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Casa abierta al tiempo
UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA DIVISION DE CIENCIAS BlOLOGlCAS Y DE LA SALUD SERVICIO SOCIAL
SS.CBS. 0608.95 llA.O1l 95
26 de Octubre de 1995.
Por medio de la presente se hace constar que el (la):
DR.JORGE SORIANO SANTOS
del Departamento de: BIOTECNOLOG~ A de la Divisi6n de Ciencias Biológicas y de la Salud, asesoró el siguiente Servicio Social:
TITULO: ESTANDARIZACIÓN DE UN MÉTODO DE ELABORACIÓN DE MAYONESA PARA LA INCORPORACIÓN DEL CONCENTRADO PROTEINICO DE AMARANTO ALCALINO 11
ALUMNO: CARREÓNCAMPOSOSCARARMANDO
LICENCIATURA: INGENIERIA DE LOS ALIMENTOS
PERIODO: MARZO 23 1995-SEPTIEMBRE 25 1995
Se extiende la presente para los fines que al interesado convengan, en la Ciudad de México, D.F. a los veintiseis días.del mes de Octubre de mil novecientos noventa y cinco.
Atentamente, "Casa Abierta al Tiempo"
UNIDAD IZTAPALAPA Av. Michoacén y La Purísima lztapalapa 09340 México, D.F. A.P. 55-535 Fax: (5) 612-80-83 Tels. 724-46-81 y 85
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Universidad Autónoma Metropolitana
Plantel Hztsapallapa
/c-Tz , 3 h o m b r e :
/Licenciatura :
Carreón Campos Oscar Armando.
Ingeniería de los Alimentos. Matrícula : 90237639
Teléfono : 582 - 9206. Trimesire lectivo : 9 5 - 1 Horas a la semana : 20 h
J Tihrlo del Proyecfo : Estandanzación de un Método de Elaboración de Mayonesa para la incorporación del Concentrado Proteínico de Amaranto Alcalino 1 1
d o m b r e del Asesor : Dr. Jorge Sonano Santos Prof. Titular “C” Tiempo Completo. Puesto y Ahcripción :
Lugar donde se realiza el servicio : Departamento de Biotecnología UAMI, Laboratorio S - 156.
Fecha de Inicio : 23 de Marzo de 1995.
/Fecha de Terminacidn : 25 de Septiembre de 1995 J
Clave : IA.011.95
Oscar A. CarreOn Campos Soriano Santos. Alumno Asésot.
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Septiembre 25 de 1995
M. C Rosaura Grether Godez . Directora de la División de Ciencias Biológicas y de la Salud Presente.
Por medio de la presente hago de su conocimiento que el alumno Oscar Armunh Cuireón Campos con nzímero de matrícula 90237639 de la licenciatura de Ingenieria de los Alimentos, realzó satisfactoriamente el servicio social titulado "Estandarización de un Método de Elaboración de Mayonesa para la incorporación del Concentrado Proteínico de Amaranto Alcalino - 11" dirigido por un servidor, con fecha de inicio 23 de marzo de 1995 y fecha de terminación 25 de septiembre de 1995.
ATENTAMENTE.
Soriano Santos
UNIDA0 IITAPAUPA Av. Michnachn y La Purisirna. Col. Viceníina. 09340 México. 0.F Tel.: 724-4600 TELEFAX: (5) 612 O W 5
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Alumno : C d n Campos Oscar A. Matricula 90237639. Licenciatura : Ingenieria de los Alimentos. Clave : IA.011.95 Proyecto : Estandaxizacidn de un Método de Elaboración de Mayonesa para la incorporacijn del
Asesor : Dr. Jorge Soriano Santos. Prof. Titular "C" Tiempo Completo. Concentrado Protelnco de Amaranto Alcalino - 11.
Resumen.
studios realiidos por el Dr. Soriano Santos y col. (1993) evaluaron las propiedades funcionales de varios concentrados proteínicos de amaranto E obtenidos por diferentes métodos de solubiluación, obteniendo un perfil en la
actividad de emulsificación del concentrado proteínico de amaranto solubilizado a un pH 11 mayor que para los otros concentrados obtenidos a un pH 4; en éste pH se encuentra la mayonesa la cual se utiliza grandemente en nuestro país como aderezo, y en cuya formulación se incluye como agente emulsificante la yema de huevo la cual con el auge de enfermedades coronarias producida por el colesterol se busca sustituir parcial o totalmente por productos que no produzcan ésta enfermedad.
Esta sustitución resultaría costosa, sin embargo, la sustitución de la yema de huevo en la fabricación de mayonesa por concentrados proteínicos obtenidos del amaranto, se plantea como un producto alternativo dirigido a aquellas personas que sufren enfermedades a causa del colesterol o para aquellas que buscan reducir el mismo en sus dietas.
Después de realizar varias pruebas se estandarizó un metodo para la elaboración de mayonesa a nivel laboratorio, con éste método se procedió a sustituir parcialmente la yema de huevo utilizada en la elaboración de la mayonesa por el Concentrado Proteínico de Amaranto Alcaiino - 1 1.
El producto obtenido con el Concentrado Proteínico de Amaranto Alcalino - 11 presentó características similares a las de una mayonesa normal, incluso se obtuvo un tamaño de glóbulo mejor que algunas mayonesas comerciales; en cuanto ai pH éste se mantuvo dentro de lo especificado por la norma, cabe señalar que algunas muestras comerciales no estaban dentro de los límites permitidos..
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El sabor predominante obtenido en la mayonesa elaborada en el laboratorio era el del Concentrado Proteínico de Amaranto Alcalino - 11, sin embargo, con el paso del tiempo éste sabor se fue reduciendo.
Aunque experimentalmente no se cuantificó la cantidad de colesterol, cómo éste está asociado a la yema de huevo suponemos que al ser reducida la cantidad de yema de huevo utilizada se reduce por ende la cantidad de colesterol presente en la mayonesa, una sustitución mayor de la yema de huevo por el Concentrado Proteínico de Amaranto Aicalino 11 podría reducir aun más el grado de colesterol presente en la mayonesa.
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Estandarización de un Método de Elaboración de Mayonesa para la incorporación del Concentrado Proteinico de
Amaranto Alcalino 1 1.
Justificación :
amaranto o huautli fue un grano básico para los aztecas en México y otras E culturas de Centroamérica hace 500 años. El cultivo del huautli, tenía importancia tanto en la alimentación como en prácticas mágico religiosas; debido a que era usado en éstas prácticas Hemán Cortés suprimió su cultivo: Así uno de los cultivos más importantes de Mesoamérica cayó en desuso y paso al olvido.(Soriano, 1992)
De las investigaciones realizadas hasta la fecha se conoce que las semillas de amaranto contienen cerca de 12 - 16 % de proteína, con un buen balance de aminoácidos esenciales, así como un alto contenido de lisina, si se le compara con otros cereales convencionales, además hay varios informes acerca del valor nutritivo excepcional de las proteínas de amaranto, las cuales son similares a la caseína de la leche.(Soriano, 1993).
Las proteínas del amaranto podrían ser utilizadas directamente complementando alimentos que presenten deficiencias en aminoácidos o aún más, incorporando éstas proteínas como estabilizadores de alimentos; en relación a las propiedades fisicoquímicas de las proteínas del amaranto Konishi y Yoshimoto (1989) han informado, que la globulina del amaranto parece ser un agente emulsificante relativamente estable a la temperatura, y presenta una hidrofobicidad muy alta en relación a otras proteínas vegetales. Para aprovechar ésta cualidad que presentan las proteínas del amaranto, es necesario conocer detalladamente el proceso de elaboración de un determinado producto, de tal manera, que nos permita introducir las proteínas o ciertas proteínas de amaranto en su proceso de elaboración , por tal razón, a nivel laboratorio es necesario estandarizar un proceso para mantener todas las variables posibles existentes en el proceso constantes.
Estudios realizados por el Dr. Soriano Santos y col. (1993) evaluaron las propiedades funcionales de varios concentrados proteínicos de amaranto obtenidos por diferentes métodos de solubilización, obteniendo un perfil en la actividad de emulsificación del concentrado proteínico de amaranto solubilizado a un pH I 1 mayor que para los otros concentrados obtenidos a un pH 4; en éste pH se encuentra la mayonesa la cual se utiliza grandemente en nuestro país como aderezo, y en cuya formulación se incluye como agente emulsificante la yema de huevo la cual con el auge de enfermedades coronanas producida por el colesterol se busca sustituir parcial o totalmente por productos que no produzcan ésta enfermedad
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Introducción :
ede considerarse a la mayonesa como un producto dimenticio condimentado y P estabilizado por el proceso de emulsificación. Como también es sabido, que ningún material de huevo, ni el aceite vegetal, pueden conservarse en buenas condiciones por mucho tiempo, sobre todo cuando se exponen a la luz y a la humedad, pero si esos ingredientes son dispersos con especias y vinagre se preservan en forma comestible por largo tiempo.
El arte de preservar los alimentos por medio de la emulsificación es antiquísimo, desarrollándose con el tiempo la correspondiente ciencia. Hace solamente alrededor de 70 años tanto los fisicos como los químicos fijaron su atención sobre los sistemas coloidales como son las emulsiones.
Las emulsiones son sistemas coloidales en los cuales se encuentran dispersas las fases líquidas o semiliquidas, en general aceites en agua o bien aceite hidrogenado en agua.
Dos tipos de emulsiones pueden considerarse : la dispersión de aceite en material acuoso, tales como la leche y la mayonesa; y la dispersión de agua en aceite, como la mantequilla
En el agua, cada partícula o molécula de agua está sometida por fuerzas ejercidas simétricamente en todas las direcciones por moléculas similares de agua que la rodean. La capa de moléculas de agua, que se encuentra en la superficie del líquido, sufren un empuje vertical de abajo hacia arriba y lateralmente por moléculas similares, pero las fuerzas que actúan encima de esa capa son ejercidas por moléculas de diferente naturaleza; entonces se produce una fuerza potencial o tensión que es llamada tensión superficial. La tensión superficial es la fuerza que se ejerce en un plano de una superficie formada por un líquido y un gas. La tensión interfacial es la fuerza ejercida en el plano que existe en límite entre dos líquidos. Estas fuerzas son las causas que el líquido tenga la tendencia de ocupar la superficie mínima posible.
Si consideramos, por ejemplo, un sistema formado de agua y aceite. La tendencia del agua es de ocupar la mínima superficie Si esos componentes se colocan en un frasco, el aceite se separa formando una capa en la parte superior y el agua bajo el aceite. La superficie de los líquidos es la más pequeña 'posible ambas a la tensión interfacial del aceite y agua. Si se agita enérgicamente el frasco (el trabajo que se realiza tiende a vencer la tensión superficial) el aceite se subdivide en pequeñisimos glóbulos, rodeados por el agua y el área de la superficie total de aceite y agua aumenta
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Para estabilizar una emulsión es necesario contar con un agente emulsificante, el cual no solamente baje la tensión superficial, sino que también tenga la propiedad de producir peliculas viscosas en las interfases por medio del aceite y agua. A esto se conoce como “absorción de peliculas de la teoría de emulsificación”.
Aplicando ésta teoría a la mayonesa se tiene un sistema de aceite vegetal y material acuoso (agua y/o vinagre y jugo de limón) (Alvarez del Castillo, 1956).
El Dr. Soriano Santos y col. (1992)han logrado obtener concentrados proteinicos extraídos del amaranto por diferentes métodos de solubilización; durante los últimos años han logrado caracterizar las propiedades funcionales de éstos concentrados, de tal forma éstos concentrados pueden ser introducidos debido a sus propiedades en diversos alimentos.
A través de una solubilización alcalina (a pH 1l),se ha logrado obtener un concentrado proteínico que presenta una alta actividad emulsificante a pH ácidos y al cual se le a denominado como Concentrado Proteinico Alcalino 1 I.(Soriano 1994).Este concentrado puede ser el sustituto adecuado en lugar de la yema de huevo en la producción de mayonesa.
Esta sustitución resultm’a costosa, sin embargo, la sustitución de la yema de huevo en la fabricación de mayonesa por concentrados proteinicos obtenidos del amaranto, se plantea como un producto alternativo dirigido a aquellas personas que sufren enfermedades a causa del colesterol o para aquellas que buscan reducir el mismo en sus dietas.
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Antecedentes :
as emulsiones son sistemas inestables, debido a que al dispersar un líquido en el seno del otro, las partículas adquieren la forma esférica, que es la de superficie
mínima.
Estas partículas tienden inmediatamente a reunirse debido a la inestabilidad del sistema producido por la tendencia de la fase dispersa a ocupar el volumen total que tenga mínima superficie de contacto con el medio dispersante. Por tal razón para obtener emulsiones estables se requiere de una tercer sustancia denominada “AGENTE EMULSIFICANTE “.ya que éstos agentes por su carácter tensoactivo, disminuyen la tensión de interfase formando una barrera física alrededor de cada gota, con lo que impide su coalescencia. Las emulsiones de agua en aceite (wío) se estabilizan por sustancias liposolubles como el colesterol, mientras que las emulsiones de aceite en agua (o/w) se propician con compuestos hidrosolubles como proteínas, dextrinas y fosfolípidos.
La estabilidad de una emulsión depende de las características de interfase, distribución del tamaño de partículas, viscosidad de la fase continua, relación fase volumen y diferencia de densidad entre las dos fases. Cualquier modificación de estas propiedades es capaz de desestabilizar el sistema con lo cual las partículas dispersas se agrupan para formar agregados y si son de naturaleza líquida pueden finalmente unirse para constituir una fase secundaria ,por ejemplo una capa oleosa.@elgado, 1990).
La mayoría de las emulsiones que se encuentran en los alimentos están compuestas por aceite y agua, pero pueden contener otros compuestos que no necesariamente se encuentran emulsionados Según las concentraciones del aceite y del agua, las emulsiones sencillas son de aceite en agua (mayonesa),o de agua en aceite (margarina).
Una emulsión de aceite en agua es aquella en la que el aceite se encuentra en forma de pequeñas gotas como fase dispersa y el agua en la fase continua como agente dispersante
Los emulsionantes son sustancias cuyas moléculas contienen una parte no polar y otra polar por lo que es posible que se disuelvan tanto en agua o soluciones acuosas como en disolventes orgánicos y aceites.(Badui, 1990)
Identificación de la Emulsión
La determinación del tipo de emulsión (O/W 9 wío) está basada en cinco métodos por los que se puede obtener la información deseada.
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Método de solubilidad de tinte : Un tinte coloreado soluble en un componente, pero insoluble en el otro se añade a la emulsión y la mezcla se agita suavemente. Si el color se extiende a través de toda la emulsión, la fase en la que el tinte es soluble es la continua, si el color aparece en manchas discontinuas es la fase dispersa.
E s recomendado el uso del Rojo Sudán Iii soluble en aceite o bien enil brillante FCF soluble en agua y rojo de aceite XO soluble en aceite.
Método de dilución de fase : Este método depende del hwho de que una emulsión es fácilmente diluible por el líquido que constituye la fase continua. La prueba se lleva a cabo colocando dos gotas de la emulsión en un portaobjetos de vidrio. Una gota de un componente se añade a cada gota y se remueve ligeramente. El componente que se mezcle fácilmente con la emulsión se considera la fase continua.
Método de conductividad : La mayor parte de los aceites son conductores pobres, mientras que los sistemas acuosos son buenos conductores, éste método se basa en la capacidad del agente emulsificante de ser iónico o no iónico.
Método de fluorescencia 1 Este método utiliza el hecho de que muchos aceites fluorescen a la luz ultravioleta. El examen de una gota de la emulsión bajo un microscopio de luz fluorescente puede servir para identificar el tipo de emulsión. Si el campo total fluoresce, la emulsión es agua en aceite, si por otro lado, sólo unos cuantos puntos fluorescen, la emulsión es aceite en agua.
Método del mojado de papel de filtro : Este método se aplica a las emulsiones de aceites pesados y agua, y depende de sus respectivas capacidades de mojar el papel de filtro.
Una gota de emulsión se coloca sobre un trozo de papel filtro, si el liquido se extiende rápidamente, dejando una pequeña gota en el centro, la emulsión es aceite en agua. Si no tienen lugar el extendido la emulsión es agua en aceite.(Becher, 1972; Weiss 1976).
Evaluación de formación
Para caracterizar la mayonesa, es necesario aplicar análisis fisicoquímicos empleando técnicas oficiales del AOAC (1980) como son : . >
Acidez total, expresada como ácido acético. Extracto etéreo. Índice de peróxidos.
Proteínas. PH
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Como análisis complementarios se encuentra :
Humedad. Tamaño (diámetro) del glóbulo de aceite formado en la emulsión. Estabilidad (referido a la separación de fases a través del tiempo). Viscosidad aparente.@elgado, 1990).
Evaluación de Estabilidad :
A- En la inmensa mayoría de emulsiones comerciales la estabilidad es el desideratum
,por lo que es deseable tener algún método para medir la estabilidad de la emulsión.
Pruebas de envejecimiento acelerado : Se lleva a cabo con el almacenamiento a temperaturas elevadas (10 - 150 OF) durante períodos del orden de 2 semanas. De manera similar, el almacenamiento a temperaturas más bajas de las normales.
También existen las pruebas de formación de nata aceleradas que pueden ser inducidas por centnfugación.
Determinación del grado de separación : En muchos casos la emvlsión es estable o no lo es, por lo que puede ser deseable medir el grado de rotura como función del tiempo. Esto puede ser particularmente valioso como guía en la formulación.
Se han descrito varias técnicas como son :
La técnica del hidrómetro qiie mide el cambio en densidad a medida que tiene lugar
La técnica turbidimétnca que se emplea como medida de separación de la emulsión.
La técnica de incorporación de materiales radioactivos para determinar la velocidad
la separación.
de separación y la homogeneidad general de las emulsiones.(Becher, 1972).
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MAYONESA.
Definición y Nomatividad :
entro de las emulsiones que existen en el mercado se encuentra la mayonesa , a los estándares de identidad para éste producto son. regulados por medio de la Norma Oficial Mexicana (NOM - F-21-S-1979) y define al producto como una emulsión semi-sólida hecha de yema de huevo , aceite vegetal comestible y ácido cítrico o acético , que puede contener sal , especias o aceites de especias , edulcorantes nutritivos y vanos ingredientes como saborizantes naturales. La cantidad mínima de aceite en la elaboración de mayonesa no debe ser menor al 65 % en peso. La yema de huevo utilizada puede ser en forma líquida , congelada o deshidratada y puede contener clara de huevo fresca o congelada. Como fuente de ácido acético se usa el vinagre , aunque el ácido cítrico proveniente del jugo de limón puede ser utilizado como sustituto. En éste producto son permitidas todas aquellas especias , aceites de especias o sazonantes que no impartan color que simule el que provee el huevo. Como protección del aceite contra la oxidación es permitido la adición de EDTA , que además protege a la mayonesa contra la pérdida de color. La Norma Oficial Mexicana marca como especificaciones que la acidez total expresada como ácido acético se encuentra entre 0.25 y 0.050 % mientras que el pH está dentro de 3.4 y 4.8. La mayonesa se utiliza para aderezar los alimentos e impartirles sabor agradable.
Jhgredientes y Composición :
Los ingredientes requeridos y opcionales utilizados en la elaboración de mayonesa se mencionan a continuación :
1.- Aceite vegetal comestible, en una proporción no menor al 65 % en peso
2.- Yema de huevo líquida en una cantidad mínima de 6% en peso , o su equivalente en cddqdiera de sus formas.
3.- Ingredientes acidificantes como vinagre o jugo de limón
4.- Mostaza , paprika u otras especias o extractos y aceites esenciales de las mismas.
5.- Edulcorantes nutritivos, tales como sacarosa, dextrosa jarabe de maíz jarabe de glucosa o miel de abeja.
6.- Sal (cloruro de sodio).
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7.- EDTA (Etilendiamintetracetato) en un nivel máximo permitido de 75 ppm
8.- Glutamato monosódico con un límite máximo de 0.2 YO
Función de los Ingredientes :
Aceite vegetal comestible. Estos aceites contribuyen en muchos aspectos a la textura, sirven como vehículo de las vitaminas liposolubles e influyen en el sabor de varios productos alimenticios.@elgado, 1990).
Yema de Huevo . Los huevos juegan un importante papel en la ernulsificación de la mayonesa, porque ayudan a la dispersión del aceite en pequeños glóbulos y al mismo tiempo los estabiliza, la yema de huevo es una emulsión natural de aceite en agua en combinación con proteínas, lecitinas y otros fosfolípidos Cuando se someten las yemas a temperaturas extremas no causan la separación del aceite.(Alvarez del Castillo, 1956).
Los ácidos. Son los principales inhibidores de crecimiento microbiano en la elaboracih de mayonesa, aumentando su actividad antimicrobiana a medida que disminuye el pH de la emulsión. Los ácidos también imparten sabor en el producto y contribuyen a la formacihn de la emulsión ya que favorecen la solubilidad de las proteínas presentes en la formulación.
Sal. Es un ingrediente de gran importancia en la elaboración de la mayonesa y es básica porque la sazona. Una mayonesa que no contenga la cantidad suficiente de sal, su sabor es insípida e inapetecible. La sal debe de ser de la más alta pureza.
Azúcar. Químicamente el azúcar, está formada por cristales de varios azúcares en polvo. En la industria de la mayonesa se usan dos tipos de azúcar, la de caña sucrosa y la azúcar de remolacha. Químicamente tienen la misma composición, cuando son refinados al mismo grado de purificación.(Alvarez del Castillo, 1959).
La presencia de azúcar y sal, modifican la tensión superficial, ya que los grupos polares (hidrófilos) y los no polares (hidrófobos),son absorbidos en la interfase óleo - a m o s 11, contribuyendo con esto a la disminución de la tensión superficial.
Por otra parte y como es bien conocido, la sal actúa como bacterioestático, inhibiendo el desarrollo de microorganismos.@elgado, 1990).
Especias. Las especias usadas en la condimentación de los alimentos, son sabrosas al paladar, impartiendo no solamente sabor, sino que también aroma.
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En la elaboración de mayonesa dan relieve a la pasta, así también otras especias le imparten un sabor necesario. Para muchos el término de especias significa mostaza.(Alvarez del Castillo, 1956).
Orden de Agregación de los Ingredientes :
La forma más segura de preparar emulsiones consiste en agregar la fase interna a la fase externa que contiene el agente emulsificante, por lo que una manera de elaboración de la premezcla de mayonesa en el sistema por lotes o semicontinuo consiste en mezclar la yema de huevo con los ingredientes secos y una tercera parte de la fase acuosa, después el aceite es adicionado a la mezcla en una comente delgada y gradualmente aumentada, simultáneamente con las dos terceras partes restantes de la fase acuosa.
Algunos autores sugieren primero la adición de la fase oleosa primero a la mezcla de yema de huevo con los ingredientes secos, y después aiiadir la fase acuosa. Esto significa que la manufactura es llevada a cabo vía inversión de fases, ya que primero se forma una emulsión agua en aceite, la cual se convierte a una emulsibn aceite en agua después de una cierta cantidad de agua adicionada. N o obstante es muy probable que ésta inversión no se lleve a cabo por el bajo poder hidrofilico que tienen las lipoproteinas contenidas en la yema de huevo, por lo que éste método no es recomendable.
Una recomendación importante es la de enfriar los ingredientes fluidos a una temperatura de 15.5 "C para productos hechos en mezcladores pequeños y de 10 - 15.5 'C para grandes volúmenes.@elgado, 1990; Cenzano, 1988).
Cada ingrediente tienen una función especifica y las cantidades de cada uno de ellos debe ser cuidadosamente seleccionada para obtener las características deseadas en el producto final , debido a esto la formulación de la mayonesa varía de acuerdo al productor, &nos ejempios se muestran en la tabla
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Tabla 1 . - Formulaciones Típicas de Mayonesa.
Componente I II III % Yo YO
Aceite vegetal. 80
Yema de Huevo. 6
Harina de Mostaza. - Sal. 1
A n i C U . 1.5
. Vinagre. 4
Agua. 6.4
Mostaza o. 1
Jugo de Limón. 1
Oleorresina de paprika.-
Pimienta blanca. -
71 - 82 15
5.3 - 5.8 9
0.2 - 0.8 - 1.2 - 1.8 1.5
1 -2 .5 2.5
2.8 - 4.5 8.1
12.5 - 2.6 2.1
- - 0.9
- 0.2
- o. 1
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Diagrama de Bloques para la Elaboración de Mayonesa a Nivel Laboratorio.
Los principales pasos en la elaboración de la mayonesa son :
Elaboración
El equipo para la producción de la mayonesa consiste básicamente de formas variadas de mezcladores intensivos conectados a un molino coloidal por tuberías , viilvulas de control adecuadas y una bomba rotatoria de desplazamiento positivo.
El proceso de manufactura puede ser por lotes, semicontinuo o continuo. El primero utiliza un mezclador ordinario y el producto puede ser pasado o no a través de un molino coloidal.
Este procedimiento es generalmente utilizado cuando se preparan pequeños lotes de producto. El proceso semicontinuo , consiste básicamente de dos mezcladores conectados a un molino coloidal , arreglados de tal manera que mientras un mezclador alimenta al molino coloidal , en el otro es preparada un premezcla. Para un proceso continuo , donde los ingredientes secos junto con una parte de la fase acuosa y huevo son mezcladas juntas y esta mezcla es llevada a un tanque mezclador junto con el aceite y vinagre según la formulación usada. Posteriormente la mezcla es bombeada al molino coloidal , en et que se logra la mayor cantidad de aceite emulsificado Lo ideal es formar una pre-emulsión débil y completar la emulsión por medio del molino coloidal.
Una recomendación importante es la de enfriar los ingredientes fluidos a una temperatura de 15.5 "C para productos hechos en mezcladores pequeños y de 10 a 15.5 "C , cuando son utilizados grandes volúmenes Durante la molienda , los resultados más efectivos se logran con la menor apertura del molino coloidal
B
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La mayonesa es muy sensible a la oxidación por temperatura , presencia de catalizadores , tipo de ácido graso constituyente y por la cantidad de oxígeno disponible , una fornia de alargar la vida de anaquel del producto terminado , es la inyección de un gas inerte (COZ , NI) justo antes de entrar al molino coloidal , en aproximadamente 10 % en volumen y además puede ser adicionado cuando el fiasco ha sido llenado. Al equilibrio , la mayonesa es un fluido pseudoplástico ya que la viscosidad aparente decrece con el incremento de la velocidad de corte.(Alvarez del Castillo, 1956)
Control de Calidad :
Una vez que el producto ha sido envasado se somete a un análisis de control de calidad, siendo la consistencia , una de las caractensticas de más relevancia de la mayonesa ya que su sabor y aceptación están directamente relacionadas con ésta propiedad. .
Dentro de los análisis fisicoquímicos que se realizan a la mayonesa se encuentran las determinaciones de extracto etéreo , proteínas , pentóxido de fósforo , acidez total , pH e índice de peróxidos. Los análisis microbiológicos que se realizan al producto terminado dictados por la NOM son : mesófilos aerobios , grupo coliforme , hongos , levaduras , Salmonella, E.Coli y staphilococcus aureus. Las evaluaciones sensoriales que se califican en el producto son aspecto , color, olor y sabor.(Cenzano, 1988)
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Objetivos :
General :
o La estandarización de un método a nivel laboratorio para la elaboración de mayonesa, con el fin de llevar a cabo una sustitución parcial de 25 % de la yema de huevo por el concentrado proteínico de amaranto alcalino 1 1.
Particulares :
o Determinar los tiempos y velocidades de mezclado en la fase inicial de la elaboración de mayonesa.
o Determinar los tiempos y velocidades de Hornogenizado en la fase final de la elaboración de mayonesa.
Comparar la mayonesa con 25 % de concentrado proteínico de amaranto alcalino 11 contra la mayonesa elaborada con un 100 % de yema de huevo.
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Metodología :
La elaboración de la mayonesa se llevará a cabo conforme la sig. formula
%
Aceite vegetal. 80
Yema de Huevo. 6
Sal. 1
Azúcar. 1.5
Vinagre. 4 .r
Agua. 5.4
Mostaza. 0.1
Jugo de limón. 1
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I ,I I I
I I iI
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Diagrama de Bloques para la Elaboración de mayonesa a Nivel Laboratorio
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Mezclado A Yema de huevo. y10 CP. Ingredientes %cos
I
Mezclado B
T
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Experimentalmente se planean utilizar la sig. fonnulacion para la estandarización del método de elaboración de mayonesa y la sustitución del 25 % de la yema de huevo por el concentrado proteínico de amaranto alcalino 11.
Sustitución del 25 % de yema de huevo.
Ingrediente %
Aceite vegetal. 80
Yema de Huevo. 4.5
Concentrado Proteinko 1.5
Sal. 1
Azúcar. 1.5
. Vinagre. 4
Agua. 5.4
Mostaza. 0.1
Jugo de limón. 1
Nota : Tener todos los ingredientes a una temperatura de 15.5 "C antes de realizar la elaboración.
Explicación del Diagrama de Bloques para la Elaboración de Mayonesa
Mezclado A :
Mezclar la sal con el azúcar, las especias, el concentrado proteínico alcalino 1 1 y la yema de huevo.
Mezclado B :
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I I I I I I I I I I I I I I . I I I I 4
Al mezclado A adicionar un tercio de la niezcla acuosa ( vinagre, agua y jugo de limón.).
Agregar al mezclado B el aceite de maíz y batir lo suficiente para romper la grasa en pequeñas gotitas.
Adicionar las dos terceras partes de la mezcla acuosa restante ( vinagre + agua) y volver a batir hasta tener la consistencia cmactenstica.
Diseño Experimental : __
No.e Objetivo Varia- Ctec. Variable Niveles de No. Total Anillisis XQ blec respuesta Variación repeticiones exp. estadlsii-
I t,VeI.de t,Vel. T,pH,ingredientes Visual 3 vel. mezclado Y equipo. 3 tiempo
1 vel. 6 1 tiempo
2 i,Vel.de i,Vel. T,pH,ingredientes Tamaño del 3vel. Homogen y equipo glóbulo y 3 tiempo izado mimscopia
3 Conc.Prot [CP] T,pH,i,Vel,in& Tamaño del [25] ientesyequipo glóbulo y
microscopia
1 vel. 6 Gráiiw 1 tiempo ANOVA
3 3 Grá6w ANOVA
Planeación para cada experimento : D 8
Experimento No. 1
Objetivo : Determinar el tiempo y velocidad de mezclado de la fase seca con el
Variable : tiempo, velocidad. Constante : Velocidad, tiempo, ingredientes, pH, Temperatura y equipo. Variable respuesta : visual.
emulsificante, 1/3 de la fase acuosa y la fase oleosa.
I I I I I I I I I I I I I I ’ I I I I I
Niveles de Variación : 3 para tiempo, 3 para velocidad. Número de repeticiones : 2. Descripción del método : Mezclar 0.1 g de especias, 1 g de sal, 1.5 g de azúcar y 6 g de yema de huevo.
Adicionar un tercio de la fase acuosa (6.4 ml de agua + 4 g de vinagre + lg de jugo de limón.
Número de material : 1 batidora. 3 vasos de precipitado de 250 ml. 1 espátula. 3 pipetas de 10 mi. 1 probeta de 50 mi.
Experimento No. 2 :
Objetivo : Medir el tiempo de homogenización en el producto. Variable : tiempo, velocidad. Constante : velocidad y tiempo de mezclado, ingredientes, pH, Temperatura y
equipo. Variable respuesta : Tamaño del glóbulo (microscopía),viscosidad Niveles de Variación : 3. Número de repeticiones : 2. Descripción del método : Tomar el mezclado anterior y batir a diferentes velocidades
y por diferentes tiempos. Poner 1 gota de la emulsión y adicionarle 1 gota de Sudán 111; cubrir, extenderla
uniformemente y colocar 1 cubre objetos sobre la muestra y I gota de aceite de inmersión, examinar ai microscopio con la combinación adecuada del ocular ,del ocular micrométrico y del objetivo. Enfocar adecuadamente. Tomar la medida de 20 glóbulos B lo largo de la escala. Calcular el promedio.
Número de material: 1 batidora. 1 microscopio óptico. 1 ocular micrométnco. 3 portaobjetos. 3 cubreobjetos. 1 vaso de precipitados de 250 mi. 1 espátula. Aceite de inmersión. Sudán 111.
18
I I I I I I I ' I I
I ' I
I . I I I I I
' I
:I
Experimento No. 3 :
Objetivo , Llevar a cabo una sustitu& pucial del 25 % de la yema de huevo por un
Variable : Concentrado proteínco alcabo 1 1. Constante : tiempo, ingredientes, pH, Texiperatura, velocidad y equipo. Variable respuesta : Tamaño del glóbulo (dcroscopia) y estabilidad(centrifugación). Niveles de Variación : 1, la sustitucih dd 25 % de la yema de huevo. Número de repeticiones : 3. Descripción del método : ExpeNnm%a!nente se plantean utilizar la sig.
formulacion en la cual se sustituye un 25 ?4 de la yema de huevo por el concentrado proteínico de amaranto alcaiino 1 1 .
concentrado proteínico de amaranto (Alcabo 1 I).
% de sustitución
Ingredientes?')
Aceite vegetal.
Yema de Huevo.
Concentrado Proteinico Aicaiino 1 1
Sal.
Azúcar.
Vinagre.
Agua.
Mostaza.
Jugo de limón.
25%
80
4.5
1.5
1
1.5
4
6.4
o. 1
1 c I'
Nota : Tener todos los ingredientes a una temperatura de 15.5 "C antes de realizar la elaboración.
Mezclado A :
Mezclar la sal con el azúcar , las especias(opciona1) , el concentrado proteínico alcalino 11 y la yema de huevo.
19
I I I I I I I I I I I I I I . I I I I I
Mezclado B :
Al mzzclado A adicionar un tercio de la mezcla acuosa ( vinagre, agua y jugo de limón.) y batir.
Agregar al mezclado B el aceite de maíz y batir lo suficiente para romper la grasa en pequeñas gotitas.
Adicionar las dos terceras partes de la mezcla acuosa restante ( vinagre + agua) y
Número de material : volver a batir hasta tener la consistencia característica.
1 microscopio óptico. I ocular inicrométrico. 9 portoobjetos. 9 cubreobjetos. 5 vaso de precipitados de 250 ml. 1 espátula. I balanza analítica. 1 batidora. 1 refrigerador. ? pipetas de 10 mi. 1 probeta de 50 y 100 ml. 1 potenciómetro. Aceite de inmersión. Solución Buffer. Agua destilada.
20
-..I- . - .-___
I I I I I I 'I I I I 1 I I . I I I I I
Lugar de rea(itación ; Departamento de Biobrmmfogia U M I , Lab. S - 156.
Durución y Efapas : Se planea una duración de 6 meses a ijartir de la fecha de inicio.
Se realizará en tres etapas
1' etapa : Determinación de la velocidad y tiempo de mezclado 2 meses de duración.
2' etapa : Determinación de tiempo-: y wlo&deriz? de homogenizado con una duración de 2 meses.
3. etapa : Obtención del concentrado proteintco alcalino 11 e introducción de éste en la elaboración de la mayonesa con una duración do 2 meses.
Licenciatura que Comprende : Ingenierh de los Alimentos.
Número de Participantes : Un estudiantes de !a carrera Ingeniería de los Alimentos.
Recursos Necesarios :
a) Harina de amaranto y reactivos para la obtención del concentrado proteínico. b) Ingredientes para la elaboracih de mayonesa c) Mezclador, homogenizador y refrigerador para elaborar la mayonesa.
r. Jorge Soriano Santos. "C' Tiempo Completo.
Tiempo de Dedicación : 4 h. dianas; 20 horas a la semana.
Criterios de Evuluución : Presentación del reporte final
I I I I I I I I I I I I I I ' I I I I
I I
Estandarización de un Método de elabora cid^ de Mayonesa para la Incorporación del Concentrado
Proteínico de Amaranto Alcalino 11.
XPORTE FINAL.
a el desarrollo del proyecto lo primero que se hizo fue obtener el concentrado p.r proteínico de amaranto y caracterizarlo químicamente para asegurarnos de que éste cumpliera con las condiciones para ser llamado concentrado proteínico.
. Obtención del Concentrado Proteínico de Amaranto Aicalino - 1 1.
e procedió primero a desengrasar la harina de amaranto comercial (COPR4M), s ésta se desengraso con acetona en una relación de 5: 1 (mi. acetona : g. harina de amaranto), con agitación constante durante 16 hr. en un baño de hielo; por filtración al vacío se separo la harina desengrasada de la acetona, y se procedió a secar la harina desengrasada a temperatura ambiente por 24 hr, transcurrido ese tiempo se pulverizó finamente y se guardo para su utilización.
La harina ya desengrasada se solubiliió en agua destilada al 10 % @/v); se ajustó el pH a 11 con NaOH O. 1 N, y se mantuvo en agitación constante a temperatura ambiente por 1 hr, regulando el pH para que éste se mantuviera constante; la solución obtenida se sometió a centrifugación de 5, O00 r.p.m. durante 10 min., el precipitado obtenido se desecho y ai sobrenadante se le ajustó el pH a 4 con una solución al 10 % de ácido tricloroacético y se volvió a someter a centrifugación a 10,000 r.p.m. durante 20 min. El sobrenadante obtenido de la segunda centrifugación fué desechado mientras que el precipitado fié secado en estufa durante 48 hr. a 40 OC, el producto obtenido (Concentrado Proteinico de Amaranto Aicalino - 11) después de ese tiempo fué pulverizado y guardado en refrigeración hasta su utilización.
Rendimiento del CPA - 11 .= 15.77 g. f 3.68 g. (a) por cada 1 O0 g. de COPRAM a Medii y desviación Ertándar de 6 repei¡C¡nieS.
22
__ll_-l_.-
I I I I 1 I I I I I I I I . I ' I I I I
I I
Análisis Químico Proximal del Concentrado Proteínico de Amaranto Aicalino 11 (CPA - 11).
a vez obtenido el CPA - 11, se procedió a su análisis bromatológico, el cual comprendió la determinación de proteínas, grasa y humedad pos ser éstos los
que interesaban para su identificación.
Determinación d e Proteínn. Se realizó mediante el método de micro Kjeldahl siguiendo los siguientes pasos :
1. Se mezclaron -en un matraz para digestión de Kjeldahl 2 mi de ácido sulfíirico concentrado, 0.8 g. de catalizador para digestión Kjeldahl y O. 12 g. del CPA - 11, y se adicionaron 12 perlas de ebullición, se digirió la mezcla por aproximadamente 4 hr.
-
2. Una vez digerida la solución ésta fue diluida con un mínimo de agua y transferida al aparato de microdestilación Kjeldahl y se abrió la llave de paso manteniendo la mezcla en el evaporador del aparato.
3. Se adicionaron aproximadamente 15 ml de un solución de NaOH al 40 %.
4. Se comenzó a destilar, recibiendo el destilado en 10 mi de un solución de H3B03 al 2 % con 4 gotas del indicador (sol. alcohólica de rojo de metilo al 0.2 % y sol. acuosa de azul de metileno al 0.1 % en partes iguales) por 5 - 10 min.
5. El destilado se tituló con HCI 0.1 N hasta el vire del indicador. Se comó un blanco conjuntamente a las muestras.
6. El contenido de proteína cruda se calculó de la siguiente manera :
1 I I I I I I I I I I I I I - I I I I I
Determinación de Grasa. Se realizó mediante el método Soxhlet siguiendo los siguientes pasos :
1. Se colocaron los matraces de bola de 100 mi en la estufa a una temperatura de 100 "C hasta obtener peso constanie(aproximadamente 24 hr.).
2. En conos para determinación de grasa se colocaron 2 g. del CPA - 1 1 , dichos conos con las muestras se colocaron en los tubos soxhlet
3 . A los matraces a peso constante se les adicionó 50 mi de acetona y se montó todo el equipo soxhlet arrancando el de ;engrasado durante 4 hr.
4. Transcumdo el tiempo de desengrasado se destiló de los matraces de bola la acetona, concentrándose solamente la grasa
5 . Los matraces de bola con la grasa se mantuvieron en la estufa a 80 "C hasta obtener peso constante (aproximadamente 24 hr.)
6. La determinación de grasa se hizo conforme a los siguientes c~culos :
z.
Determinación de Humedad.
1. Se colocaron cajas de petri en la estufa a 100 " C hasta peso constante (aprox. 24 hr.).
2. A las cajas con peso constante se agregaron 5 g. de CPA - 11 y se volvieron a colocar en la estufa a 100 O C hasta tener peso constante (aprox. 24 hr.).
3. El porciento de humedad se determinó mediante la siguiente fórmula :
Peso Muestra BASE -DA - Peso Muestra BASE SECA
x 100 O/o Humedad = ................................................................. Peso Muestra BASE ~ D A
Los resultados obtenidos para las determinaciones de proteínas, grasa y humedad se muestran en el siguiente cuadro :
\
24
...I_" .. . .,.
1 1 I I I I I I I I I I I I I I I
COMPOSICI~N EN BASE IF' EDA. _.
'COPRAN '*HIÍ -- 1-29. CPA - 11.
YO Proteina 26.86 28.8; 4.46 b 68.26M.85 b y/o Grasa 14.04M.67 a 4 . a ~ . ~ . 0 5 a i . 2 i ~ . i a % Humedad 8.44M.16 a 9.42f0.29 a 1.54M.47 a a Medii y daviac¡6n ENndnr de 3 repdiCiOneS.
b Media y Dcevh56n Eoindar de 5 r@CiOna.
Conwtndo Rate(NE0 dc AmMiilo. ~
** H- Rotelnica de Amwanto Dewngnudr
COMP SICIó1 El BASE SEC.
COPRAM HPAD - 29 CPA - 11 % Proteína 31.52 31.81 13.82 YO Grasa 15.33 4.41 1.37
Resultados para cada Experimento.
Experimento 1. Determinación del tiempo y la velocidad de mezclado de la fase seca con el emulsificante (yema de huevo), 1/3 de la fase acuosa y la fase oleosa.
ra determinar el tiempo de mezclado, simplemente se tomó el tiempo que p. tardaba en ser adicionada la fase oleosa a 113 de la fase acuosa, esto es, ya que la fase oleosa se adiciona gota por gota con el fin de tener glóbulos de grasa de tamaño pequeño que sean más fáciles de mezclar con la fase acuosa para poder formar la emulsión; la variable respuesta para éste experimento es del,$ipl, visual por lo que se estableció una velocidad constante de 6 y se tomó el tiempo, el cual fue de 40 min., el equipo utilizado fue una batidora marca Sunbeam de 12 velocidades, un baño de hielo, un frasco de vidrio y un agitador.
I 1 I I I I I I I I I I I I . I I I I I
VELOCIDAD DE MEZCLADO DE LA FASE ACUOSA.
Mediante el mismo procedimiento mantenido para adicionar la fase oleosa a 1/3 de la acuosa, se determinó el tiempo de adición de la fase acuosa restante (2/3), obteniéndose los siguientes resultados :
V = 6 t=5min.
Ewperimenio 2. Determinación del tiempo y la velocidad de homogenización.
a vez determinados la velocidad y el tiempo de mezclado de la fase seca con el ' W emulsificante (yema de huevo), 1/3 de la fase acuosa y la fase oleosa, (vel. 6, t = 40 min.), y el tiempo y velocidad de mezclado de la fase acuosa restante (vel. 6,t = 5 min.), se preparó la emulsión y con ésta se procedió a determinar el tiempo y la velocidad de homogenización
La determinación de la velocidad de homogenización se realizó tomando tres velocidades como variables y manteniendo el tiempo constante; para cada velocidad se realizaron tres repeticiones, las velocidades manejadas en el experimento fueron de 8, 10 y 12, la vanable respuesta fué el tamaño de glóbulo obtenido en la emulsión, éste fue determinado a través de microscopía, tomando el tamaño de 20 glóbulos para cada repetición; para facilitar la observacion se procedió a identificar el tipo de emulsión formada, agregando a la muestra 2gotas de Sudan 111, los resultados obtenidos son los siguientes :
26
-- ,. ~ . . ~ . P M
. . . . . l..'_ .. . . . . . ,.
I
Tmaiio del Frecuencia Media Desviación Velocidad Tiempo I
Glóbulo (micras) X (micras) Esian&r
I 3 6
I I I I I I I I ,I
10
12
3 5
5 min. 6 8 10
3 5 min. 4
5
3 33 3 6.01 15 6
1.87
18 1s 4.41 1.41 1s
I 7 12
En los experimentos mostrados anteriormente se mantuvo la temperatura de 10 - 15 "C.
c' E
I 'I
21
I 1 1 I I
I I I I I Conclusiones de los Experimentos 1 y 2.
La velocidad que se utilizará para el mezclado será de 6 durante 40 i n . , ésta velocidad se midió en base a la velocidad de agregación de la fase oleosa.
1 I 1 . :I I
Para el homogenizado se utilizará una velocidad de 12 durante 5 min.; se eligió esta velocidad ya que se realizó un análisis estadístico de varianza de una sola vía a través del programa NCSS, y se demostró que existe una diferencia significativa a un nivel de confianza de 95 y 99 % en las determinaciones realizadas; y analizando la gráfica de medias generales, se observa que a una velocidad de 12 y un tiempo de 5 min. se obtiene el tamaño de glóbulo más pequefío y la desviación estándar menor. En base a éstos resultados se ha obtenido la estandarización del método de elaboración de mayonesa por lo que el diagrama de bloques que se siguió para la continuación de éste proyecto es el siguiente :
I I
I .
I I 1 I I I I I I I I I I I - 1 I I I ,I
6g Yema de Huevo,lg sal,l.Sg 2.13 ml agua.0.33 ml jugo de liman yO.lgmosiaza 1.33 ml de vinagre.
Diagrama de Bloques :
I
3.87 ml am0.77 mi dejugo de limón
I Homogeneizar a una V=12 y t=5min. I
i-L? Producto Terminado.
1. Se mantienen los ingredientes a aproximadamente 10 - 15 "C y se procede a pesar 6 g. de yema de huevo, la cual se mezcla con Ig. de sal, 1.5 g. de azúcar y 0.1 g. de mostaza.
2. Se adiciona a la mezcla anterior 113 de la fase acuosa y se mezclan bien con un agitador de vidrio.
3. Se coloca la mezcla anterior en un frasco de vidno y en un bailo con hielo; se comienza a agregar 80 g. de aceite manteniendo una velocidad de 6 en la batidora con una sola aspa durante 40 min.
4. Se agregan las 2/3 partes restantes de la fase acuosa y se bate a una velocidad de 6 durante 5 rnin.
5 . Se lleva esta mezcla aun en baño de hielo a una velocidad de 12 durante 5 min. para homogenizar.
6. Se toma una alícuota de la mayonesa obtenida y se coloca en un portaobjetos, se le agregan dos gotas de Sudan I11 y se identifica eltipo de emulsión formada.
29
.. -I_ . .
I I I I I I I I I I I I I I ’ I I I I I
7. Se cambia uno de los oculares del mkroscopio por un ocular micrométnco y se toma el tamaño de 20 glóbulos escogidos aleatonamente.
Experimento 3. Sustitución parcial al 25 % de la yema de huevo por el Concentrado Proteínico de Amaranto Alcalino 11 en la elaboración de mayonesa.
a vez estandarizado el proceso para la daboración de mayonesa a nivel zi? laboratorio, se procedió a la preparación de 3 muestras de mayonesa, utilizando la formulación general (dichas muestras sirvieron como patrón); y de 3 muestras sustituyendo un 25 % de yema de huevo, por concentrado proteínico de amaranto alcalino 11.
Las variables respuestas que se determinaron heron :
0
Tamaño de Glóbulo. A través de Microscopía (explicado anteriormente).
pH. Medido a través de un potenciómetro. Introducción del electrodo en la muestra obtenida.
o % Actividad Emulsionante. Una vez formada la emulsión, ésta se sometió a centrifugación a 1,300 x g durante 5 min. La actividad emulsificante se obtuvo midiendo la altura total de la emulsión y la altura de la capa emulsificada que permanece después de la centnfugación (Wang y Kinsella, 1976). Estos términos se relacionaron en la ecuación siguiente :
% Estabilidad de la Emulsión. La emulsión formada se sometió a bajío maria por 30 hn. a 80 OC, pasado éste tratamiento se enfrió a chorrv ds agua hasta 15 “C. La emulsión postenormente se centrifugo a 1, 300 x g durante 5 min. Para la evaluación de la estabilidad se midieron la altura de la emulsión antes del tratamiento térmico y la altura remanente de la centnfugación, ambos términos se relacionaron mediante la siguiente expresión :
I I I I I I I I I I I I I I - I I I I
Tipo de Emulsión formada. Se detennino a través de la adición a UM alícuota del colorante Sudan 111.
Los resultados obtenidos se muestran en el siguiente cuadro.
Muestra Media del PH % Estabilidad % Actividad Tipo de Tamaño de de la Emulsionante Emulsión.
Glóbulo Emulsión (micras)
Patrón 4.41 f 1.41a 3.26 f 0 . 1 5 84 f 5.2 99 f la OIW
25 % de CPA 6.28 f 3.03a 3.48 k 0.10a 69.66 5 9 9 f l a olw 10.89a l
a Media y daviación -dar de 3 repeticiones.
31
I I I I I I I I 1 I I I I I- I I I I I
Dkcusiones y Conclusiones del Proyecto.
Concentrado Proteínico simplemente se refiere a una purificación parcial de
estandarizados del contenido proteínico de concentrados y aislados de diferentes fuentes proteicas, sin embargo, en el caso de granos como el cártamo y la soya, entre otros, se Considera que una harina de alto contenido proteínico contiene entre SO % y 60 %, un concentrado proteínico entre 60 Yo y 80 Yo y un aislado más del 80 %.(Soriano y Córdoba - Salgado, 1994).
% una ó varias proteínas provenientes de diversas fuentes; no existen valores
Como se observa en el análisis bromatológico hecho al producto obtenido de la harina desengrasadadaamar&to a través de la solubilización alcalma a pH 1 1 (CPA - 1 I), éste tiene un 73.82 % de proteína en base seca, por lo tanto cumple con los requisitos para ser llamado “Concentrado Proteínico”, y su uso como tal es permitido.
Actualmente se sabe que la semilla de amaranto contiene entre 12 y I8 % en peso seco de proteína, que es superior al contenido que presentan los cereales más comunes en la dieta nacional ( maíz 8.5 % y trigo 12 %), además la composición en aminoácidos esenciales de las proteínas del amaranto es similar a los patrones recomendados por la FA0 (sressani y Garcia Vela, 1990), ésto convierte al amaranto en una fuente potencial de proteínas de origen vegetal de calidad nutrimental similar a la caseína de la leche (Singhal y Kulkarni, 19888), por lo cual éstas proteínas pueden ser utilizadas como complementos alimenticios en alimentos deficientes en aminoácidos Ó como estabilidores en alimentos
Es en base a sus propiedades funcionales y al uso que se le vaya a dar que se eligen tales o cuales proteinas para ser introducidas en algunos alimentos; las propiedades funcionales reflejan atributos intrínsecos de las proteínas tales como composición, secuencia de aminoácidos, conformación, estructura, así como posibles interacciones con otros componentes de los alimentos. Las propiedades funcionales de las proteínas son afectadas por variables de su entorno fisicoquímico como el pH, la temperatura, la fuerza iónica, el método de extracción utilizado, etc. (Kmsella, 1979)
0 r El Dr. Soriano Santos y col. han logrado obtener 6 diferentes concentrados proteínicos de la semilla de amaranto por diferentes métodos de solubilización, y han identificado las propiedades funcionales de cada uno de éstos concentrados, dichos resultados se muestran en los cuadros siguientes
32
.....-__ I-- I .I .... ”--
' I I I
$ 1 ' I ' I , I
Succinilado I Agua I Sulfato
im + / I
Cioruro I Aicaiino - 10 I Aicaiino i I
2 3 4 5 6 7 8 Q 10
PH
mi. de Aceite / g de Concentrado Proteínico de Amaranto,
Succinilado I Agua I Sulfato Cloruro I Aicaiino - IO I Aicaiino i i - 1.05 0.1 I 0.8 f 0.1 I 0.61f0.1 I0.76f0.04 I1.16f0.06 I 1.2'0.02
ABSORCI~N DE AGUA Y ACEITE DE CONCENTRADOS PROTEÍNICOS DE AMARANTO.
mi. de Agua / g de Concentrado Proteínico de hafanto.
:l. :I I I I I
33
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
2 4 6 8
PH
10
. ,
I
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.
r
I I I I I I I I
1 I 9 I 1 I I- I I I I I
Como se observó el Concentrado Proteinko de Amaranto Alcalino - 11 presentó la mayor solubilidrtd a pH menores a 4.5, presenta una buena absorción de agua y la mayor absorción de aceite, su actividad de emulsificante fué la mayor a pH entre 3 y 6, y su estabilidad de emulsificación a pH 4 solamente fbé superada por el Concentrado Proteínico de Amaranto Aicalino - 10.
Por los factores mencionados anteriormente, y considerando que la mayonesa se encuentra en un rango de pH de 3.4 - 4.8 (NOM) se tomó el Concentrzdo Proteínico de m a n t o Aldino - 11 como un posible sustituto de la yema de huevo en la elaboración de la mayonesa.
Hoy en día, la mayoría de la gente tiene un entusiasmo exagerado e irracional por conocer los efectos de la dieta sobre el colesterol en el plasma sanguíneo. Pero i, de dónde viene este fanatismo hacia el colesterol ? Pues bien, ésta actitud se remonta al año 1968, cuando la Asociación Americana del Corazón empezó a publicar un programa dietktico para reducir las concentraciones de colesterol en el plasma con el fin de prevenir la enfermedad coronaría.(Braveknan, 1994).
Por ésta razón, actualmente se buscan sustitutos que puedan disminuir los niveles de coiesterol de los alimentos, hay que tomar en cuenta que dentro de los alimentos con mayor contenido de colesterol se encuentra la mayonesa, por ésta razón el Concentrado Proteínico de Amarmto Aicalino - 11 brinda la posibilidad para continuar el consumo de éste alimento pero con un menor contenido de colesterol.
Para obtener las velocidades de mezclado tanto de la fase acuosa como de la fase oleosa, simplemente se tomo como variable respuesta la observación visual, ya que es recomendado agregar las fases gota a gota para evitar la ruptura o la inversión de la emulsión, de no hacerse así, el agente emulsificante no podría formar la camisa o película alrededor de los glóbulos de aceite, o formaría glóbulos de un tamaño elevado.(Álvarez del Castillo, 1956).
El tiempo utilizado para el mezclado de la fase oleosa fué de 40 min. con una velocidad constante de 6; el tiempo de mezclado de la fase acuosa fue de 5 min. manteniendo la misma velocidad de mezclado de la fase oleosa, con éstos tiempos y velocidades se obtenía un mezclado homogéneo, cremoso, de color blanco - café, con características de mayonesa.
En la etapa de homogenizado se mantuvo constante un tiempo de 5 min con 3 diferentes velocidades, en base al analisis de medias del tamaño de glóbulo obtenido se eligió la velocidad de 12 como la mejor ya que ésta daba el menor tamaño de glóbulo, ésto es importante porque en emulsiones se busca tener el menor tamaño de glóbulo posible para evitar la separación de las fases; en la mayoria de las emulsiones alimenticias el diámetro de las gotitas dispersas esta comprendido entre 0.1 y 50 micras, con un grado variable de dispersión en torno del valor medio (Cheftel, 1991).
35
^__I -.I- "-
I I I I I I I I I I I I I I . I I I I I
En cuanto a la mayonesa preparada con el CPA - 1 1 se observó que éste concentrado es capaz de formar la emulsih requerida para la mayonesa (okv), al parecer su incorporación parcial a la mayonesa disminuye la estabilidad de la emulsión hasta un 69.66 % aunque la actividad emulsionante no se ve afectada, por lo tanto creemos que otros componentes de la yema de huevo proporcionan UM estabilidad mayor a In mayonesa y que al ser reducidos se ve reducida también la estabilidad de la emulsión, otra causa por la que el % de estabilidad de la emulsión se pudo haber visto reducida es que en el calentamiento previo para determinar éste factor el agente emulsionante (CPA - 1 I) como está formado por proteínas haya suñido modificaciones químicas como desnaturalización de algunas proteínas; aunque el tamaño medio d: glóbulo resultó mayor en la mayonesa con CPA - 1 1 , éste no es de un tamaño muy exce5ivo por lo que podría considerarse como aceptable, se hicieron las pruebas de tamaño medio de glóbulo y pH a 5 marcas comerciales, las otras pruebas no fueron realizadas ya que éstas mayonesas presentaban en sus ingredientes estabilizadores por lo cual los resultados no serían funcionales, los resultados obtenidos se muestran a continuación :
Muestra Mediadel PH % Estabilidad % Actividad Tipo de Tamaño de de la Emulsionante Emulsión.
Glóbulo Emulsión (micras)
Patrón 4.41 f 1.41a 3.26 f 0.15 84 f 5.2 9 9 f la olw 25 %de CPA 6.28 f 3.03a 3.48 f 0.10a 69.66 f 9 9 f la olw
10 89a ~
McCormick 4.40 f 1.35a Hellmann‘s 6.69 f 1.71a
/W I -, ..
Gigante 6.93 f 4.01a 3.31 - - olw Heiimann’s 5.48 f 3.11a 3.69 - - * olw Light Kraf? 4.99 f 1.30a 3.28 - - olw a Media y dovihh ENndar de 3 repctinona.
El tamaño de glóbulo “recomendado” para obtener una buena estabilidad es, generalmente asociada con un tamaño de gotas dispersas en promedio de 2 a 4 rnicras (Cenzano, 1988), como se observa en el cuadro anterior todas las mayonesas, tanto las elaboradas en el laboratorio como las comerciales están fuera de éstos rangos, sin embargo todas caen dentro de los límites permitidos para tamaño de glóbulo (O. 1 - 50 micras).
Aunque existen variaciones en el pH de todas las muestras, casi todas caen dentro de los límites permitidos los cuales son de 3.4 a 4.8 (NOM).
36
I I I I I I I I I I I I I I - I I I I I
. . . . . . . . . . . . . . .......... .... .~ ,x.: * .. . . . . . .:. .-..-
. . . . . _ * ~.
En general lo que se busca en las emulsiones es tener la menor velocidad de separación de las fases; al tener los glóbulos pasos una densidad inferior a la del liquido en el que se encuentran emulsionados, tienden a elevarse hacia la superficie.
La velocidad de ascensión de los glóbulos depende da varios factores que se resumen en la fórmula clásica de Stokes, de fácil interpretación :
2 1-2 (dm - dl)g v = _l__l______-____--------
~
- 9n
La velocidad es proporciocal a la dimensión de los gbbulos(radio), a la diferencia entre la densidad del medio20 graso (dm) y la de la grasa (di) y a la fuerza aplicada (g). Es inversamente proporcional- a la viscosidad (n) que frena los movimientos de las partículas.(Alais, 1984).
Con los factores mencionados antenomente se entiende aun más la importancia del tamaño de glóbulo en las emulsiones y la importancia de mantener un control sobre la temperatura en el proCeso.de elaboración, para evitar que la diferencia de densidades se vuelva mayor (la velocidad de la grasa decrece más rápidamente que la del medio), y por lo tanto la velocidad de separación de las fases se vea aumentada.
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Aunque experimentalmente no se cuantificó la cantidad de colesterol, cómo éste está asociado a la yema de huevo suponemos que al ser reducida la cantidad de yema de huevo utilizada se reduce por ende la cantidad de colesterol presente en la mayonesa, una sustitución mayor de la yema de huevo por el Concentrado Proteínico de Amaranto Aicalino 11 podría reducir aun más el grado de colesterol presente en la mayonesa.
La sustituczndel25 % de yema de huevo por Concentrado Proteinico de Amaranto Aicalino - 11, dio un producto de características similares a la de la mayonesa, con una menorcantidad de colestedehe1 producto, por lo tanto ésta sustitución parcial puede ser una alternativa para tener productos con niveles altos de colesterol como la mayonesa, con un menor contenido de éste compuesto.
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