10, en
la que se observa que el contenido de humedad final es mayor a medida que
aumenta el porcentaje de recubrimiento y el tiempo de inmersión, es por
esto que el valor más bajo se obtiene sin recubrimiento. Al aplicar CMC al
banano se forma una red fina que impide el paso del agua al exterior en el
momento de la fritura, lo que provoca que el porcentaje de humedad final
sea mayor en las muestras de banano frito que recibieron recubrimiento. En
el estudio de Singthong and Thongkaew (2009) cerca del uso de
hidrocoloides para reducir el contenido de grasa en chips de banano se
reportó un contenido de humedad de 3.6 %, utilizando un porcentaje de
recubrimiento de 1 % y por un tiempo de 2 minutos. El valor reportado en
este estudio fue similar al obtenido en esta investigación que fue de 3.75 %,
con un 1.5 % de recubrimiento y 3.35 minutos de inmersión lo que
comprueba que al aplicar CMC en los bananos el contenido de humedad
final es mayor en el producto frito que recibió recubrimiento.
%H
um
edad
0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5Porcentaje de recubrimiento
01
23
45
Tiempo de inmersión0
3
6
9
12
15
Figura 10. Superficie de Respuesta para el contenido de humedad
45
En la Figura 11, se observa las curvas de contorno presentes en la
superficie de respuesta con los diferentes valores para la humedad.
%Humedad
0.0
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
9.0
10.5
12.0
13.5
15.0
16.50 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
Porcentaje de recubrimiento
0
1
2
3
4
5T
iem
po d
e inm
ersió
n
Figura 11. Curvas de contorno de la superficie de respuesta
4.2.2. ANÁLISIS DE GRASA
Los valores para el contenido de grasa estuvieron entre 17.182 % y 56.949
% y se presentan en la Tabla 15.
46
Tabla 15. Porcentajes de grasa
Valores codificados Valores reales
Porcentaje de
Recubrimiento
(%)
Tiempo de
inmersión
(min)
Porcentaje de
Recubrimiento
(%)
Tiempo de
inmersión
(min)
%GRASA
(%)
-1 -1 0.22 0.73 30.458
-1 1 0.22 4.27 23.482
1 -1 1.28 0.73 38.388
1 1 1.28 4.27 17.182
-1.41 0 0 2.50 54.162
1.41 0 1.50 2.50 19.578
0 -1.41 0.75 0 56.949
0 1.41 0.75 5 30.980
0 0 0.75 2.50 22.928
0 0 0.75 2.50 22.926
0 0 0.75 2.50 22.919
0 0 0.75 2.50 22.936
En la Tabla 16 se observa el análisis de varianza para grasa, y presenta
valores menores a 0.05 para el porcentaje de recubrimiento y para el tiempo
de inmersión al cuadrado, lo que indica que estos dos factores influyen
significativamente en la disminución del porcentaje de grasa absorbido en
los bananos fritos.
47
Se obtuvo un R2 de 80% lo que indica que el ochenta por ciento de los datos
obtenidos se explican mediante la ecuación. El valor del R2 permite optimizar
el proceso.
Tabla 16. Análisis de varianza para el contenido de Grasa
Fuente Suma de
Cuadrados
Gl Cuadrado
Medio
Razón-F Valor-P
A: Porcentaje de recubrimiento 905.064 1 905.064 14.32 0.0091
B: Tiempo de inmersión 232.156 1 232.156 3.67 0.1037
AA 113.512 1 113.512 1.80 0.2287
AB 9.70323 1 9.70323 0.15 0.7087
BB 385.263 1 385.263 6.10 0.0485
Error total 379.184 6 63.1973
Total (corr.) 1958.53 11
R-cuadrada = 80.6394 porciento
La Ecuación 3 muestra el modelo que se ajusta a los datos obtenidos para el
contenido de grasa. De acuerdo a los signos que se observan en la ecuación
el factor que más influye es el porcentaje de recubrimiento, es decir que si
se incrementa el porcentaje de CMC el contenido de grasa disminuye.
%Grasa = 66.4096 - 38.3601×X1 - 14.2154× X2 + 14.9729 (X1)2 - 1.66129
(X1)( X2 ) + 2.48283 (X2)2
[3]
Donde:
X1= Porcentaje de recubrimiento
X2= Tiempo de inmersión
48
En la Figura 12, se presenta la superficie de respuesta para el contenido de
grasa, a medida que se incrementa el porcentaje de recubrimiento y el
tiempo de inmersión, la grasa presente en el banano frito disminuye en el
producto final. Esto se explica debido a que los hidrocoloides alteran la
capacidad de retención de agua y por consiguiente afectan la absorción de
grasa. Por lo tanto, la capacidad del CMC para reducir la absorción de grasa
podría ser, debido a un aumento en la capacidad de retención de agua en el
alimento, atrapando la humedad dentro de la matriz, otorgándole una
prevención de la sustitución de humedad con aceite. Además, hidrocoloides
y plastificantes, forman una estructura de red fina que impide la migración de
aceite en el tejido del banano durante el proceso de fritura, asimismo, estos
resultados indicaron que la interacción del plastificante y el CMC forma
gelificación térmica, lo cual ayudará a consolidar la pared celular y encerrar
la superficie exterior del tejido, por consiguiente, impedir la penetración de
aceite en el tejido del banano durante el proceso de fritura. (Funami, 1999;
E. Pinthus, Weinberg, P., Saguy, I., 1992). Esto queda comprobado en el
estudio realizado por Singthong and Thongkaew (2009) en el que obtuvo un
porcentaje de grasa de 22.908%, con 1% de recubrimiento y 2 minutos de
inmersión. En este estudio se reportó un contenido de grasa del 15.10%, con
1.5% de recubrimiento y por un tiempo de 3.35 minutos, esto demuestra que
al aumentar el porcentaje de recubrimiento y el tiempo de inmersión en la
solución el contenido de grasa disminuye.
En el estudio realizado por Nájera (2012) acerca del efecto del recubrimiento
con CMC para contenido de grasa en plátano verde dominico, se reportó un
15.64 %, con 1 % de recubrimiento.
Los valores obtenidos en los diferentes estudios muestran que el
recubrimiento con CMC ayuda en la disminución del contenido de grasa.
49
%G
rasa
0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5Porcentaje de recubrimiento
01
23
45
Tiempo de inmersión0
20
40
60
80
Figura 12. Superficie de repuesta para el contenido de grasa
Las curvas de contorno para la superficie de respuesta se muestran en la
Figura 13 y se observan los valores óptimos para el tiempo de inmersión y
para el porcentaje de recubrimiento con los que se obtendrá un contenido
óptimo de grasa.
0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
Porcentaje de recubrimiento
0
1
2
3
4
5
Tie
mpo d
e inm
ersió
n
%Grasa
16.0
21.0
26.0
31.0
36.0
41.0
46.0
51.0
56.0
61.0
66.0
71.0
Figura 13. Curvas de contorno para la superficie de respuesta.
50
4.2.3. ANÁLISIS DE TEXTURA
Los valores para la textura se muestran en la Tabla 17.
Tabla 17. Valores para textura
Valores codificados Valores reales
Porcentaje
de
Recubrimiento
(%)
Tiempo
de
inmersión
(min)
Porcentaje
de
Recubrimiento
(%)
Tiempo
de
inmersión
(min)
TEXTURA
(N)
%
HUMEDAD
% GRASA
-1 -1 0.22 0.73 5.885 4.6 30.4
-1 1 0.22 4.27 8.430 3.1 23.4
1 -1 1.28 0.73 12.148 6.6 38.3
1 1 1.28 4.27 15.250 10.7 17.1
-1.41 0 0 2.50 3.812 1.92 54.1
1.41 0 1.50 2.50 7.392 9.3 19.5
0 -1.41 0.75 0 4.096 1.8 56.9
0 1.41 0.75 5 14.055 8.6 30.8
0 0 0.75 2.50 8.650 7.3 22.9
0 0 0.75 2.50 8.130 7.4 22.9
0 0 0.75 2.50 8.729 7.8 22.9
0 0 0.75 2.50 8.171 7.4 22.9
51
El análisis de varianza que se presenta en la Tabla 18 muestra un valor
menor a 0.05 para el tiempo de inmersión, lo que indica que esta variable
influye de manera significativa para que la fuerza de ruptura se incremente.
Para la textura se obtuvo un R2 de 86 %, lo que indica que se puede
optimizar el proceso.
Tabla 18. Análisis de Varianza para Textura
Fuente Suma de
Cuadrados
Gl Cuadrado
Medio
Razón-F Valor-P
A:Porcentaje de
recubrimiento
14.3377 1 14.3377 4.40 0.0807
B:Tiempo de inmersión 92.2567 1 92.2567 28.31 0.0018
AA 2.59389 1 2.59389 0.80 0.4067
AB 0.0775622 1 0.0775622 0.02 0.8825
BB 7.74571 1 7.74571 2.38 0.1741
Error total 19.5525 6 3.25875
Total (corr.) 138.863 11
R-cuadrada = 85.9195 porciento
La Ecuación 4 muestra un efecto significativo en cuanto al tiempo de
inmersión que influye en el aumento de la fuerza de ruptura aplicada al
producto frito. La mayor influencia de este factor se puede determinar por los
signos que se observan en la ecuación.
Textura = 2.93015 + 5.54779* X1 + 0.0494441* X2 - 2.26339* X1^2 +
0.148529* X1* X2 + 0.352045* X2^2
[4]
52
Donde:
X1= Porcentaje de recubrimiento
X2= Tiempo de inmersión
La superficie de respuesta para la textura (fuerza de ruptura), que se
observa en la Figura 14, muestra que a medida que se incrementa el
porcentaje de recubrimiento y el tiempo de inmersión, aumenta la fuerza que
se debe aplicar al banano frito, es decir que pierde el carácter crujiente, y se
requiere aplicar mayor fuerza para romper el banano frito. Esto se explica
debido a que la estructura del banano depende de la presencia de
sustancias como pectinas, estas forman parte del material intercelular, la
degradación de estas sustancias (pectinas) durante la fritura da como
resultado una débil estructura de la matriz y la pérdida de la adherencia
intercelular, así como el debilitamiento de la pared celular. Por otro lado, un
aumento en el valor de dureza (menos crujiente) de las muestras recubiertas
podría ser debido al efecto de combinación del agente plastificante y el
hidrocoloide, las cuales forman una red rígida que aumentan la adherencia
intercelular y la rigidez de la pared celular, lo cual protegerá la superficie del
banano durante el proceso de fritura (Chang, 1993; Khalil, 1999).
En el estudio realizado por Singthong and Thongkaew (2009) se obtuvo un
valor de 8.956 N, utilizando 1 % de CMC y 2 minutos de inmersión, lo que
indica que la textura se incrementa utilizando el recubrimiento en el banano.
En la investigación realizada por (Nájera, 2012) también se obtuvieron
valores altos para la textura a medida que se incrementó el tiempo de
inmersión en la solución.
53
0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5Porcentaje de recubrimiento
01
23
45
Tiempo de inmersión0
3
6
9
12
15
18
Textu
ra
Figura 14. Superficie de Respuesta para la textura
Las curvas de contorno de la superficie de respuesta se observan en la
Figura 15.
0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
Porcentaje de recubrimiento
0
1
2
3
4
5
Tie
mpo d
e inm
ers
ión
Textura
0.0
1.8
3.6
5.4
7.2
9.0
10.8
12.6
14.4
16.2
18.0
19.8
Figura 15. Curvas de contorno para la superficie de respuesta
54
4.3. OPTIMIZACIÓN
4.3.1. HUMEDAD
En la Tabla 19 se observan los valores óptimos obtenidos para los dos
factores. Al no aplicar recubrimiento con CMC el porcentaje de humedad
disminuye, por lo que el programa presenta un valor óptimo de 0.35 % sin
utilizar CMC.
Tabla 19. Valores óptimos para humedad
Factor Bajo Alto Óptimo
Porcentaje de recubrimiento 0 1.5 1.5
Tiempo de inmersión(min) 0 5 0
4.3.2. GRASA
En la Tabla 20 se presenta los valores que se deben aplicar para obtener un
contenido óptimo de grasa de 14.44 %, con un porcentaje de recubrimiento
de 1.5 % y un tiempo de inmersión de 3.35 min se puede lograr un
porcentaje de grasa cercano al 14.44 %.
Tabla 20. Valores óptimos para grasa
Factor Bajo Alto Óptimo
Porcentaje de recubrimiento 0 1.5 1.5
Tiempo de inmersión(min) 0 5 3.35
55
4.3.3. TEXTURA
La fuerza de ruptura en los bananos fritos se incrementa a medida que
aumenta porcentaje de recubrimiento y el tiempo de inmersión, por lo que el
programa indica que para un óptimo de 2.93 N en textura es necesario no
recubrir el producto con CMC, como se observa en la Tabla 21.
Tabla 21. Valores óptimos para textura
Factor Bajo Alto Óptimo
Porcentaje de recubrimiento 0 1.5 0
Tiempo de inmersión(min) 0 5 0
4.4. RENDIMIENTO
Se tomó el punto óptimo para el contenido de grasa y se calculó el
rendimiento de los bananos fritos como se observa en la Tabla 22.
Tabla 22. Rendimiento en cada etapa del proceso
Operación Peso (g) Rendimiento (%)
Limpieza 1500 100
Escaldado y pelado 1150 76.7
Cortado en rodajas 850 73.9
Cortado en cuadritos 816 96
Fritura 770 94.4
Banano frito 378 49
56
La mayor pérdida de rendimiento se observa en la etapa de fritura, en donde
se pierde un 45 % de rendimiento en relación con el peso de los bananos ya
cortados que ingresan directamente a la fritura. Si consideramos el
rendimiento desde el inicio del proceso tenemos un 25.2 %.
4.5. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL
Al comparar los valores obtenidos en la caracterización con los requisitos de
la norma INEN 2 561:2010, estos se encuentran dentro del límite permitido,
el contenido máximo de grasa es de 40 % y los bananos fritos presentaron
un porcentaje de grasa del 15.10%. En lo que se refiere a la humedad del
producto frito esta fue de 3.25 %, valor que se encuentra dentro del
parámetro establecido en la norma INEN 2 561:2010 de 5 %. Como se
detalla en la Tabla 23.
Tabla 23. Comparación del contenido de grasa y humedad presente en el
banano con el permito en la norma INEN para bocaditos
Análisis Banano frito Máximo permitido en la
norma INEN
% Humedad 3.25 5
% Grasa 15.10 40
4.6. ANÁLISIS DE ACEPTABILIDAD
La aceptabilidad del producto final se observa en la Figura 16, las
calificaciones obtenidas fueron buenas lo que nos indica que el banano frito
fue del agrado del consumidor.
57
Se muestran los valores promedios para cada parámetro, se puede decir
que la mayoría obtuvo calificaciones por encima de 8 es decir, al consumidor
le gusto moderadamente.
La textura o fuerza de ruptura fue el parámetro que obtuvo las calificaciones
más bajas, debido a que al sumergir los bananos en CMC pierden
levemente su crocancia, y esto afecta el carácter crujiente del producto, al
consumidor le gusto levemente.
Figura 16. Aceptabilidad Sensorial
58
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
El escaldado que se aplicó al banano ayudó para el desprendimiento
fácil de la cáscara, caso contrario esta se quedaba adherida a la fruta
y al desprenderla se perdía también parte de la pulpa.
En la operación de rebanado y cortado en cuadritos se perdió gran
parte del banano, ya que solo se utilizaron los cubos mejor definidos
para el proceso de fritura, el resto se descartó.
La aplicación de CMC al banano influye en el contenido de humedad,
debido a que la película que se forma impide la salida del agua del
interior del alimento, incrementando el porcentaje de humedad final
en el banano frito.
El recubrimiento con CMC disminuye notablemente el contenido de
grasa en el banano frito, esto se debe a que al formarse la película
esta impide el ingreso del aceite durante el proceso de fritura.
Se estableció que el contenido de grasa y humedad se relacionan, ya
que la película de CMC formada alrededor de la fruta guarda el agua
del alimento e impide la concentración de grasa en el mismo.
La textura en el producto recubierto con CMC no representa una
ventaja, porque le confiere al producto un carácter menos crujiente, lo
que aumenta la fuerza de ruptura que se debe aplicar a los bananos y
59
en los productos fritos se requiere que esta sea baja para que el
producto sea crocante.
En el análisis de aceptabilidad realizado se comprobó que el
producto gusto moderadamente al consumidor, ya que los parámetros
analizados presentaron calificaciones promedio altas, en especial el
sabor. La textura fue el parámetro que obtuvo las calificaciones más
bajas, la cual gustó levemente.
5.2 RECOMENDACIONES
Realizar estudios que permitan mejorar la textura del banano frito
utilizando el porcentaje y tiempo óptimo de recubrimiento.
Aplicar deshidratación al banano como tratamiento previo al
recubrimiento con CMC, para disminuir el contenido de humedad en
el producto final.
Realizar un estudio de prefactibilidad para conocer su aplicación en la
industria.
Realizar estudios que permitan conocer la vida útil del producto.
60
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69
ANEXOS
Anexo I
Figura 17. Banano verde (Cavendish AAA)
Anexo II Anexo III
Figura 18. CMC Figura 19. Propilenglicol
70
Anexo IV Anexo V
Figura 20. Colorímetro Konica
Minolta CR-400 Figura 21. Termobalanza Precisa
XM-60
Anexo VI Anexo VII
Figura 22. Equipo Soxhlet Figura 23. Solución Inhibidora del
pardeamiento enzimático
71
Anexo VIII Anexo IX
Figura 24. Cortador del banano
Figura 25. Agitador Magnético
Anexo X
Figura 26. Inmersión en el
recubrimiento comestible Figura 27. Inmersión en el
recubrimiento comestible
72
ANEXO XI
Figura 28. Secado del Recubrimiento
73
Anexo XII
FRITURAS DISEÑO CENTRAL COMPUESTO ROTACIONAL (DCCR)
1
0.22%CMC-49s
2
0.22%CMC-257s
3
1.28%CMC-49s
4
1.28%CMC-257s
5
0%CMC-150s
6
1.5%CMC-150s
7
0.75%CMC-0s
8
0.75%CMC-300s
9 punto central
0.75%CMC-150s
10 punto central
0.75%CMC-150s
11 punto central
0.75%CMC-150s
12 punto central
0.75%CMC-150s
Figura 29. Frituras DCCR
74
Anexo XIII Anexo XIV
Figura 30. Freidora Eléctrica Figura 31. TexturométroTA-XT2i
75
Anexo XV
Determinación de Dureza TA-XT2i, con el accesorio cuchillo Craft
La Macro Utilizada Fue la Siguiente:
Borrar Resultado Gráfico
Ir a tiempo mínimo 0,0s
Establecer umbral de fuerza 15,0g
Fijar Anclaje 1
Pico Fuerza +
Marcar Fuerza Fuerza necesaria para el corte
Marcar Distancia 1,0 mm
Porcentaje de fuerza Máxima 100%
Ir a distancia 2,0 mm
Fijar anclaje 2
Área Energía necesaria para ejecutar
corte
Ir a distancia 4,0 mm
Fijar anclaje 3
Área Energía necesaria para ejecutar
corte
76
Los parámetros de funcionamiento del equipo fueron:
Modo Medida de fuerza en compresión
Parámetros Velocidad de pre ensayo: 1,5 mm/s
Velocidad de ensayo: 1,0 mm/s
Velocidad de post ensayo: 10,0 mm/s
Test Distancia de Ruptura: 1,0 mm/s
Distancia: 4,0 mm
Fuerza: 16,0 g
Tiempo 3,00 s
Contador 5
Trigger Tipo: Auto
Fuerza: 15,0 g
Parar Plot en: Final
Unidades Fuerza: Gramos
Capacidad: Milímetros
77
Anexo XVI
INGENIERÍA DE ALIMENTOS
PRUEBA DE ACEPTABILIDAD PARA BOCADITOS FRITOS DE BANANO
VERDE
Producto: Bocaditos fritos de banano verde Fecha: _________
Nombre: _____________ Edad: __________
Usted está recibiendo una muestra de bocaditos fritos de banano verde, por
favor deguste e indique su grado de aceptación para cada uno de los
atributos y de forma global en una escala de 10 puntos. Considere que el
número 1 significa “me disgusta muchísimo” y el número 10 “me gusta
muchísimo”.
Atributo
Calificación del 1 al 10
Apariencia Color Sabor Textura (Dureza) ACEPTABILIDAD GLOBAL
Comentarios: _________________________________________________
GRACIAS POR SU COLABORACIÓN
78
Anexo VXIII
Figura 32. Prueba de Aceptabilidad Sensorial (UTE)
