Universidad de La Salle Universidad de La Salle
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Ingeniería de Alimentos Facultad de Ingeniería
1-1-2009
Desarrollo de una mezcla en polvo para preparar gelatinas con Desarrollo de una mezcla en polvo para preparar gelatinas con
sabor empleando sabores y colores naturales sabor empleando sabores y colores naturales
Gloria Roció Cabrera Sánchez Universidad de La Salle, Bogotá
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1
DESARROLLO DE UNA MEZCLA EN POLVO PARA PREPARAR GELATINAS CON SABOR
EMPLEANDO SABORES Y COLORES NATURALES
GLORIA ROCIO CABRERA SANCHEZ
43031700
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA DE ALIMENTOS
BOGOTA D.C.
2009
2
DESARROLLO DE UNA MEZCLA EN POLVO PARA PREPARAR GELATINAS CON SABOR
EMPLEANDO SABORES Y COLORES NATURALES
GLORIA ROCIO CABRERA SANCHEZ
43031700
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniero de
Alimentos
Directora: MARIA INES MEJIA
Química
Asesor: RAFEL GUZMAN
Químico
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA DE ALIMENTOS
BOGOTA D.C.
2009
3
NOTA DE ACEPTACION
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
DIRECTOR: María Inés Mejía
___________________________________
ASESOR: Rafael Guzmán
__________________________________
JURADO: Guillermo Zapata
__________________________________
JURADO: Patricia Chaparro
Bogotá D.C., Julio de 2009
4
A Dios por darme la fortaleza, luz y el
discernimiento en este arduo camino.
A mis padres por su gran apoyo y
dedicación.
A María Inés por sus valiosas palabras en
los momentos más difíciles del culmen de
esta etapa.
A mis hermanos, a mis amigos y demás
personas que apoyaron este proyecto,
gracias por esas palabras de aliento que
me acompañaron a través del camino.
Rocío
El buen luchador retrocede pero no abandona. Se doblega pero no
renuncia. Si lo imposible se levanta ante él, lo sortea y va más lejos.
Si le falta el aliento, descansa y espera. Si es puesto fuera de
combate, anima a sus hermanos con palabras y su presencia. Y
hasta cuando todo parece derrumbarse ante él, la desesperación
nunca le afectará.
5
AGRADECIMIENTOS
A PRODUCTOS LA UNIDAD LTDA., quien dio el aval para el total Desarrollo de la mezcla
en polvo para preparar gelatina con color y sabor naturales; a sus directivos y demás
personal, quienes colaboraron durante el proceso del presente trabajo.
A María Inés Mejía. Química. Directora de Tesis, Subgerente de PRODUCTOS LA
UNIDAD LTDA, por su gran profesionalismo y valiosa experiencia, por su apoyo,
orientación y dedicación incondicional en la realización del presente proyecto.
A Rafael Guzmán. Químico. Asesor de Tesis Docente de la Universidad de La Salle, por
su aporte y experiencia en Química de Alimentos.
A Mauricio Albornoz Mancera. Ing. De Alimentos. Por su interés, paciencia y gran
colaboración para el desarrollo del proyecto.
Los evaluadores del proyecto; Guillermo Zapata. Ing. Químico, Patricia Chaparro. Ing.
De Alimentos, Docentes de la Universidad de La Salle, por sus oportunos consejos y
observaciones los cuales fueron de gran aporte para culminar el presente trabajo.
Luz Patricia Restrepo. Química. Docente de la Universidad Nacional de Colombia, Dpto
de Química. Por el apoyo en la realización de la prueba sensorial.
Dpto. Ciencias Básicas – Juan Carlos Poveda. Auxiliar de Laboratorio. Por su orientación
y colaboración en el préstamo de equipos de Laboratorio para la ejecución del
proyecto.
Y a todos aquellos profesores, entidades, estudiantes y compañeros que colaboraron
para la culminación del proyecto.
6
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCION
JUSTIFICACION
OBJETIVOS
1. MARCO TEORICO 6
1.1 MARCO DE REFERENCIA 6
1.2 MARCO CONCEPTUAL 9
1.2.1 COLORANTES ALIMENTARIOS 9
1.2.2 COLORANTES NATURALES 13
1.2.4 SABORIZANTES 23
1.2.5 GELATINA 27
1.2.6 PROPIEDADES DE LOS SOLIDOS 30
1.2.7 INDICE DE MEZCLADO 31
2. METODOLOGIA 35
2.1 METODOLOGIA DE LA EXPERIMENTACION 35
2.1.1 EQUIPOS DE TRABAJO 35
2.1.2 ETAPA PREEXPERIMENTAL 35
2.1.2.1 SELECCIÓN DE LOS COLORANTES 36
2.1.2.2 DETERMINACION DE LA CONCENTRACION DEL COLOR 38
2.1.2.3 SELECCIÓN DE LOS SABORIZANTES 38
2.1.2.4 DETERMINACION DE LA CONCENTRACION DEL SABOR 39
2.1.2.4.1 EVALUACION SENSORIAL PRELIMINAR DE SABOR 40
2.1.3 ETAPA EXPERIMENTAL 41
7
2.1.3.1 UNIFORMIDAD DE LA MEZCLA EN FASE SOLIDA 41
2.1.3.2 DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES DE LOS SOLIDOS 42
2.1.3.3 DETERMINACION DE NUMERO DE PARTICULAS 43
2.1.4 CARACTERIZACION FISICOQUIMICA 43
2.1.5 ANALISIS MICROBIOLOGICO 44
2.1.6 ANALISIS SENSORIAL 45
2.1.7 ANALISIS DE RESULTADOS 45
3. RESULTADOS 46
3.1 SELECCIÓN DEL COLOR 46
3.2 ETAPA PREEXPERIMENTAL 48
3.2.1 RESULTADO DE LA CONCENTRACION DEL COLOR 48
3.2.1.1 RESULTADO FINAL DE LA CONCENTRACION DEL COLOR 50
3.2.2 RESULTADOS DE LA CONCENTRACION DEL SABOR 50
3.2.3 FORMULACION 52
3.3 ETAPA EXPERIMENTAL 57
3.3.1 INDICE DE MEZCLADO 57
3.3.2 CARACTERIZACION FISICOQUIMICA 70
3.3.3 ANALISIS MICROBIOLGICO 71
3.3.4 ANALISIS SENSORIAL 72
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFIA
ANEXOS
8
LISTADO DE TABLAS
Tabla 1. Clasificación de los colorantes 11
Tabla 2. Composición de los aminoácidos 28
Tabla 3. Selección de compañías que proveen colorantes naturales 36
Tabla 4. Características de los colorantes naturales suministrados 37
Tabla 5. Descripción de las muestras para determinar las concentraciones de sabor39
Tabla 6. Ajuste de pH para establecer concentración de sabor 40
Tabla 7. Descripción del método para determinar concentración de color y sabor 40
Tabla 8. Serie de tamices 43
Tabla 9. Descripción de análisis bromatológicos realizados a las tres mezclas de
gelatina con sabor a mora, naranja y piña 44
Tabla 10. Descripción de los análisis microbiológicos realizados a una de las
Mezclas con sabor a mora 44
Tabla 11. Resultado de la selección del color natural 46
Tabla 12. Resultado de la selección del color: Estabilidad a pH bajo 47
Tabla 13. Resultado de la selección del color: Estabilidad al calor 48
Tabla 14. Resultado de la evaluación de color por comparación para la
Gama de rojo con extracto de cochinilla 49
Tabla 15. Resultado de la evaluación de color por comparación para la
Gama de amarillo con extracto de anato 49
Tabla 16. Resultado de la evaluación de color por comparación para la
Gama de amarillo con extracto de cúrcuma 49
Tabla 17. Color final correspondiente a cada sabor 50
9
Tabla 18. Calificación apreciativa asignada a la muestra para sabor a mora 50
Tabla 19. Calificación apreciativa asignada a la muestra para sabor a naranja 51
Tabla 20. Calificación apreciativa asignada a la muestra para sabor a piña 51
Tabla 21. Consolidado de datos para evaluación sensorial preliminar 52
Tabla 22. Primer ensayo para formular la mezcla en polvo sabor mora,
Para lote de 1Kg 53
Tabla 23. Relación de las cinco formulaciones realizadas para la estandarización
De la mezcla con sabor a mora 54
Tabla 24. Relación de las cinco formulaciones realizadas para la estandarización
De la mezcla con sabor a naranja 54
Tabla 25. Relación de las cinco formulaciones realizadas para la estandarización
De la mezcla con sabor a naranja 55
Tabla 26. Fórmula para elaborar 50kg de mezcla en polvo para preparar
Gelatina con sabor 56
Tabla 27. Propiedades de los granulares en masa 60
Tabla 28. Consolidado de datos para determinar Volumen de la esfera
Para la mezcla en polvo 60
Tabla 29. Volumen de la esfera para la mezcla en polvo 61
Tabla 30. Índices de mezclado en mezcla en polvo para gelatina de mora
En las diferentes ecuaciones 62
Tabla 31. Datos experimentales obtenidos de la mezcla en polvo para
Gelatina con sabor a mora para la determinación del
Índice de mezclado 64
Tabla 32. Datos experimentales obtenidos de la mezcla en polvo para
10
Gelatina con sabor a naranja para la determinación del
Índice de mezclado 65
Tabla 33. Datos experimentales obtenidos de la mezcla en polvo para
Gelatina con sabor a piña para la determinación del
Índice de mezclado 66
Tabla 34. Índice de mezclado (IS4) para las diferentes mezclas 67
Tabla 35. Análisis fisicoquímico realizado a las cuatro mezclas de gelatina 69
Tabla 36. Consolidado de análisis fisicoquímico 70
Tabla 37. Resultados del análisis microbiológico realizado a la mezcla
En polvo para preparar gelatina 70
Tabla 38. Resultados de la evaluación sensorial 71
11
ANEXOS
Anexo 1. Ficha técnica Colorante natural
Anexo 2. Ficha técnica Jugo de Fruta Deshidratado
Anexo 3. Carta de Color Pantone
Anexo 4. Norma NTC 4604: Evaluación de Color en los Alimentos
Anexo 5. Formato de evaluación sensorial preliminar
Anexo 6. Informe de análisis sensorial a producto final
Anexo 7. Datos obtenidos en la curva espectral a través del espectrofotómetro
Anexo 8. Informe de análisis microbiológico
Anexo 9. Parámetros microbiológicos para análisis de mezclas en polvo para gelatinas
Anexo 10. Datos obtenidos para determinar índice de mezclado para
mezcla en polvo con sabor a piña.
Anexo 11. Datos obtenidos para determinar índice de mezclado para
mezcla en polvo con sabor a naranja.
Anexo 12. Datos obtenidos para determinar índice de mezclado para
mezcla en polvo con sabor a mora.
12
INTRODUCCION
El presente trabajo está enfocado al desarrollo de un producto nuevo en la línea de gelatinas
para la empresa Productos La Unidad. Partiendo de un producto que ya está en el mercado,
como son las mezclas para preparar gelatina, se pretende hacer una extensión de línea y
comenzar a elaborar gelatinas con sabor empleando colores y sabores de origen natural.
El marco de referencia muestra de una manera general como está conformada la empresa, que
productos tiene en el mercado actualmente, cuáles son sus clientes, adicional a esto expresa la
misión y la visión de la misma; lo cual nos da un punto de partida para encaminar el desarrollo
de la nueva mezcla para gelatina con sabor.
En primera instancia se van a estudiar los sabores y colores que ofrece el mercado, sus
características fisicoquímicas y propiedades como aditivos para alimentos, en especial para la
gelatina. Teniendo en cuenta la legislación vigente la cual describe los lineamientos para cada
aditivo en la elaboración de gelatinas.
Partiendo de estas propiedades se procede a establecer una fórmula para el producto, y con
esta se harán los ensayos pertinentes hasta conseguir una fórmula estandarizada para la
elaboración de la mezcla en polvo para preparar gelatina con sabores.
Teniendo una fórmula establecida, el producto se someterá a las pruebas fisicoquímicas que
nos permitan estabilizar y adecuar las condiciones del producto final y se hará también una
prueba para determinar la vida útil del producto.
Para establecer unos resultados y un análisis de los mismos se realizarán las pruebas
estadísticas pertinentes, las cuales darán la certidumbre de los resultados obtenidos.
Se hará un panel sensorial que nos permita determinar la aceptabilidad del producto en
términos de presentación, textura, color, sabor, aroma.
El interés de la compañía es mantenerse a la vanguardia en el desarrollo de productos que se
adaptan a las nuevas tendencias del mercado a saber; productos con menor contenido de
ingredientes no naturales, siendo los saborizantes y los colorantes dos de los compuestos más
cuestionados.
El interés central del presente trabajo es el inicio del desarrollo de una línea de mezclas en
polvo para preparar gelatinas usando únicamente sabores y colores de origen natural, teniendo
en cuenta que la gelatina cuando se utiliza mezclada con otros alimentos, ofrece un aporte
valioso de proteína que fortalece algunos de los tejidos del cuerpo humano, en cuanto
contenidos de de colágeno el cual tiene una acción regenerativa en las articulaciones, de igual
manera este producto también contiene arginina, aminoácido del cual nuestro organismo
13
obtiene creatina, compuesto vital para las células musculares que es capaz de aumentar el peso
de un atleta sin añadir grasa.
A nivel de sistema digestivo, la gelatina; ayuda con problemas como la gastritis, cólicos, colitis, hiperacidez, de esta manera mejorando la digestión.
El desarrollo de una mezcla en polvo para preparar gelatina con sabores, es una idea que
pretende llegar en primera instancia y por solicitud del cliente; a personas en estado de
recuperación, quienes requieren una dieta adecuada, suave y libre de compuestos químicos
nocivos para la salud.
Con este objeto a continuación se presenta el desarrollo de este trabajo, partiendo de una
formulación ya existente, de una mezcla para elaborar gelatina pero a la que se han adicionado
colores y sabores artificiales.
14
JUSTIFICACION
La tendencia de hoy día se orienta hacia el consumo de alimentos naturales ó
procesados con ingredientes de origen natural. La sociedad ahora es más consciente
del cuidado de su salud y sabe que el consumo excesivo de ingredientes artificiales es
nocivo, y en muchos de los casos como consecuencia de ello se produce la aparición de
enfermedades tan serias como el cáncer.
Por tanto Productos La Unidad desea introducir en el mercado una línea de productos
con aditivos naturales, con el fin de abastecer este grupo de clientes, ofreciendo
productos alimenticios más saludables, cumpliendo con la tendencia global del
mercado a la cual Colombia no es ajena.
A partir de la década del 50 en el siglo pasado, cuando se presento un significativo
avance en la industria alimentaria se presentó un uso indiscriminado de los aditivos,
tendiente a producir alimentos mas coloridos y con diferentes sabores, El uso
indiscriminado de estos elementos provocó en las sociedades más industrializadas el
aumento del cáncer en especial del cáncer de colon, razón por la cual se vio la
necesidad de legislar sobre el tema y entes tan importantes como la FDA de los Estados
Unidos y la FAO empezaron a legislar sobre el tema. Los aditivos alimenticios están en
permanente observación toda vez que por ser compuestos sintéticos, pueden
presentar disturbios en el metabolismo y en algunas oportunidades cáncer.
Un aditivo muy usado en la industria de los alimentos es la “Tartrazina”, que es un
colorante amarillento azufrado empleado con mucha frecuencia en la industria de las
gaseosas, dulces y mermeladas especialmente.
“La tartrazina es uno de los principales culpables en la hiperactividad en los niños, ya
que es el colorante más utilizado en jugos artificiales, gelatinas, bebidas gaseosas,
conservas y caramelos. Esta sustancia afecta directamente la conducta de los niños por
dos mecanismos; genera una reacción pseudo-alérgica en el organismo y la
consecuente liberación de histamina la cual es un compuesto presente en todas las
células del organismo y, en una situación normal, es liberada como respuesta del
sistema inmunológico ante una inflamación o una alergia. Pero cuando la tartrazina
llega al torrente sanguíneo, afecta directamente a las células para que liberen histamina
sin activar al sistema inmune. Por ello, no se manifiestan los síntomas propios de la
alergia como dilatación de capilares, baja en la presión sanguínea, incremento en la
secreción de jugos gástricos y picazón. Pero si se evidencia cambios anímicos,
irritabilidad, insomnio y ansiedad en los niños. Simultáneamente la tartrazina actúa en
15
el cerebro alterando los espacios sinápticos (donde se efectúa el intercambio de
información entre una neurona y otra), lo que lleva a síntomas similares: falta de
concentración, somnolencia e hiperactividad, es decir, todo un cuadro de síndrome de
déficit atencional y además se asocia a cefaleas1”.
Por esta y otras razones los colorantes como aditivos alimentarios están en
permanente observación2, por sus posibles efectos en la salud de los consumidores,
especialmente en los niños, por tanto de adelantan estudios encaminados hacia la
sustitución de colorantes artificiales por los naturales.
Por otra parte, la tartrazina; ha captado especial atención por sus efectos alergénicos,
tanto que es uno de los pocos aditivos que debe declararse independientemente en las
etiquetas3.
En cambio existen colorantes naturales como las antocianinas, los cuales proporcionan
color a la mayoría de las frutas y vegetales rojos, retardan el crecimiento de las células
del cáncer del colon4. De igual manera los colorantes de frutas y verduras podrían
proteger frente al cáncer gastrointestinal. En lo anterior; Productos La Unidad, ha
decidido incluir dentro de sus formulaciones en la producción de gelatinas; colorantes y
saborizantes de origen natural, los cuales no presentan efectos secundarios
relacionados con toxicidad y efectos secundarios en el organismo.
1 http://www.toxicologia.cl/servitox%20noticias/tartrazina.htm
2 RESTREPO, M. Sustitución de tartrazina por betacaroteno en elaboración de bebidas no alcohólicas. Revista
Lasallista de Investigación. Vol.3 N° 2. Año 2007.
3 MINISTERIO DE SALUD. Resolución 580 de 1996. Por la cual se modifica el parágrafo 1° de la Resolución
10593 de 1985.
4 http://www.hepatitisc2000.com.ar/blog/index.php/2007/08/22/cancer-gastrointestinal-y-colorantes-
naturales-de-frutas-y-verduras/
16
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Desarrollar una mezcla en polvo para preparar gelatina con sabor empleando sabores y
colores naturales.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Seleccionar los aditivos; saborizantes y colorantes naturales a utilizar para la
mezcla, considerando; la mora, naranja y piña.
Establecer las variables e indicadores necesarios para definir la uniformidad de
mezcla en fase sólida.
Establecer fórmulas de los productos finales, de acuerdo con la normatividad
vigente mediante la ejecución de mezclas y ensayos para determinar su
homogenización.
Caracterizar productos finales o mezclas, teniendo en cuenta propiedades
fisicoquímicas, organolépticas, sensoriales y microbiológicas.
Realizar el panel sensorial para establecer la aceptabilidad del producto en el
mercado.
17
1. MARCO TEORICO
Este capítulo hace referencia de manera general a la empresa que apoyó el desarrollo del
presente proyecto. Esta parte incluye misión, visión, políticas de calidad y de inocuidad de la
compañía, productos que comercializa actualmente.
Por otro lado el marco conceptual resume todos aquellos términos, características y técnicas o
tecnologías que han sido empleadas y que son necesarias para el desarrollo del presente
trabajo. Esencialmente se incluye los colorantes naturales como materia prima fundamental en
desarrollo de la mezcla en polvo, así como también se habla acerca de cada uno de los
ingredientes y aditivos que componen la formulación de la gelatina como mezcla en polvo para
preparar.
1.1 MARCO DE REFERENCIA
Productos La Unidad es una compañía dedicada a la producción y distribución de productos
alimenticios de excelente calidad y bajo costo, cumpliendo con las normas colombianas
existentes y vigentes: en INVIMA, ICONTEC y la Secretaría de Salud.
La empresa está ubicada actualmente en la calle 134 bis con carrera 50 en el barrio Spring, en la
ciudad de Bogotá.
MISION
Somos un equipo humano y técnico dedicado a la producción de alimentos de excelente
calidad y bajo costo para satisfacer las necesidades de los grandes y pequeños consumidores.
Además fabricamos alimentos para instituciones que prestan el servicio de alimentación y
suministramos productos alimenticios para personas con necesidades específicas.
VISION
En el año 2010, Productos La Unidad será una de las compañías más reconocidas en el
suministro de productos para cadenas de comidas rápidas y en postres normales y light, para el
sector hospitalario, industrial, restaurantes y en general todo el mercado institucional.
Tendrá acreditados los productos ya existentes y los que se encuentran en desarrollo. Además
habrá iniciado su proceso de internacionalización.
18
POLITICA DE CALIDAD
En Productos La Unidad nos dedicamos a la producción y distribución de productos
alimenticios de excelente calidad, con ello queremos satisfacer las necesidades y expectativas
de nuestros clientes; ofreciendo productos inocuos, bien formulados, estables, uniformes, y
que se adapten a nuestro mercado objetivo.
Como soporte a esta política estamos comprometidos con el constante cumplimiento de la
legislación vigente, y el mejoramiento de nuestro desempeño tanto en la planeación, la
producción y el aseguramiento de la calidad.
POLITICA DE INOCUIDAD
La alimentación es una necesidad vital del ser humano, el cual constituye una constante
preocupación que alcanza a la sociedad en su conjunto. Cuando se habla de inocuidad de los
alimentos se hace referencia a todos los riegos, sean crónicos o agudos, que pueden hacer que
los alimentos sean nocivos para la salud del consumidor.
Por ello la directriz general de la política de inocuidad de los alimentos es eliminar o controlar
los elementos o agentes presentes en los alimentos que representan riesgo para la salud de los
consumidores y/o que puedan incidir de manera gravitante en la salud del consumidor de
acuerdo con sus hábitos de consumo.
PRODUCTOS LA UNIDAD, es una compañía dedicada a la producción y distribución de
productos alimenticios de excelente calidad y bajo costo, ubicada en Bogotá. Conscientes de la
importancia de la salud y bienestar de nuestros consumidores y por ende la satisfacción de
nuestros clientes, nos comprometemos a cumplir con la legislación vigente aplicable a las
actividades y productos de nuestra compañía, desarrollando y manteniendo un sistema de
gestión que garantice el aseguramiento de la calidad, con objetivos y metas definidas
fomentando el cuidado de inocuidad y la calidad de nuestros productos y servicios.
19
Con ello satisfacer las necesidades de nuestros clientes, creando y monitoreando mecanismos
que nos permitan estar al tanto de la percepción de nuestros clientes en relación a la calidad de
nuestros productos y servicios.
CERTIFICACIONES
Estamos en proceso de certificación en bajo el Sistema de Análisis de Peligros y Puntos de
Control Crítico, por su siglas en ingles HACCP.
PRODUCTOS
Actualmente los productos para el mercado institucional son:
Pepino agridulce
Pepinillo picado
Salsa de piña
Salsa de agraz
Dulce de frutas
Gelatina en polvo con azúcar
Gelatina en polvo dietética
Flan en polvo con azúcar
Flan en polvo dietético
Pudín con azúcar
Granola
Galletas integrales
Se tiene también una línea de producción de salsas para acompañar carnes cuya
formulación es exclusiva para AVESCO quien es nuestro cliente potencial.
Salsa B.B.Q
Salsa picante para alas
Salsa Teriyaki
Salsa sour cream
Salsa con mostaza
20
Salsa con vino
Salsa con champiñones
Salsa de ajonjolí
Base para guiso
1.2 MARCO CONCEPTUAL
1.2.1 COLORANTES ALIMENTARIOS
1.2.1.1 GENERALIDADES
El color es el primer impacto de los alimentos. La industria alimentaria dependió en el pasado
de productos de síntesis química que poco a poco están siendo desplazados por productos
naturales5.
El color representa una parte esencial en el desarrollo del hombre, en sus diversas
manifestaciones sociales, culturales, ambientes, etc. El color se basa en una serie de procesos
físicos, químicos, fisiológicos y psicológicos. Las sensaciones que percibe el hombre cuando
observa un objeto en particular los asocia con las cosas que le rodean, esto es especialmente
evidente en el área alimentaria, en donde la relación entre el color y el sabor son muy
importantes para que el consumidor adquiera un producto pues con tan sólo el hecho de verlo,
se sustituirá por otro si no cumple con las propias “normas de calidad” del consumidor, como
el no tener un color homogéneo y consistente, por lo que se busca siempre una apariencia
natural.
La coloración constituye un factor importante, a veces decisivo en la elección pues la
coloración es un elemento inmediatamente accesible para la evaluación de la calidad de un
alimento: en efecto, el color está frecuentemente relacionado con la madurez, con la presencia
de impurezas, con la puesta en marcha apropiada o defectuosa de un tratamiento tecnológico,
con malas condiciones de almacenamiento, con un principio de alteración por
microorganismos, etc. Esto es parcialmente cierto para los productos de origen vegetal, pero
los productos de origen animal igualmente ligados a esta contingencia: la charcutería, por
ejemplo; podrá por su color como factor de presentación, recordar al comprador una calidad 5 GARCIA, GARIBAY M. Biotecnología Alimentaria. 2° ed. España: Limusa. 2002.
21
tradicional. El alimento que ostenta su color originario y natural da la primera sensación sobre
su calidad, despierta la gana de comer, entra por los ojos, estimula las células del cerebro que
dan la orden de comer.
Los colorantes bien empleados y permitidos ayudan a que ciertos alimentos que por naturaleza
propia se decoloran, o no se mantienen ‘vivos’ o de agradable aspecto.
Por otra parte, muchas sustancias, colorantes naturales de los alimentos, son muy sensibles a
los tratamientos utilizados en el procesado (calor, acidez, luz, conservantes, etc.),
destruyéndose, por lo que deben substituirse por otras más estables. La práctica de colorear
los alimentos tiene una larga tradición, ya que algunos productos naturales como el azafrán o la
cochinilla eran ya conocidos por las civilizaciones antiguas.
Los colorantes pueden considerarse de origen natural o sintético. El colorante en esencia sólo
debe tener valor estético sin que altere las propiedades nutritivas.
1.2.1.3 DEFINCION
En el área de los alimentos, la aplicabilidad de los colorantes es evidente y se usan como
aditivos, pues no son los constituyentes esenciales6. A nivel mundial, un aditivo es aquella
sustancia que se añade de manera intencional a los alimentos, por lo general en pequeñas
cantidades para mejorar su apariencia, sabor, color, para ayudar en su presentación de acuerdo
con el Codex Alimentarius de 1988. Según la Secretaría de Salud, define los aditivos7, como
toda sustancia, dotada o no de valor nutritivo, agregada intencionalmente la mínima cantidad
necesaria a los alimentos con el fin de impedir alteraciones, mantener, conferir o intensificar su
aroma, color o sabor, modificar o mantener su estado físico general o ejercer cualquier función
necesaria para una buena tecnología de fabricación del alimento. Queda prohibido su uso para
ocultar defectos de calidad. En el área de alimentos los colorantes se utilizan para:
Restablecer la apariencia original de los alimentos donde los colorantes han sido
destruidos por el proceso de manufactura, almacenamiento y control de los alimentos.
6 GARCIA, GARIBAY M. Biotecnología Alimentaria. 2° Ed. España: Limusa
7 MINISTERIO DE SALUD. Decreto 2106 de 1983.
22
Asegurar la uniformidad del color debido a las variaciones naturales de intensidad en el
color, por ejemplo; las frutas obtenidas a diferentes tiempos durante la estación para
asegurar su apariencia y aceptabilidad.
Ayudar a proteger el sabor y las vitaminas sensibles al calor durante su empaque, por
un efecto de exposición al sol.
Ayudar a preservar la identidad o carácter por la cual los alimentos son reconocidos.
Como indicativo visual de la calidad del producto.
1.2.1.4 CLASIFICACION: Existen varias formas de clasificar a los colorantes, éstas se basan en su
procedencia o fuente de origen, en su certificación, o por su grupo cromóforo; esto es, el
radical que les confiere un determinado color. De acuerdo con su origen o procedencia, los
colorantes son obtenidos por fuentes naturales, ya sean microorganismos, vegetales, animales
o minerales y aquellos producidos por síntesis química (sintéticos) incluyendo los idénticos a
los naturales.
Tabla 1: Clasificación de los colorantes.
Fuente: GARCIA, GARIBAY M. Biotecnología alimentaria.
Colorantes
Naturales
Sintéticos
Orgánicos
Inorgánicos
Antocianinas Betalaínas Carotenoides Flavonoides Clorofila Otros
Vegetales
Animales
Minerales
Azul ultravioleta
Dióxido de titánio
Negro carbón
Acido carmínico
Acido kermésico
Otros
Orgánicos Azo
Antoquinonas
Otros
23
1.2.1.5 EXIGENCIAS REQUERIDAS POR LOS COLORANTES
La utilización de los colorantes en la alimentación, no presenta ningún interés nutritivo puesto
que ésta responde a la única preocupación de una mejor presentación. En principio la adición
de colorantes se efectúa para normalizar el color de un alimento, y no debe servir para
disimular una alteración o para hacer creer la presencia de un constituyente de calidad; por
ejemplo, la adición de un colorante amarillo en los productos de bizcochería podría hacer creer
al consumidor que estos productos contienen mantequilla. Para el uso adecuado de colorantes
en la industria alimentaria, se tienen los siguientes requisitos:
1. El colorante a emplear debe ser inocuo.
2. Debe constituir una especie química definida y pura.
3. Tener gran poder tintorial, con el objeto de poder utilizar la mínima cantidad posible y
se fácilmente incorporable.
4. Debe ser muy estable a la luz y al calor.
5. Debe poseer compatibilidad con los productos que deben teñir.
6. No debe poseer olor ni sabor desagradables.
7. Debe ser indiferente pH, agentes oxidantes y reductores.
8. Debe ser lo más económico posible.
1.2.1.6 FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA INESTABILIDAD DE LOS COLORANTES:
1. Presencia de trazas de metales en el alimento.
2. Someter el producto a altas temperaturas.
3. Presencia de agentes oxido-reductores.
4. Exposición a la luz.
5. pH
24
1.2.2 COLORANTES NATURALES
Los colorantes son todos, salvo el rojo cochinilla (ácido carmínico), de origen vegetal; pueden
ser compuestos puros o productos de extracción; los compuestos puros como la riboflavina y
el β-caroteno están bien definidos químicamente y pueden ser de origen natural o haber sido
obtenidos por síntesis; son siempre de calidad igual a unas especificaciones precisas. Los
productos de extracción proceden de materia primas alimentarias y pueden estar asociados a
numerosas impurezas; en efecto, los procedimientos de extracción tienen un valor técnico
variable si bien los compuestos obtenidos no tienen composición ni propiedades colorantes
constantes; todo esto hace que los colorantes naturales sean, frecuentemente, más fáciles de
fabricar por síntesis que por procedimientos de extracción y presenten así mejores
características de pureza.
Curcumina (E-100)
Es el colorante de la riptóf, especia obtenida del rizoma de la planta del mismo nombre
cultivada en la India.
En tecnología de alimentos se utiliza, además del colorante parcialmente purificado, la especia
completa y la oleorresina; en estos casos su efecto es también el de aromatizante. La especia
es un componente fundamental del curry, al que confiere su color amarillo intenso
característico. Se utiliza también como colorante de mostazas, en preparados para sopas y
caldos y en algunos productos cárnicos. Es también un colorante tradicional de derivados
lácteos. Se puede utilizar sin más límite que la buena práctica de fabricación en muchas
aplicaciones, con excepciones como las conservas de pescado, en las que el máximo legal es
200 mg/kg, las conservas vegetales y el yogur, en las que es 100 mg/kg, y en el queso fresco, en
el que este máximo es sólo 27 mg/Kg.
El colorante de la riptóf se absorbe relativamente poco en el intestino, y aquel que es
absorbido se elimina rápidamente por via biliar. Tiene una toxicidad muy pequeña. La especia
completa es capaz de inducir ciertos efectos de tipo teratogénico en algunos experimentos. La
dosis diaria admisible para la OMS es, provisionalmente, de hasta 0,1 mg/kg de colorante, y 0,3
mg/kd de oleorresina.
25
Rivoflavina (E-101)
La riboflavina es una vitamina del grupo B, concretamente la denominada B2. Es la substancia
que da color amarillo al suero de la leche, alimento que es la principal fuente de aporte, junto
con el hígado. Industrialmente la riboflavina se obtiene por síntesis química o por métodos
biotecnológicos.
Como colorante tiene la ventaja de ser estable frente al calentamiento, y el inconveniente de
que, expuesta a la luz solar o a la procedente de tubos fluorescentes es capaz de iniciar
reacciones que alteran el aroma y el sabor de los alimentos. Este efecto puede ser importante
por ejemplo en la leche esterilizada envasada en botellas de vidrio.
Este aditivo es relativamente poco utilizado. Cuando se emplea como colorante no pueden
hacerse indicaciones acerca del enriquecimiento vitamínico en la publicidad del alimento. En
España se limita su uso en el yogur a 100 mg/kg y en las conservas de pescado a 200 mg/kg. En
otros productos no tiene limitación.
Aunque es una vitamina, y por tanto esencial para el organismo, su deficiencia no produce una
enfermedad específica, como en el caso de la deficiencia de otras vitaminas, sino solamente
una serie de alteraciones en la mucosa bucal que no suelen ser graves. Las necesidades de
riboflavina para una persona normal se situan en torno a los 2 mg/día. Los estados carenciales,
no graves, no son demasiado raros. Al ser una vitamina hidrosoluble, un eventual exceso no se
acumula, sino que se elimina riptófano y por tanto no resulta perjudicial. Es relativamente poco
soluble, lo que dificulta la absorción de dosis muy grandes. En experimentos con animales, la
riboflavina prácticamente carece de toxicidad. La dosis diaria aceptable es de hasta 5 mg/Kg de
peso.
Cochinilla (E-120)
El ácido carmínico, una substancia química compleja, se encuentra presente en las hembras con
crías de ciertos insectos de la familia Coccidae , parásitos de algunas especies de cactus.
Durante el siglo pasado, el principal centro de producción fueron las Islas Canarias, pero
actualmente se obtiene principalmente en Perú y en otros países americanos. Los insectos que
producen esta substancia son muy pequeños, hasta tal punto que hacen falta unos 100.000
26
para obtener 1 Kg de producto, pero son muy ricos en colorante, alcanzando hasta el 20% de su
peso seco. El colorante se forma en realidad al unirse la substancia extraída con agua caliente
de los insectos, que por sí misma no tiene color, con un metal como el aluminio, o el calcio y
para algunas aplicaciones (bebidas especialmente) con el amoniaco. Es probablemente el
colorante con mejores características tecnológicas de entre los naturales, pero se utiliza cada
vez menos debido a su alto precio. Confiere a los alimentos a los que se añade un color rojo
muy agradable, utilizándose en conservas vegetales y mermeladas (hasta 100 mg/kg), helados,
productos cárnicos y lácteos, como el yogur y el queso fresco (20 mg/Kg de producto)y
bebidas, tanto alcohólicas como no alcohólicas. No se conocen efectos adversos para la salud
producidos por este colorante.
Clorofila (E-140), Complejos cúpricos de clorofilas y clorofilinas (E-141)
Las clorofilas son los pigmentos responsables del color verde de las hojas de los vegetales y de
los frutos inmaduros. Son piezas claves en la fotosíntesis, proceso que permite transformar la
energía solar en energía química, y finalmente a partir de ella producir alimentos para todos los
seres vivos y mantener el nivel de oxígeno en la atmósfera. Por esta razón han sido estudiadas
muy extensamente. Se ha dicho de ellas que son las substancias químicas más importantes
sobre la superficie de la Tierra.
Las plantas superiores tienen dos tipos de clorofila muy semejantes entre ellas, denominadas a
y b, siendo la primera la mayoritaria y la que se degrada más fácilmente. Son químicamente
muy complicadas, y solo en 1940 se pudo averiguar su estructura completa. Incluyen un átomo
de magnesio dentro de su molécula.
El interés por la clorofila en tecnología alimentaria no estriba tanto en su uso como aditivo sino
en evitar que se degrade durante el procesado y almacenamiento la que está presente en
forma natural en los alimentos de origen vegetal. El calentamiento hace que las clorofilas
pierdan el magnesio, transformándose en otras substancias llamadas feofitinas y cambiando su
color verde característico por un color pardo oliváceo mucho menos atractivo. Este efecto
puede producirse en el escaldado de las verduras previo a su congelación, en el enlatado, etc.
También le afecta el oxígeno, la luz y la acidez, resistiendo mal además los periodos de
almacenamiento prolongados.
27
Las clorofilas, que en los vegetales se encuentran dentro de ciertos orgánulos, son insolubles
en agua pero solubles en alcohol, con el que pueden extraerse. Las clorofilinas son derivados
algo más sencillos obtenidos por rotura parcial de las clorofilas. La substitución del magnesio
por cobre da lugar al colorante E-141, cuyo color es mucho más estable.
Las clorofilas se utilizan poco como aditivos alimentarios, solo ocasionalmente en aceites,
chicle, helados y bebidas refrescantes, en sopas preparadas y en productos lácteos. Su empleo
está limitado, en el queso a 600 mg/Kg, solo el E-140, y en algunas conservas vegetales y
yogures a 100 mg/Kg.
Estos colorantes se absorben muy poco en el tubo digestivo. No se ha establecido un límite
máximo a la ingestión diaria de la clorofila utilizada como aditivo, ya que esta cantidad es
despreciable frente a la ingerida a partir de fuentes naturales. La ingestión admisible del
colorante E-141 es de hasta 15 mg/Kg de peso y día, debido a su contenido en cobre (4-6% del
peso de colorante). Una cantidad elevada de cobre puede ser muy tóxica. Sin embargo, las
dietas occidentales habituales son usualmente deficitarias más que excedentarias en cobre, por
lo que la pequeña cantidad que puede aportar este colorante en un uso normal sería
probablemente más beneficiosa que perjudicial.
Caramelo (E-150)
El caramelo es un material colorante de composición compleja y químicamente no bien
definido, obtenido por calentamiento de un azúcar comestible (sacarosa y otros) bien solo o
bien mezclado con determinadas substancias químicas. Según las substancias de que se trate,
se distinguen cuatro tipos:
I. Obtenido calentando el azúcar sin más adiciones o bien añadiendo también ácido acético,
cítrico, fosfórico o sulfúrico, o hidróxido o carbonato sódico o potásico. A este producto se le
conoce como caramelo vulgar o cáustico.
II. Obtenido calentando el azúcar con anhídrido sulfuroso o sulfito sódico o potásico.
III. Obtenido calentando el azúcar con amoniaco o con una de sus sales (sulfato, carbonato o
fosfato amónico).
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IV. Obtenido calentando el azúcar con sulfito amónico o con una mezcla de anhídrido sulfuroso
y amoniaco.
El caramelo se produce de forma natural al calentar productor ricos en azúcares, por ejemplo
en el horneado de los productos de bollería y galletas, fabricación de guirlaches, etc. El tipo I es
asimilable al azúcar quemado obtenido de forma doméstica para uso en repostería.
En España, el caramelo tiene la consideración legal de colorante natural y por tanto no está
sometido en general a más limitaciones que las de la buena práctica de fabricación, con algunas
excepciones como los yogures, en los que solo se aceptan 159 mg/Kg de producto.
Es el colorante típico de las bebidas de cola, así como de muchas bebidas alcohólicas, como
ron, coñac, etc. También se utiliza en repostería, en la elaboración del pan de centeno, en la
fabricación de caramelos, de cerveza, helados, postres, sopas preparadas, conservas y diversos
productos cárnicos. Es con mucho el colorante más utilizado en alimentación, representando
más del 90% del total de todos los añadidos.
Al ser un producto no definido químicamente, su composición depende del método preciso de
fabricación. La legislación exige que la presencia de algunas substancias potencialmente
nocivas quede por debajo de cierto límite. Los tipos I y II son considerados perfectamente
seguros, y la OMS no ha especificado una ingestión diaria admisible. En el caso de los tipos III y
IV la situación es algo distinta, ya que la presencia de amoniaco en el proceso de elaboración
hace que se produzca una substancia, el 2-acetil-4-(5)-tetrahidroxibutilimidazol, que puede
afectar al sistema inmune. También se producen otras substancias capaces de producir, a
grandes dosis, convulsiones en animales. Por esta razón el comité FAO/OMS para aditivos
alimentarios fija la ingestión diaria admisible en 200 mg/Kg de peso para estos dos tipos. En
España el uso de caramelo “al amoniaco” está prohibido en aplicaciones en las que, sin
embargo, se autorizan los otros tipos, por ejemplo en ciertas clases de pan.
Aproximadamente la mitad de los componentes del caramelo son azúcares asimilables. Aunque
no se conoce con mucha precisión, parece que los otros componentes específicos del caramelo
se absorben poco en el intestino. Dosis de hasta 18 g/día en voluntarios humanos no producen
más problemas que un ligero efecto laxante. Los experimentos realizados para estudiar el
posible efecto sobre los genes de este colorante han dado en general resultados negativos,
29
aunque en algunos casos, debido a la indefinición del producto, los resultados fueran
equívocos.
Carbón medicinal (E-153)
Este producto se obtiene, como su nombre indica, por la carbonización de materias vegetales
en condiciones controladas. El proceso de fabricación debe garantizar la ausencia de ciertos
hidrocarburos que podrían formarse durante el proceso de carbonización y que son
cancerígenos. Por ello debe cumplir unas normas de calidad muy estrictas, las que exige su uso
para aplicaciones farmacéuticas. En la legislación española tiene la consideración de colorante
natural. Como colorante tiene muy poca importancia, pero un producto semejante, el carbón
activo, es fundamental como auxiliar tecnológico para decolorar parcialmente mostos, vinos y
vinagres, desodorizar aceites y otros usos. Este producto se elimina por filtración en la industria
después de su actuación, y no se encuentra en el producto que llega al consumidor.
Carotenoides (E-160)
Dentro de este grupo de colorantes encontramos los siguientes:
Alfa, beta y gamma caroteno
Bixina, norbixina, (Rocou, Annato)
Capsantina, capsorrubina
Licopeno
Beta-apo-8’-carotenoico
Ester etílico del ácido Beta-apo-8’-carotenoico
Los carotenoides y las xantofilas (E-161) son un amplio grupo de pigmentos vegetales y
animales, del que forman parte más de 450 substancias diferentes, descubriéndose otras
nuevas con cierta frecuencia. Se ha calculado que la naturaleza fabrica cada año alrededor de
100 millones de toneladas, distribuidas especialmente en las algas y en las partes verdes de los
vegetales superiores. Alrededor del 10% de los diferentes carotenoides conocidos tiene
30
actividad como vitamina A en mayor o menor extensión. Alrededor del 10% de los diferentes
carotenoides conocidos tiene mayor o menor actividad como vitamina A.
Los carotenoides utilizados en la fabricación de alimentos se pueden obtener extrayéndolos de
los vegetales que los contienen (el aceite de palma, por ejemplo, contiene un 0,1%, que puede
recuperarse en el refinado) o, en el caso del beta-caroteno, beta-apo-8’-carotenal y ester etílico
al ácido beta-apo-8’-carotenoico, por síntesis química. Los dos últimos no existen en la
naturaleza.
La bixina y la norbixina se obtienen de extractos de la planta conocida como bija, roccou o
annato (Bixa riptófa ). Son compuestos algo diferentes químicamente entre ellos, siendo la
bixina soluble en las grasas e insoluble en algua y la norbixina a la inversa. Se han utilziado
desde hace muchos años para colorear productos lácteos, y su color amarillo puede aclararse
por calentamiento, lo que facilita la obtención del tono adecuado. La capsantina es el colorante
típico del pimiento rojo y del pimentón, siendo España el principal productor mundial. Sus
aplicaciones en la fabricación de embutidos son de sobra conocidas. El licopeno es el colorante
rojo del tomate y los carotenos están distribuidos muy ampliamente entre los vegetales,
especialmente el beta-caroteno, que es también el colorante natural de la mantequilla.
No son muy solubles en las grasas, y, con la excepción de la norbixina, prácticamente nada en
agua. Cuando se utilizan para colorear bebidas refrescantes (el beta-caroteno especialmente,
para las bebidas de naranja), es en forma de suspensiones desarrolladas específicamente con
este fin. Tienen la ventaja de no verse afectados, como otros colorantes, por la presencia de
ácido ascórbico, el calentamiento y la congelación, así como su gran potencia colorante, que ya
resulta sensible a niveles de una parte por millón en el alimento. Sus principales inconvenientes
son que son caros y que presentan problemas técnicos durante su utilización industrial, ya que
son relativamente difíciles de manejar por su lentitud de disolución y por la facilidad con que se
alteran en presencia de oxígeno. Pierden color riptófano en productos deshidratados, pero en
cambio resisten bien el enlatado.
Algunos de ellos (el beta-caroteno y el beta-apo-8’-carotenal, especialmente y, mucho menos,
el E-160 f) tienen actividad como vitamina A, en la que se pueden transformar en el organismo.
La ingestión de cantidades muy elevadas de esta vitamina puede causar intoxicaciones graves.
31
Sin embargo, las dosis necesarias para originar este efecto quedan muy por encima de las que
podrían formarse a partir de los carotenoides concebiblemente presentes como aditivo
alimentario. La ingestión diaria admisible según el comité FAO/OMS es de hasta 0,065 mg/Kg de
peso en el caso del E-160 B y de 5 mg/Kg de peso en los E-160 e y E-160 f. Se han descrito
algunos casos, raros, de alergia al extracto de bija.
La legislación española autoriza el uso del caroteno sin límites para colorear la mantequilla y la
margarina, 0,1 g/kg en el yogur, 200 mg/kg en conservas de pescado, 300 mg/kg en los
productos derivados de huevos, conservas vegetales y mermeladas, y hasta 600 mg/kg en
quesos. En sus aplicaciones en bebidas refrescantes, helados y productos cárnicos no tiene
limitaciones. En Estados Unidos solo se limita el uso del E-160 e (0,015 g/libra).
Los carotenoides son cada vez más usados en tecnología alimentaria a pesar de los problemas
que se han indicado, especialmente ante las presiones ciudadanas contra los colorantes
artificiales. Esto es especialmente notable en el caso de las bebidas refrescantes. También se
está extendiendo en otros países la utilización del colorante del pimentón y de la propia
especia.
Desde hace algunos años se ha planteada la hipótesis de que el beta-caroteno, o mejor, los
alimentos que lo contienen, pueden tener un efecto protector frente a ciertos tipos de cáncer.
Los datos epidemiológicos parecen apoyarla, pero la complejidad del problema hace que aún
no se puedan indicar unas conclusiones claras, ni mucho menos recomendar la ingestión de
dosis farmacológicas de esta substancia.
Xantofilas (E-161)
Dentro de este grupo podemos encontrar también:
Flavoxantina
Luteína
Criptoxantina
Rubixantina
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Violoxantina
Rodoxantina
Cantaxantina
Las xantofilas son derivados oxigenados de los carotenoides, usualmente sin ninguna actividad
como vitamina A. La criptoxantina es una excepción, ya que tiene una actividad como vitamina
A algo superior a la mitad que la del beta-caroteno. Abundan en los vegetales, siendo
responsables de sus coloraciones amarillas y anaranjadas, aunque muchas veces éstas estén
enmascaradas por el color verde de la clorofila. También se encuentran las xantofilas en el
reino animal, como pigmentos de la yema del huevo (luteína) o de la carne de salmón y concha
de crustáceos (cantaxantina). Esta última, cuando se encuentra en los crustáceos, tiene a veces
colores azulados o verdes al estar unida a una proteína. El calentamiento rompe la unión, lo que
explica el cambio de color que experimentan algunos crustáceos al cocerlos. La cantaxantina
utilizada como aditivo alimentario se obtiene usualmente por síntesis química.
La cantaxantina era el componente básico de ciertos tipos de píldoras utilizadas para conseguir
un bronceado rápido. La utilización de grandes cantidades de estas píldoras dio lugar a la
aparición de problemas oculares en algunos casos, por lo que, con esta experiencia del efecto
de dosis altas, se tiende en algunos apieses a limitar las cantidades de este producto que
pueden añadirse a los alimentos. Por ejemplo, en Estados Unidos el límite es de 30 mg/libra.
En España, las xantofilas se utilizan para aplicaciones semejantes a las de los carotenoides
(excepto en el queso), con las mismas restricciones.
Estos colorantes tienen poca importancia como aditivos alimentarios directos. Unicamente la
cantaxantina, de color rojo semejante al del pimentón, se utiliza a veces debido a su mayor
estabilidad. Son en cambio muy importantes como aditivos en el alimento suministrado a las
truchas o salmones criados en piscifactorías, y también en el suministrado a las gallinas. El
objetivo es conseguir que la carne de los peces o la yema de los huevos tenga un color más
intenso. El colorante utilizado en cada caso concreto depende de la especie animal de que se
trate, y suele aportarse en forma de levaduras del género Rhodatorula o como algas Spirulina ,
más que como substancia química aislada.
33
Rojo de remolacha, betanina, betalaína, (E-162)
Este colorante consiste en el extracto acuoso de la raíz de la remolacha roja (Beta vulgaris).
Como tal extracto, es una mezcla muy compleja de la que aún no se conocen todos sus
componentes. A veces se deja fermentar el zumo de la remolacha para eliminar el azúcar
presente, pero también se utiliza sin más modificación, simplemente desecado.
Aunque este colorante resiste bien las condiciones ácidas, se altera fácilmente con el
calentamiento, especialmente en presencia de aire, pasando su color a marrón. El mecanismo
de este fenómeno, que es parcialmente reversible, no se conoce con precisión. Se absorbe
poco en el tubo digestivo. La mayor parte del colorante absorbido se destruye en el organismo,
aunque en un cierto porcentaje de las personas se elimina sin cambios en la orina.
Ante la preocupación del público por el uso de colorantes artificiales, el rojo de remolacha está
ganando aceptación, especialmente en productos de repostería, helados y derivados lácteos
dirigidos al público infantil. En España se utiliza en bebidas refrescantes, conservas vegetales y
mermeladas (300mg/kg), conservas de pescado (200mg/kg), en yogures (hasta 18 mg/Kg) y en
preparados a base de queso fresco, hasta 250 mg/Kg.
No se conocen efectos nocivos de este colorante y la OMS no ha fijado un límite a la dosis diaria
admisible.
Antocianos (E-163)
Son un grupo amplio de substancias naturales, bastante complejas, formadas por un azúcar
unido a la estructura química directamente responsable del color. Son las substancias
responsables de los colores rojos, azulados o violetas de la mayoría de las frutas y flores.
Usualmente cada vegetal tiene de 4 a 6 distintos, pero algunos tienen prácticamente uno solo
(la zarzamora, por ejemplo) o hasta 15. No existe una relación directa entre el parentesco
filogenético de dos plantas y sus antocianos.
Los antocianos utilizados como colorante alimentario deben obtenerse de vegetales
comestibles. La fuente más importante a nivel industrial son los subproductos (hollejos, etc.)
de la fabricación del vino. Los antocianos son los colorantes naturales del vino tinto, y en
algunos casos permiten distinguir químicamente el tipo de uva utilizado. Son, evidentemente,
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soflubles en medio acuoso. El material extraído de los subproductos de la industria vinícola,
denominado a veces “enocianina”, se comercializa desde 1879, y es relativamente barato. Los
otros antocianos, en estado puro, son muy caros.
Los antocianos son substancias relativamente inestables, teniendo un comportamiento
aceptable únicamente en medio ácido. Se degradan, cambiando el color, durante el
almacenamiento, tanto más cuanto más elevada sea la temperatura. También les afecta la luz,
la presencia de sulfitos (E-220 y siguientes), de ácido ascórbico y el calentamiento a alta
temperatura en presencia de oxígeno. El efecto del sulfito es especialmente importante en el
caso de los antocianos naturales de las frutas que se conservan para utilizarlas en la fabricación
de mermeladas.
Se utilizan relativamente poco, solamente en algunos derivados lácteos, helados, caramelos,
productos de pastelería y conservas vegetales (hasta 300 mg/kg), aunque están también
autorizados en conservas de pescado (200 mg/kg), productos cárnicos, licores, sopas y bebidas
refrescantes. Como los demás colorantes naturales, en bastantes casos no tienen más
limitación legal a su uso que la buena práctica de fabricación, aunque esta situación tiende a
cambiar progresivamente. Cuando se ingieren, los antocianos son destruídos en parte por la
flora intestinal. Los absorbidos se eliminan en la orina, muy poco, y fundamentalmente en la
bilis, previas ciertas transformaciones. En este momento son substancias no del todo
conocidas, entre otras razones por su gran variedad, siendo objeto actualmente de muchos
estudios.
La ingestión diaria de estas substancias, procedentes en su inmensa mayoría de fuentes
naturales, puede estimarse en unos 200 mg por persona.
1.2.4 SABORIZANTES
El sabor, el aspecto y la textura son los tres atributos más importantes que pueden apreciarse
en un alimento.
La importancia relativa de cada uno de ellos varía con el tipo de alimento y la ausencia o el
deterioro de alguno afecta la calidad sensorial del mismo, resultando en una menor aceptación
o en el rechazo por parte del consumidor.
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El sabor puede definirse como la suma de aquellas características de cualquier material
introducido en la boca y percibido por los sentidos de gusto y olfato, así como la sensación
química térmica o dolorosa (táctil superficial) bucales tal como son recibidas e interpretadas
por el cerebro, o más sencillamente como la combinación de gusto y olfato evocadas por una
sustancia en la boca.
El sabor, entonces está conformado por tres componentes:
El gusto, que corresponde a la sensación percibida por las papilas gustativas,
localizadas principalmente en la lengua y el paladar, básicamente podemos percibir
cuatro gustos: dulce, ácido, salado y amargo.
El aroma, generado por miles de componentes volátiles detectado por células
especializadas ubicadas en el epitelio de la cavidad nasal (sentido del olfato), existe un
gran número de aromas diferentes y sus clasificaciones hasta el momento son
parciales.
Las sensaciones térmicas percibidas por terminaciones nerviosas no específicas del
trigémino.
1.2.4.1 EL SABOR DE LOS ALIMENTOS
Todo alimento o bebida posee sabor, éste puede encontrarse en estado natural, como ocurre
en las frutas y otros vegetales o puede generarse mediante reacciones térmicas entre
precursores durante la cocción, fritura u horneado, tal como ocurre, por ejemplo, con el aroma
de la carne, producto de la interacción a alta temperatura entre aminoácidos y azúcares.
También puede generarse por reacciones enzimáticas (queso) o reacciones microbianas
(manteca). En muchos casos se combinan en forma compleja varios factores (el aroma y sabor
del cacao y café son consecuencia de una sucesión de reacciones enzimáticas y térmicas).
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La intensidad del sabor de los alimentos es muy variable, en algunos casos es suave y en otros
es lo suficientemente intensa para modificar las características de otros productos con los que
se combina, como el caso de ciertas hierbas, especias, cacao, azúcar, sal, etc.
1.2.4.2 CARACTERÍSTICAS DE AGENTES GENERADORES DE SABOR EN ALIMENTOS
El sabor es generado por sustancias químicas presentes en el alimento. Tanto el gusto como el
olfato son sentidos químicos y sus estímulos son reacciones químicas entre moléculas y
terminaciones nerviosas de la boca o nariz.
Deben existir moléculas volátiles para producir aroma y moléculas solubles en agua para
generar gusto. Si bien es difícil generalizar acerca de las sustancias que generan el sabor, a
continuación se dan algunos datos:
Se han identificado más de 5000 compuestos presentes en los alimentos que cumplen
función de saborizar.
La proporción en peso de los componentes saborizantes presentes naturalmente en el
alimento es prácticamente imposible de determinar, dada la imposibilidad de su
aislamiento completo, no obstante se estima que este valor varía entre unas pocas a
un centenar de partes por millón (ppm), con concentraciones de componentes
individuales del orden de partes por billón y en algunos casos aún menores.
La mayor parte de las sustancias saborizantes son volátiles, con puntos de ebullición
entre 20°C y 300°C, sin embargo existen evidencias de que moléculas mayores, con
altos pesos moleculares pueden cumplir un rol importante. Los componentes
saborizantes de los alimentos son principalmente lipofílicos, en sus moléculas poseen
una gran diversidad de grupos químicos: Aldehídos. Alcoholes, esteres, cetonas, ciclos,
aminas, etc.
Los pesos moleculares se encuentran principalmente entre 50 y 250.
A pesar de que se pueden identificar un gran número de componentes saborizantes
presentes en un alimento (se encontraron más de 700 compuestos responsables del
aroma del café); en general un menor número de ellos tiene impacto significativo en el
37
perfil del sabor, se les denomina compuestos clave o compuestos de carácter de
impacto; como ejemplo se pueden citar: 2 metil butirato de etilo en la manzana, furfuril
mercaptano en el café, trans 2, cis 6 nonadienal en el pepino, metil-2 piridil cetona en el
pochoclo (pororó), diacetilo en la manteca y antranilato de metilo en la uva.
Naturales
Se obtienen de fuentes naturales de uso alimenticio exclusivamente por métodos físicos tales
como extracción, destilación y concentración.
Sintéticos Idénticos a los Naturales
Elaborados químicamente pero idénticos a productos existentes en alimentos naturales, como
ejemplos se pueden citar: diacetilo, aldehído benzoico, acetato de anisilo, benzofenona.
Artificiales
También se obtienen por procedimientos químicos, pero aún no se han identificado productos
similares en la naturaleza. Son productos reconocidos como inocuos; entre ellos: etil vainillina
y etil maltol.
Con la aplicación de técnicas avanzadas para el aislamiento e identificación de componentes
saborizantes presentes en los alimentos, es probable que muchas sustancias actualmente
caracterizadas como artificiales pasaran a engrosar la categoría de idénticos a los naturales en
un futuro cercano.
Los consumidores tienden a relacionar el carácter de natural con pureza, seguridad e
inocuidad, tendiendo a preferir alimentos con sabores naturales, su desarrollo es actualmente
un desafío para las industrias de sabores.
38
1.2.5 GELATINA
La Gelatina es una sustancia sólida, incolora, translúcida, quebradiza y casi insípida que se
obtiene a partir del colágeno procedente del tejido conectivo de despojos animales hervidos
con agua.
En el animal, la gelatina no existe como componente, se la obtiene, como ya se dijo, por
hidrólisis parcial irreversible del colágeno, su precursor insoluble. En el colágeno, la unidad
básica está formada por tres cadenas de polipéptidos, enrolladas en forma de hélice y
estabilizadas por uniones intramoleculares. Esto hace que el colágeno exhiba propiedades
mecánicas únicas y forme la estructura del tejido conectivo de la piel, los tendones, los
cartílagos y los huesos de los animales.
La gelatina es una proteína compleja, es decir, un polímero compuesto por aminoácidos. Esta
proteína carece de los principales aminoácidos esenciales para la nutrición humana como
valina, tirosina y triptófano, y por lo tanto no tiene valor como alimento. Como sucede con los
polisacáridos, el grado de polimerización, la naturaleza de los monómeros y la secuencia en la
cadena proteica determinan sus propiedades generales. Una notable propiedad de esta
molécula es su comportamiento frente a temperaturas diferentes: se derrite con el agua
caliente y se solidifica nuevamente y se hincha con el agua fría.
La gelatina es una proteína, es decir, un polímero compuesto por aminoácidos. Esta proteína
carece de los principales aminoácidos como vaina, tirosina y riptófano, y por lo tanto no tiene
valor como alimento. Como los polisacáridos, el grado de polimerización, la naturaleza de los
monómeros y la secuencia en la cadena proteica determinan sus propiedades generales.
En el animal, la gelatina no existe como componente, se la obtiene por hidrólisis parcial del
colágeno, su precursor insoluble.
La conversión del colágeno insoluble a la gelatina soluble constituye la transformación esencial
de su elaboración industrial. El proceso puede llevar a diferentes gelatinas dependiendo de las
rupturas en las uniones intramoleculares. Tanto la gelatina alimenticia como la no alimenticia
llevan, más o menos, el mismo proceso, pero una requiere ciertas condiciones de higiene
39
especiales por su destino posterior que es la alimentación.
Los recortes de piel suelen recuperarse como materia prima para la fabricación de gelatina; los
recortes de piel sin curtir, así como los descarnes, provenientes del descarnado y dividido, no
aprovechables para obtener cuero. En el caso del cuero wet-white, las rebajaduras están
exentas de cromo y pueden ser fácilmente descurtidas hasta el punto de que pueden ser
empleadas como una valiosa materia prima para la fabricación de gelatina.
Entonces, tenemos que las materias primas básicas para la fabricación son descarne fresco,
descarne piquelado, descarne cabeza, recortes frescos provenientes de vacunos, las cuales son
descargadas en un sector de la Planta destinado al efecto.
Tabla 2: Composición de los aminoácidos.
ELEMENTO COMPOSICION
Lycina 4%
Alanina 9%
Arginina 8%
Acido aspártico 5%
Glycina 23%
Prolina 13%
Hidroxiprolina 12%
Acidos 10%
Otros aminoácidos 5%
Fuente: PROGEL S.A
40
Compatibilidad
La gelatina tiene buena afinidad con otros coloides como carragenatos, agares, alginatos y
pectinas. Además es compatible con los ácidos, los azúcares, los polisacáridos y los colores y
sabores usados normalmente en las formulaciones, en muchas de las cuales ayuda a realzar el
sabor de los demás ingredientes.
Solubilidad
La gelatina es insoluble en agua fría, pero fácilmente soluble en agua tibia. Cuando la gelatina
se añade al agua fría, las partículas se hinchan absorbiendo varias veces su peso en agua y una
vez hidratadas entran fácilmente en solución al incrementarse la temperatura.
Fuerza de gel (Bloom)
El grado bloom de una gelatina es la capacidad que tiene para formar un gel a un volumen
dado, bajo condiciones controladas. La fuerza de una gel depende de la concentración de
gelatina utilizada y de otros factores intrínsecos y extrínsecos, tales como el peso molecular, la
temperatura utilizada, las condiciones de extracción, el pH y la presencia y concentración de
electrolitos y no electrolitos. La rigidez de un gel se incrementa con el tiempo hasta que alcanza
su equilibrio al cabo de las 18 horas de maduración.
Viscosidad
Es la propiedad que, junto con el bloom, debe tenerse en cuenta en el momento de seleccionar
una gelatina para un uso determinado. Usualmente varía entre 25 y 60 milipoises a 60°C,
medida al 6,66% de concentración. Se incrementa con la concentración y desciende con la
temperatura; además, se ve afectada por el pH de la solución, debido a los cambios físico –
químicos que ocurren en la molécula de gelatina a diferentes valores de pH.
Color
El color de la gelatina, el cual es importante para algunos usos, depende de los materiales
utilizados y del proceso de fabricación. Es medido a alta concentración, comparándolo contra
escalas de color establecidas.
41
Claridad
Es la medida de la turbidez de una solución de gelatina expresada en N.T.U (Unidades
Nefelométricas de Turbidez). Indica básicamente la eficiencia en los procesos de filtración
llevados a cabo durante el proceso.
Ceniza
Es el contenido de sustancias minerales en la gelatina por efecto del proceso de fabricación y es
medida como el residuo después de incinerar una muestra de gelatina en un horno de
temperatura controlada.
1.2.6 PROPIEDADES DE LOS SOLIDOS
las propiedades de los sólidos permiten dar a conocer las características de los materiales, ya
sean como partícula individual o como conglomerados como es el caso de las harinas ó mezclas
de materiales pulverulentos, siendo esta última objeto de estudio del presente trabajo. Un
material pulverulento tiene la característica de poseer un flujo no libre, ya que las partículas
actúan como aglomerados o en masas, el flujo es discontinuo, desordenado y no uniforme, por
otra parte las partículas poseen un diámetro pequeño, la densidad es baja y el área superficial
alta; cuando el material posee altos porcentajes de humedad, este puede exhibir cohesividad y
adhesividad en mayor o menor grado; por tal razón es importante determinar propiedades
como:
Densidad aparente (A): Masa total correspondiente a la unidad de volumen ocupado
por el material.
Densidad aparente empacada (P): Es la cantidad total de material que puede ocupar un
volumen después de someterlo a vibración en un determinado tiempo.
Estas densidades pueden determinarse mediante la Balanza Schopper la cual está
estandarizada para determinar la masa en un volumen específico que corresponde a un cuarto
(1/4) de Litro, es decir 250 cm3. De la determinación de estas dos propiedades pueden
obtenerse por cálculos matemáticos otras como:
42
Densidad Aparente promedio (AP):
Densidad Aparente de trabajo (W):
(P-A)C+A
Compresibilidad (C): Es el grado de compactación que sufre el material cuando se ha
sometido a cierta compresión durante un determinado tiempo.
(P-A/P)+100%
Porosidad (p):
(1-W/G)*100%
Donde G es la gravedad específica (A/P). Mide el porcentaje de huecos vacíos, poros o espacios
que hay en una masa de sólidos.
1.2.7 INDICE DE MEZCLADO
El mezclado de sólidos puede darse en dos escalas diferentes; el macro y micro mezclado, el
tipo de operación que se aplique depende de las características del material a mezclar.
El macromezclado o mezclado convectivo es aplicado principalmente a materiales que fluyen
libremente y con tamaños de partícula por encima de 76μm.
En la mezcla de productos granulares en fase sólida la probabilidad de obtener una distribución
ordenada de las partículas es prácticamente nula. En la mezcla de sólidos se presentan tres
diferentes tipos de mecanismo que suelen asociarse e interaccionar a la hora de realizar la
operación de mezclado, tales mecanismos son: convección, transporte de partícula de un lado
a otro, difusión, movimiento aleatorio de partículas individuales y transporte, cizallamiento o
corte.
Como consecuencia de estos movimientos de partículas durante la operación de mezclado se
da el fenómeno de segregación; es decir que la mezcla y desmezclado tienen lugar
simultáneamente), los principales mecanismos que influyen en la segregación de sólidos son la
percolación, vibración y transporte, como se muestra en la figura 1.
43
Figura 1: Mecanismos de Segregación.
Percolación Vibración Transporte
El grado de uniformidad esta dado por el índice de mezclado que indica el criterio de equilibrio
de los componentes de la mezcla, que depende a su vez del tipo de mezcladora. El control en
esta etapa consiste en muestrear el material y analizar las muestras8.
En la industria de los alimentos es frecuente que las mezclas hayan de satisfacer unos
determinados requerimientos legales acerca de la composición, de tal manera existen diversos
índices de mezclado que permiten controlar la uniformidad de la mezcla y comparar el
funcionamiento entre los diferentes tipos de mezcladores, de tal manera se han planteado la
utilización de un índice de mezclado (Is), elegido de tal manera que varíen desde 0 hasta 1
durante el curso de la operación de mezclado, válido para mezclas de sólidos pulverulentos o
en partículas. A continuación se presentan las ecuaciones a través de las cuales se determina el
índice de mezclado:
8 Rodríguez S., Francisco. Ingeniería de la Industria Alimentaria. Vol. II Operaciones de Procesado de
Alimentos.
(Ecuación 1)
44
La manera de medir el comportamiento de la operación de mezclado y la uniformidad del
material a mezclar es determinando la desviación estándar (σm), la cual está dada por:
Donde, n es el número de muestras tomadas, Xi la concentración del componente en cada una
de las muestras y es la concentración media del componente en las muestras.
El valor de σm es válido para ensayos de un material específico y un determinado tipo de
mezclador, la concentración del componente o material específico suelen expresarse en fracción o
porcentaje.
Si se tiene la mezcla de dos componentes, consistentes en una fracción p de un componente P y
una fracción q del componente Q; antes de iniciarse el mezclado, cualquier muestra pequeña que
se tome consistirá en un componente puro para los materiales que componen la mezcla, en estas
condiciones la desviación estándar para “mezclado a tiempo cero” (σ0) y corresponde al estado e
que no hay ninguna interacción de las partículas.
(Ecuación 2)
(Ecuación 3)
(Ecuación 4)
(Ecuación 5)
45
Donde p es la fracción másica global del componente A en la mezcla9; el componente A de la
mezcla se ha denominado como el elemento trazador.
La probabilidad de que una partícula escogida al azar sea del componente Q es q y de que no
sea Q es (1-q), a muestras que contengan N partículas, la desviación estándar para una mezcla
perfecta viene dada por:
=
Para sólidos granulares este valor es distinto de cero, mientras que para pastas puede ser cero,
suponiendo que los análisis sean precisos. A medida que el tiempo de operación transcurre la
mezcla se volverá más ordenada al azar y después de un tiempo el estado aleatorio de alcanza,
lo que significa que el producto está bien mezclado; el estado a tiempo cero y el estado
aleatorio para una mezcla perfecta al azar, muestra en la figura 2.
9 McCABE, OPERACIONES UNITARIAS INGENIERIA QUIMICA. 6° EDICION. PAGINA 1031.
(Ecuación 6)
(Ecuación 7)
46
2. METODOLOGIA
Este capítulo describe la metodología aplicada para el desarrollo de los objetivos propuestos. El
trabajo parte de un producto que se tiene en el mercado el cual se tomo como punto de
referencia para hacer una extensión de línea, que será una mezcla en polvo para preparar
gelatina empleando colores y sabores naturales. Se realizó una experimentación, la cual se
divide en una etapa pre experimental y otra experimental para terminar con la evaluación
sensorial, y de esta manera conocer la aceptación del producto. Se aclara que el presente
trabajo es realizado para la empresa PRODUCTOS LA UNIDAD Ltda., por tanto no se muestra la
totalidad de la información pues esta es confidencial.
2.1 METODOLOGIA DE LA EXPERIMENTACION
La experimentación se realizo en las instalaciones de Productos La Unidad y en la Planta Piloto
de cereales de La Universidad de La Salle.
2.1.1 EQUIPOS DE TRABAJO
Para la etapa preexperimental se utilizaron los siguientes equipos: Mezclador con agitador
manual, balanza digital, tabla de colores (PANTONE), pHmetro, contenedores o platos. A
continuación se hace una breve descripción de cada equipo utilizado.
2.1.1.1 Mezclador de tambores: Fabricado en acero inoxidable con capacidad para 10L, 0,6
H.P de potencia, opera a 30 rpm, 220 voltios.
2.1.1.2 Balanza analítica: con capacidad para 2000g y precisión de 0,01mg.
2.1.1.3 Balanza digital: Balanza digital marca JAVAR con capacidad para 3Kg con división de
escala de 0,1g. con una bandeja de acero inoxidable, display de cristal líquido de
bajo consumo.
2.1.1.4 pHmetro: marca OAKTON, con pantalla grande.
2.1.1.5 Tabla de colores PANTONE: sistema de definición cromática, basado en una paleta
o gama de colores.
2.1.2 ETAPA PREEXPERIMENTAL
Esta etapa se realizó con el fin de establecer la concentración de colorante y del sabor que
debe llevar la fórmula de la mezcla en polvo.
47
2.1.2.1 SELECCIÓN DE LOS COLORANTES
Teniendo en cuenta la revisión bibliográfica se pudo concluir que las principales
fuentes para los colorantes naturales que a Productos La Unidad le interesaban,
estaban en el rojo de cochinilla y en los derivados de la cúrcuma y el achiote.
Conociendo los colorantes a utilizar se procedió a la búsqueda de las muestras de
los mismos con compañías que los venden en el mercado local conforme a la
siguiente tabla:
Tabla 3: Selección de compañías que proveen colorantes naturales a nivel local.
EMPRESA COLORANTE NATURAL
DISAROMAS NO
CIMPA (Representante de Tuzca,
Frutaroma) NO
PICOLINI NO
POLAROMA NO
POLYAROMA (Representante de
Firmenich) SI
DELTAGEN SI
Fuente: autor
Se encontraron dos compañías que proveen los colorantes naturales en el
mercado local, a saber POLYAROMA y DELTAGEN, se solicitaron muestras de los
mismos considerando los siguientes parámetros de selección:
Tonalidad del Color: tonos para rojo mora. Amarillo naranja y amarillo claro
para la piña.
Estabilidad a pH bajos (3,5 – 4,5) y al calor (85±5°C máximo)
Solubilidad: completamente soluble en agua; produce soluciones
transparentes (no deja residuos).
Vida útil: Seis meses o más.
Aplicaciones: Adecuado para ser utilizado en mezclas en polvo.
48
Las dos compañías suministraron los colorantes naturales con las siguientes características:
Tabla 4: Características de los colorantes naturales suministrados.
COLOR PROVEEDOR APARIEN
CIA
ESTABILIDAD
APLICACIONES SOLUBILIDAD DOSIFICACION VIDA
UTIL pH CALOR
EXTRACTO
DE ANATO
(AMARILLO)
DELTAGEN
Líquido
viscoso
de color
rojo
oscuro.
3,5-
13
excele
nte
Mezclas en
polvo para
postres, jugos
de frutas,
panadería.
Totalmente
soluble en
agua.
0.001 – 0.5% 12
meses
EXTRACTO
DE
CURCUMA
(AMARILLO)
DELTAGEN
Líquido
negro
viscoso
3,5-
13
excele
nte
Mezclas en
polvo para
postres, jugos
de frutas,
panadería.
Totalmente
soluble en
agua.
0.001 – 0.02% 6 meses
ACIDO
CARMINICO
(ROJO DE
COCHINILLA)
DELTAGEN
Líquido
rojo
purpura.
3,5-
10
excele
nte
Mezclas en
polvo para
postres, jugos
de frutas,
panadería.
Totalmente
soluble en
agua.
0,01-0,2% 12
meses
TURMERIC
120
(CURCUMA)
POLYAROMAS
Polvo fino
amarillo
claro.
3,6-
12
Excele
nte
Preparaciones
de frutas,
mermeladas,
yogurts,
postres.
Completame
nte soluble
en agua.
0,2-0,6% 12
meses
CARMIN HSD
20 (ácido
carmínico)
POLYAROMAS
Polvo fino
rojo
oscuro
3,6-
12
Excele
nte
Preparaciones
de frutas,
mermeladas,
yogurts,
postres.
Completame
nte soluble
en agua.
0,003-0,1% 12
meses
Fuente: Fichas Técnicas POLYAROMAS – DELTAGEN
La tabla número 4, muestra los colorantes suministrados por los proveedores para la
realización de los ensayos en etapa preexperimental. De acuerdo con la información
suministrada en las fichas técnicas entregadas por cada proveedor, se observa que cumple con
los parámetros solicitados.
49
Aunque ya se habían dado los parámetros a cumplir por los colorantes se hicieron pruebas a 2
de las variables ya que los factores que más contribuyen a la estabilidad de los colorantes
naturales son el pH y el calor10.
a. Estabilidad a pH bajos: se introduce el color en soluciones ácidas en un rango de pH
entre 3,5 y 4,5, dejando en reposo y en un espacio oscuro y seco por espacio de 48
horas, tiempo durante el cual el color debe mostrar estabilidad. Para ello cada 12 horas
se observa si hay degradación del color o no.
b. Estabilidad al calor: Se somete una solución de color a temperatura de ebullición
durante 10 minutos tiempo durante el cual se observa si hay degradación del color o
por el contrario se muestra estable.
2.1.2.2 DETERMINACION DE LA CONCENTRACION DEL COLOR: para determinar la
concentración ideal del color a utilizar se realizó por comparación visual tomando
como referencia la tonalidad de color artificial utilizada para la actual gelatina,
siendo este el patrón a seguir, se realizaron 6 diluciones con el colorante natural en
cada de las cuales se uso una cantidad diferente de color hasta establecer una
tonalidad de color ideal de acuerdo al sabor adicionado.
Por medio de la carta de color (ver anexo 3), conforme la norma técnica NTC 4604:
Evaluación de Color en Alimentos (ver anexo 4), se establece por comparación visual la
tonalidad ideal y con esto la cantidad a introducir en la formula de la mezcla.
2.1.2.3 SELECCIÓN DE LOS SABORIZANTES:
Para la selección de los saborizantes naturales, al igual que en el punto anterior se
seleccionaron las empresas que producen Jugo de Fruta Deshidratado, de lo cual se
encontraron dos compañías líderes en la producción de estas materias primas a
saber:
TECNACOL
BATUTIN ALTMAN CIA
No se incluyo en el estudio fruta deshidratada o pulpa de fruta deshidratada ya que estos
ingredientes no dispersan totalmente y en el producto final dejan una suspensión debido al
contenido de pectinas, fibras y otros componentes propios de las frutas.
10
MULTON, J.L. Aditivos y Auxiliares de Fabricación en las Industrias Agroalimentarias. 2° Edición.
50
Teniendo en cuenta que Productos La Unidad ya tenía seleccionado un proveedor para este
producto se procedió a trabajar con ese proveedor, como hemos mencionado anteriormente
este proyecto pertenece a la empresa y se desarrollo con los recursos de la misma por lo tanto
se utilizaron en lo posible las materias primas disponibles.
Para dar sabor a la mezcla se utilizó jugo de fruta deshidratado 100% natural, considerando el
sabor de mayor movimiento en el mercado; naranja, mora y piña (ver anexo 2: ficha técnica de
jugo de fruta deshidratado).
2.1.2.4 DETERMINACION DE LA CONCENTRACION DEL SABOR: Para Determinar la
concentración del jugo de fruta en la mezcla se realizo una evaluación sensorial
preliminar con un panel entrenado de 5 personas, esto con el fin de elegir el que
diera un sabor más acentuado. Para ello se realizaron 4 diluciones por cada sabor
en agua destilada, las cuales fueron evaluadas por cada uno de los jueces, esto con
el fin de establecer la cantidad de jugo de fruta deshidratado a adicionar dentro de
la fórmula.
Preparación de las muestras: se prepararon 4 muestras en 250ml de agua cada una, jugo de
fruta deshidratado y ácido cítrico; adicionado, así:
Tabla 5: Descripción de las muestras para determinar las concentraciones de sabor: mora
INGREDIENTE MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3 MUESTRA 4
Jugo de fruta
deshidratado: mora 20g 30g 40g 50g
Jugo de fruta
deshidratado: nja 20g 30g 40g 50g
Jugo de fruta
deshidratado: piña 20g 30g 50g 60g
Azúcar 0 25g 25g 25g
Acido cítrico 1,2g 1,2g 1,2g 1,2g
Fuente: autor
El gramaje utilizado por cada sabor se determino de acuerdo con la dosificación dentro del
rango sugerido por el proveedor (2-6% para mezclas en polvo). Se adiciono ácido cítrico para
ajustar el pH conforme al producto final y así determinar el sabor ideal para la mezcla. Con
ayuda del pHmetro y aumentando gradualmente la cantidad de ácido adicionado, así:
51
Tabla 6: Ajuste de pH para establecer concentración de sabor:
SABOR pH inicial ACIDO
CITRICO (g) pH final
Naranja 4.8 1.2 3.8
Mora 5.3 1.2 3.9
Piña 4.6 1.2 4.0
Fresa 4.6 1.2 4.0
Fuente: autor
Para este caso se hizo ajuste de pH según método AOAC # 935.46, a un rango entre 3.5 y 4.5,
considerando este el nivel de acidez que debe tener el producto final; esto considerando que
estos valores son muy cercanos al de materia primas.
Se aclara que los datos de los diferentes microelementos se anexan en el capítulo 3:
RESULTADOS Y DISCUSION.
2.1.2.4.1 Evaluación sensorial preliminar de sabor: teniendo las muestras preparadas se
procede a realizar un panel sensorial, en el cual se aplica una prueba afectiva de
preferencia, en la cual los jueces darán una calificación apreciativa a cada
muestra, para ello se entrega un formato a través del cual cada juez podrá
evaluar las muestras (ver anexo 5). El tiempo establecido para realizar la
evaluación sensorial preliminar es de dos días así: en la mañana se evalúa un
sabor, en la tarde otro sabor y para el día siguiente la rutina con los dos sabores
restantes.
Tabla 7: Descripción del método para determinar concentración de color y sabor.
ELEMENTO A
EVALUAR
TIPO DE ANALISIS METODO INSTRUMENTO
Color
Concentración de
color para ajustar
dosificación.
Evaluación sensorial
por comparación.
Tabla de colores
NTC 4604
Sabor
Concentración de
sabor para ajustar
dosificación.
Evaluación sensorial
de preferencia a
diferentes pH.
pH metro
Panel sensorial
Fuente: autor
52
La tabla 7, resume la metodología utilizada en la determinación de la concentración de color y
de sabor para introducir en la fórmula.
2.1.3 ETAPA EXPERIMENTAL
Esta etapa tiene por objeto establecer la fórmula del producto final. Para ello, se tienen dos
puntos de partida:
1. Formula de la mezcla en polvo para preparar gelatina con sabores y colores artificiales.
2. Concentraciones de color y sabor naturales determinadas previamente.
De acuerdo con lo anterior en el primer punto se tienen en cuenta únicamente los siguientes
ingredientes: azúcar, gelatina y reguladores de pH. Para el segundo punto se toma inicialmente
la concentración de color y de sabor resultantes de la evaluación preliminar; estos resultados se
muestran en el capítulo 3. Cabe aclarar que en este paso se tiene en cuenta la dosificación
recomendada por el proveedor (ver anexo 3 y 4: fichas técnicas de colorantes y jugos de fruta
deshidratado).
2.1.3.1 UNIFORMIDAD DE LA MEZCLA EN FASE SOLIDA
Para poder definir la uniformidad de la mezcla en fase sólida a través del tiempo, se determino
el índice de mezclado para el cual se tomó como trazador el colorante; que para el caso es el
extracto de achiote, extracto de cúrcuma y ácido carmínico, los cuales se constituyen como
ingrediente de la mezcla, cuyas cantidades se muestran en el numeral 3.2.2. El colorante es un
material que permite su medición a diferentes concentraciones. El proceso de mezclado se
realizo con 1000g de material durante un tiempo de operación de 10 minutos, a 30 r.p.m; se
tomó muestras por minuto con el fin de realizar seguimiento a la operación.
Las características del equipo para realizar la mezcla de los componentes se presenta a
continuación:
Modelo: RVL 10
Capacidad: 10L
Potencia: 0.6 H.P
30 r.p.m
220 Voltios
53
Figura 1: Mezclador de tambores. Planta Piloto. U. Salle
La medición del color se realizó por espectrofotometría método AOAC 941.15 en rango visible
de 554nm para el ácido carmínico, 460 nm para el extracto de achiote y 424nm para el extracto
de curcúmina. Esta operación se aplicó considerando los sabores; mora, naranja y piña, se
excluye la fresa ya que el laboratorio que provee el color no logró establecer las condiciones
necesarias para el color que corresponde al sabor fresa, dentro del tiempo estipulado para
llevar a cabo el presente trabajo. Los datos se esta etapa se muestra en el capítulo 3, numeral
3.2.1 del presente trabajo. A continuación se presenta los equipos y materiales de operación:
Equipo: Espectrofotómetro Génesis 10 UV Celdas de cuarzo – Sílice de 10mm Balones aforados de 100ml Balanza analítica
Figura 2: Espectrofotómetro Génesis 10 U.V
2.1.3.2 DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES DE LOS SOLIDOS:
Considerando que el material objeto de estudio es pulverulento se aplicó algunas de las propiedades de los sólidos en masa, los cuales se han mencionado en el capítulo 1, esta determinación se llevó a cabo para las mezclas en polvo, para llevar a cabo esta actividad se empleo la balanza Schooper.
54
2.1.3.3 DETERMINACION DE NUMERO DE PARTICULAS:
Para la determinación del número de partículas se utiliza un método matemático en el cual se relacionaron porcentajes de retención significativa de material en cada tamiz para cada una de las materia primas, diámetros de partícula, volumen de esfera, peso aparente mediante determinación en la balanza Schopper y fracción de cada componente o materia prima en la mezcla.
A continuación se describe el equipo y serie de tamices utilizados para determinar el número de partículas en la mezcla analizada:
Tabla 8: Serie de Tamices
Designación equivalente
Tyler mm µm
18 1 1000
20 0,850 850
25 0,710 710
30 0,600 600
35 0,500 500
50 0,300 300
60 0,250 250
80 0,180 180
100 0,150 150
120 0,125 125
140 0,106 106
170 0,090 90
200 0,075 75
Fuente: Manual del Ingeniero Químico
2.1.4 CARACTERIZACION FISICOQUIMICA
La caracterización fisicoquímica de las mezclas se realizó mediante los métodos de la AOAC
para determinar su composición estos se muestran en la tabla 9:
55
Tabla 9: Descripción de análisis bromatológicos realizados a las tres mezclas de gelatina con sabor
a mora, naranja y piña.
PRODUCTO ANALISIS TECNICA INSTRUMENTO
Mezcla en polvo sabor
a mora,naranja y piña. pH AOAC # 935.46 pH metro
Mezcla en polvo sabor
a mora, naranja y piña Humedad AOAC # 935.46 Estufa de secado
Mezcla en polvo sabor
a mora, naranja y piña Cenizas AOAC # 935.46 Mufla
Mezcla en polvo sabor
a mora, naranja y piña Sólidos totales Cálculo matemático No aplica
Mezcla en polvo sabor
a mora, naranja y piña Proteína Método Kjeldahl-
Gunning-Arnold.
Digestor Kjeldahl
Equipo de Destilación
Fuente: autora
2.1.5 ANALISIS MICROBIOLOGICO
Para realizar la evaluación microbiológica se tomo una de las mezclas con sabor a mora las cuales
fueron remitidas a Calidad Industrial, un laboratorio certificado donde se realizaron los siguientes
análisis:
Tabla 10: Descripción de los análisis microbiológicos realizados a una de las mezclas con sabor a
mora.
TIPO DE ANALISIS METODO
Recuento de mesófilos aerobios RSP (Recuento de siembra en profundidad)
Coliformes totales NMP (Número más probable)
Coliformes fecales NMP (Número más probable)
Recuento de mohos RSP (Recuento de siembra en profundidad)
Recuento de levaduras RSP (Recuento de siembra en profundidad)
Fuente: autor
56
2.1.6 ANALISIS SENSORIAL
La evaluación sensorial del producto terminado fue realizada en el Laboratorio de análisis
Sensorial del Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia. Cada una de las
muestras fue evaluada por 4 catadores entrenados, mediante una prueba descriptiva de ranking
para apariencia y color, aroma, sabor y consistencia (anexo 6).
2.1.7 ANALISIS DE RESULTADOS
Los resultados obtenidos se sometieron a un análisis estadístico de ANOVA multivariado de una
sola vía y para determinar cuáles muestras presentan diferencias se aplico una prueba de
contraste de rango múltiple.
57
3. RESULTADOS
Este capítulo muestra los resultados obtenidos durante todas las actividades realizadas para
obtener la mezcla en polvo para preparar gelatina. Se inicia mencionando los resultados de la
determinación del color por comparación visual, siguiendo con la estandarización de la
formulación, finalizando con la evaluación sensorial con panel entrenado.
3.1 SELECCIÓN DEL COLOR
Considerando 2 de los criterios de selección de color más relevantes en la estabilidad del
mismo establecidos por la empresa, se evaluaron 5 muestras, las cuales arrojaron el siguiente
resultado:
Tabla 11: Resultado de la selección del color natural
COLOR PROVEEDOR TONALIDAD
ESTABILI
DAD pH
bajos
ESTABILID
AD AL
CALOR
SOLUBILIDAD VIDA
UTIL
ENVASE
PARA LA
VENTA
TAMAÑO DE
MUESTRA
SUMINISTRADA
CARMIN
HSD20
(ácido
carminico)
POLYAROMA TONO PARA
ROJO MORA SI SI
COPLETAMEN
TE SOLUBLE
EN AGUA
12
meses
4 ó 5
KILOS 2 GRAMOS
TURMERIC
120 WSP
(cúrcuma)
POLYAROMA
TONOS PARA
AMARILLO
PIÑA
SI SI
COPLETAMEN
TE SOLUBLE
EN AGUA
12
meses
4 ó 5
KILOS 2 GRAMOS
BIOCON
BIXIN 50PP
(extracto
de anato)
DELTAGEN
TONO PARA
AMARILLO
NARANJA
SI SI
COPLETAMEN
TE SOLUBLE
EN AGUA
12
meses 5 KILOS 100 GRAMOS
BIOCON
TOR 120T
(extracto
de
cúrcuma)
DELTAGEN
TONO PARA
AMARILLO
PIÑA
SI SI
COPLETAMEN
TE SOLUBLE
EN AGUA
6
meses 5 KILOS 100 GRAMOS
BIOCON
APC 80S
(extracto
de
cochinilla)
DELTAGEN TONO PARA
ROJO MORA SI SI
COPLETAMEN
TE SOLUBLE
EN AGUA
12
meses 5 KILOS 100 GRAMOS
Fuente: autora
La tabla anterior muestra los parámetros de selección establecidos para los colorantes
naturales, se observa que cumplen con lo establecido para el desarrollo del presente proyecto.
58
Sin embargo se confirma la estabilidad del colorante a pH bajos y al calor, de esta manera se
podrá elegir de forma definitiva el colorante a utilizar para el desarrollo de las mezclas.
Tabla 12: Resultado de la selección del color: Estabilidad a pH bajos
COLOR pH 6:00am
día 1
6:00pm
día 1
6:00am
día 2
6:00pm
día 2
CARMIN HSD20
(ácido
carmínico)
3,5 Estable Estable Levemen
te turbio
Turbio
4,0 Estable Estable Levemen
te turbio
Turbio
4,5 Estable Estable Levemen
te turbio
Turbio
TURMERIC 120
WSP (cúrcuma)
3,5 Estable Estable Estable Turbio
4,0 Estable Estable Estable Turbio
4,5 Estable Estable Estable Turbio
BIOCON BIXIN
50PP (extracto
de anato)
3,5 Estable Estable Estable Estable
4,0 Estable Estable Estable Estable
4,5 Estable Estable Estable Estable
BIOCON TOR
120T (extracto
de cúrcuma)
3,5 Estable Estable Estable Estable
4,0 Estable Estable Estable Estable
4,5 Estable Estable Estable Estable
BIOCON APC
80S (extracto de
cochinilla)
3,5 Estable Estable Estable Estable
4,0 Estable Estable Estable Estable
4,5 Estable Estable Estable Estable
Fuente: autora
La tabla anterior muestra que los colorantes de POLYAROMAS pierden estabilidad después de
12 horas en solución ácida, mientras que los colorantes de DELTAGEN se muestran muy estables
a pH entre 3,5 y 4,5, rango dentro del cual se encuentra el producto final.
59
Tabla 13: Resultado de la selección del color: Estabilidad al calor
COLOR TEMPERATURA
25°C 35°C 45°C 55°C 65°C 75°C 85°C 92°C
CARMIN HSD20 (ácido
carminico) Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable
TURMERIC 120 WSP
(cúrcuma) Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable
BIOCON BIXIN 50PP
(extracto de anato) Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable
BIOCON TOR 120T
(extracto de cúrcuma) Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable
BIOCON APC 80S
(extracto de
cochinilla)
Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable Estable
Fuente: autora
La tabla anterior muestra total estabilidad de los colores evaluados en un rango de
temperatura entre 25°C y 92°C, manteniendo esta última temperatura durante 10 minutos,
tiempo que durante el cual se hace la preparación del producto final.
Dado que los colorantes naturales que mejor se ajustan a los parámetros de selección son los
suministrados por DELTAGEN, adicional a esto el tamaño de muestra entregada es significativa
para el desarrollo del proyecto; se seleccionaron los colores de DELTAGEN que representa a
BIOCON del Perú.
3.2 ETAPA PREEXPERIMENTAL
3.2.1 Resultados de la Concentración del color: la empresa tiene una perspectiva de color para
sus productos, para los cuales se ha definido una gama de color para rojos y una para amarillos,
cada uno de los colores tiene un código asignado (ver anexo 3), se encuentran después de
realizar la comparación con la carta de colores tomando como referencia el color de la gelatina
que ya se encuentra en el mercado, arroja el siguiente resultado, aclarando que el código
asignado a las muestras corresponde al color de la carta de color según el anexo 3.
60
Tabla 14: Resultado de la evaluación de color por comparación para la gama de rojo con
extracto de cochinilla.
Muestra
Patrón
Muestra 1
(1x10-4g/ml)
Muestra 2
(2x10-4g/ml)
Muestra 3
(3x10-4g/ml)
Muestra 4
(4x10-4g/ml)
Muestra 5
(5x10-4g/ml)
#FF3366 #FF3300 #FF0033 #FF3333 #FF0066 #FF3366
Fuente: autor
La anterior tabla muestra el tono de cada concentración, donde se prepararon 5 muestras de
extracto de cochinilla a diferentes diluciones, partiendo de un patrón que el tono del color
artificial que se ha utilizado para otras mezclas. Se tiene del más concentrado al de menor
concentración, observando que la dilución de mayor concentración da el tono más adecuado
para la mezcla con sabor a mora.
Tabla 15: Resultado de la evaluación de color por comparación para la gama de amarillo con
extracto de anato
Muestra
Patrón
Muestra 1
(10x10-5g/ml)
Muestra 2
(20x10-5g/ml)
Muestra 3
(30x10-5g/ml)
Muestra 4
(40x10-5g/ml)
Muestra 5
(50x10-5g/ml)
#FFFF00 #FF9900 #FF9933 #FFCC00 #FFCC33 #FFFF00
Fuente: autor
La anterior tabla muestra el resultado del color para la mezcla con sabor a naranja; donde se
prepararon 5 diluciones, de ácido carmínico siendo la de mayor concentración la que más se
ajusta.
Tabla 16: Resultado de la evaluación de color por comparación para la gama de amarillo con
extracto de cúrcuma.
Muestra
Patrón
Muestra 1
(20x10-5g/ml)
Muestra 2
(30x10-5g/ml)
Muestra 3
(40x10-5g/ml)
Muestra 4
(50x10-5g/ml)
#FFFF66 #FFCC33 #FFFF00 #FFFF33 #FFFF66
Fuente: autor
61
De igual manera que en los dos casos anteriores se prepararon 4 diluciones de extracto de
cúrcuma para determinar la concentración de color que más se ajusta a la mezcla con sabor a
piña.
3.2.1.1 Resultado final de la concentración del color: Después de asignar un código a cada color,
se determina que el color adecuado según el sabor adicionado debe ser conforme al código
asignado a cada muestra.
Tabla 17: Color final correspondiente a cada sabor.
SABOR CODIGO COLOR
Mora #FF3366
Naranja #FFFF00
Piña #FFFF66
Fuente: autor
La empresa tiene una perspectiva de color definida para sus productos; en una gama de color
rojo que va desde #FFFF00 hasta #FF3366, y la gama de amarillos que va desde #FF9900 hasta
#FFFF66, de acuerdo con la carta de colores que la Jefe de Producción junto con el grupo de
Desarrollo de Nuevos Productos han establecido, la cual se muestra en el anexo 3.
3.2.2 Resultados de la concentración de sabor: Para determinar la concentración del sabor a
adicionar en la mezcla, se realizó una evaluación sensorial preliminar, donde; se prepararon
cuatro soluciones cuyos componentes se muestran en la tabla #4, en la cual se aplico una
prueba de preferencia y cada uno de los jueces asigno una calificación apreciativa a cada
solución. A continuación se muestran los resultados de la evaluación emitida por cada juez.
Tabla 18: Calificación apreciativa asignada a la muestra para sabor a mora.
M 1 M2 M3 M4
Juez 1 1 1 4 5
Juez 2 1 3 5 5
Juez 3 1 2 4 4
Juez 4 2 1 3 5
Juez 5 1 1 5 4
MODA 1 1 4 5 Fuente: autora
62
En la anterior tabla se muestra la calificación apreciativa que los jueces asignaron a cada una de
las muestras, empleando una herramienta estadística muy sencilla “moda” donde se selecciona
el valor que más se repite de los valores asignados en la calificación. Para este caso la muestra
que obtuvo la mejor calificación fue la número 4.
Para el sabor de naranja los resultados fueron los siguientes:
Tabla 19: Calificación apreciativa asignada a la muestra para sabor a naranja.
M 1 M2 M3 M4
Juez 1 1 2 2 5
Juez 2 1 2 2 4
Juez 3 1 1 1 5
Juez 4 1 1 3 5
Juez 5 1 2 2 4
MODA 1 2 2 5 Fuente: autora
En la tabla anterior, se muestra los resultados emitidos por los jueces en la evaluación para el
sabor a naranja. Aquí el valor más representativo es para la muestra 4.
Para el sabor de piña, los resultados se muestran en la tabla 20.
Tabla 20: Calificación apreciativa asignada a la muestra para sabor a piña.
M 1 M2 M3 M4
Juez 1 1 1 3 4
Juez 2 1 1 3 5
Juez 3 1 1 3 4
Juez 4 1 1 3 4
Juez 5 1 1 4 4
MODA 1 1 3 4 Fuente: autora
Para el caso de las muestras evaluadas para el sabor a piña de acuerdo con la tabla anterior la
muestra con mayor calificación fue la número 4.
A continuación se muestra la tabla de consolidado de datos para la evaluación sensorial
preliminar, donde se adopta trabajar con la muestra de mayor puntaje.
63
Tabla 21: Consolidado de datos para evaluación sensorial preliminar:
Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3 Muestra 4
Mora 1 1 4 5
Naranja 1 2 2 5
Piña 1 1 3 4
Fuente: La autora
De la evaluación sensorial realizada se determina que las muestras con mayor aceptación fue la
muestra 4 para todos los sabores.
Considerando el resultado expuesto anteriormente, se comenzarán a mezclar los ingredientes,
teniendo en cuenta que la adición de los demás ingredientes y aditivos mejoran la intensidad
del sabor.
3.2.3 Formulación: la mezcla en polvo para preparar gelatina debe ser formulada de tal manera
que en las condiciones normales de dilución, es decir en la preparación para consumir, donde;
para preparar 125g de mezcla se utilicen 625ml de agua, la gelatina se asemeja a un gel derivado
de la fruta, que debe cumplir con las siguientes características:
Color: Característico a la fruta adicionado.
Sabor: a fruta dulce.
Consistencia: Gel firme brillante.
pH: ácido con un rango entre 3,7 – 4,2
Para lograr estos aspectos la formulación básica debe contener:
Endulzante natural: Sacarosa.
Gelificante natural: Gelatina
Colorante natural: Rojo de cochinilla, extracto de cúrcuma y extracto de anato.
Saborizante natural: Jugo de fruta deshidratado
Acidulante: Acido cítrico, ácido fumárico ó ácido tartárico.
Estabilizante de pH: Citrato de sodio.
64
Para establecer una formulación estándar para el estudio, se prepara una mezcla de acuerdo
con los parámetros establecidos por el grupo de Desarrollo de Nuevos Productos de LA
UNIDAD Ltda., para lo cual se parte de la actual mezcla (con sabor y color artificial), donde la
cantidad de azúcar, gelificante y reguladores de pH no cambian, para este caso se toma el
resultado de la concentración de color y sabor, el cual se expuso en el numeral anterior y se
reemplaza el color y el sabor artificial por los nuevos ingredientes de esta manera en el primer
ensayo la fórmula queda de la siguiente manera:
Tabla 22: Primer ensayo para formular la mezcla en polvo sabor mora, para lote de 1 Kg:
INGREDIENTE MEZCLA ACTUAL
(g)
MEZCLA ACTUAL
(%)
NUEVA MEZCLA
(g)
NUEVA MEZCLA
(%)
Azúcar 1000 87,72 1000 84,72
Gelificante 120 10,52 120 10,16
Saborizante /
Jugo de fruta
deshidratado
10 0,87 50 5
Colorante 0,5 0,04 2 0,05
Acidulante 4,9 0,425 4,9 0,425
Regulador de pH 4,9 0,425 4,9 0,425
Fuente: Grupo de Desarrollo Nuevos Productos. LA UNIDAD Ltda.
La tabla anterior muestra la fórmula de la anterior mezcla donde se emplean sabor y color
artificiales, seguida de la fórmula inicial de la mezcla donde se sustituyen estos aditivos por
color y sabor de origen natural.
A continuación se presenta los ensayos realizados para establecer la fórmula definitiva de la
mezcla en polvo para preparar gelatina con sabor a mora.
65
Tabla 23: Relación de las cinco formulaciones realizadas para la estandarización de la
mezcla con sabor a mora.
INGREDIENTE F 1 F 2 F 3 F 4 F 5
Azúcar 1000g 1000g 1000g 1000g 1000g
Gelificante 110 g 110g 110g 110g 120g
Jugo de fruta deshidratado 20g 20g 30g 40g 50g
Color natural 0,5g 1,0g 1,5g 2,0g 2,0g
Acidulante 4,9g 4,9g 4,9g 4,9g 4,9g
Reguladores de pH 4,9g 4,9g 4,9g 4,9g 4,9g Fuente: La autora
La cantidad de color a adicionar en el primer ensayo fue determinada en la tabla 14 donde la
concentración de color que da la tonalidad para mora fue de 5x10-4 g/ml, es decir que para los
1000g de mezcla a realizar se deben adicionar 0,5g de color. Para el siguiente ensayo en
adelante se aumenta la cantidad de color a adicionar en forma gradual por ensayo y error hasta
lograr el tono adecuado.
Con respecto a la adición del jugo de fruta deshidratado, la tabla 5 muestra las cantidades de
sabor que se prepararon siguiendo la dosificación recomendada por el proveedor en su ficha
técnica, después de realizada la evaluación sensorial preliminar se determina en la tabla 21 que
la muestra 4 con la cantidad de sabor más alta fue la mejor calificada por los jueces. Sin
embargo se decide comenzar a mezclar con la menor dosificación, aumentando en forma
gradual la cantidad de jugo deshidratado hasta lograr por ensayo y error el sabor ideal en la
mezcla.
A continuación se presenta los ensayos realizados para establecer la fórmula definitiva de la
mezcla en polvo para preparar gelatina con sabor a naranja.
Tabla 24: Relación de las cinco formulaciones realizadas para la estandarización de la
mezcla con sabor a naranja.
INGREDIENTE F 1 F 2 F 3 F 4
Azúcar 1000g 1000g 1000g 1000g
Gelificante 110 g 110g 110g 120g
Jugo de fruta deshidratado 20g 30g 40g 50g
Color natural 0,5g 0,5g 0,5g 0,5g
Acidulante 4,9g 4,9g 4,9g 4,9g
Reguladores de pH 4,9g 4,9g 4,9g 4,9g Fuente: La autora
66
De igual manera que en los ensayos para el sabor a mora la cantidad de color natural a
adicionar se determino en la tabla 15 donde la concentración de color que da la tonalidad para
naranja fue de 50x10-5 g/ml, es decir que para los 1000g de mezcla a realizar se deben adicionar
0,5g de color. Es este caso la tonalidad fue la ideal por ello se mantiene y el único ingrediente
que varía es el jugo de fruta deshidratado, para el cual se mantienen las condiciones explicadas
en el caso anterior.
A continuación se presenta los ensayos realizados para establecer la fórmula definitiva de la
mezcla en polvo para preparar gelatina con sabor a piña.
Tabla 25: Relación de las cinco formulaciones realizadas para la estandarización de la
mezcla con sabor a piña.
INGREDIENTE F 1 F 2 F 3 F 4 F 5
Azúcar 1000g 1000g 1000g 1000g 1000g
Gelificante 110 g 110g 120g 120g 120g
Jugo de fruta deshidratado 20g 30g
40g
50g
60g
Color natural 0,5g 0,5g
0,5
0,5
0,5
Acidulante 4,9g 4,9g 4,9g 4,9g 4,9g
Reguladores de pH 4,9g 4,9g 4,9g 4,9g 4,9g Fuente: La autora
La tabla 25 muestra los 5 ensayos realizados para estandarizar la fórmula para la mezcla con
sabor a piña, donde igual que en los casos anteriores para mora y naranja la concentración del
color se establece en la tabla 16, donde la concentración del color se mantiene y el ingrediente
que varía es el jugo de fruta deshidratado.
Se aclara que las pruebas piloto se realizaron para lotes de 1 kg por cada sabor.
Después de realizar las diferentes mezclas se establece la fórmula definitiva para elaborar la
mezcla en polvo para preparar gelatina empleando colores y sabores naturales, considerando
que para el caso de la mezcla con sabor a mora y a piña la muestra definitiva según lo mostrado
en las tablas 23 y 25 respectivamente es la muestra 5 y para el caso de la naranja según lo que
se muestra en la tabla 24 la muestra definitiva es la 4. De esta manera la formulación definitiva
para un lote de 50kg es la siguiente:
67
Figura 3: Balance de Materia para la obtención de la mezcla en polvo para preparar gelatina con
sabor.
MEZCLA PRELIMINAR
A + B = C
50kg + 0,25kg = 50,25kg
MEZCLADO
C + D + E + F = G
50,25kg + 2,5kg + 6,0kg + 0,49kg = 59,24kg
PESAJE DE LOS
INGREDIENTES
MEZCLA
PRELIMINAR
MEZCLADO (30 r.p.m. – 10 min)
EMPACADO (bolsa metalizada por
1000g)
ALMACENAMIENTO
A Colorante Natural (0,25kg)
B Azúcar (50kg)
Azúcar más colorante C
mezclados (50,25kg)
Azúcar más colorante
C mezclados (50,25kg)
D Jugo de fruta dh (2,5kg)
E Gelatina (6,0kg)
F Reguladores de pH (0,49kg)
Empaque
Mezcla en polvo para G
preparar gelatina lista. (59,24kg)
Mezcla empacada
MEZCLA EN POLVO PARA PREPARAR
GELATINA CON SABOR
En la etapa de mezclado se registra pérdida del
1,29%, este valor se atribuye a componentes que
se adhieren a las paredes del mezclado durante
la operación.
68
Tabla 26: Fórmula para elaborar 50Kg de mezcla en polvo para preparar gelatina con
sabor.
INGREDIENTE MORA PIÑA NARANJA
Kg % Kg % Kg %
Azúcar 50 84,61 50 84,72 50 84,72
Gelificante 6 10,15 6 10,16 6 10,16
Jugo de fruta deshidratado
2,5 4,23 3 5,08 2,5 4,23
Color natural 0,1 0,16 0,025 0,042 0,025 0,042
Acidulante 0,245 0,415 0,245 0,415 0,245 0,415
Reguladores de pH 0,245 0,415 0,245 0,415 0,245 0,415 Fuente: La Autora
La tabla anterior presenta la fórmula estandarizada para elaborar mezcla en polvo para
preparar gelatina empleando color y sabor de origen natural. Esta formulación se establece
para lotes de 50 kg de producción, conforme a la capacidad de la planta de proceso.
3.3 ETAPA EXPERIMENTAL
3.3.1 INDICE DE MEZCLADO:
Para realizar seguimiento a la uniformidad de la mezcla en la etapa de mezclado se realizó una
curva espectral para el contenido de color en la mezcla para gelatina que permitiera verificar el
aporte de colorante de la mezcla, de esta manera se confirma que la longitud de onda de
máxima absorción es de 554nm para el ácido carminico (color para mora), 460nm para el
extracto de achiote (color para naranja) y 424nm para el extracto de curcumina (color para
piña).
Para realizar las lecturas de absorvancia de las diferentes mezclas en función del tiempo de
mezclado se realizó una curva estándar del patrón de los colorantes utilizados del Laboratorio
BIOCON DEL PERU S.C.A, para lo cual se peso una cantidad conocida del mismo aforando a
100ml, la curva obtenida para cada colorante se muestra en el anexo 7.
69
Gráfica 1: Barrido espectral para el contenido de color en la mezcla en polvo para preparar
gelatina de mora.
La gráfica anterior confirma que la longitud de onda de máxima absorción para el ácido
carmínico es a 554nm. La tabla de datos se muestra en el anexo 7.
Gráfica 2: Barrido de exploración para el contenido de color en la mezcla en polvo para preparar
gelatina de naranja.
70
Gráfica 3: Barrido de exploración para el contenido de color en la mezcla en polvo para
preparar gelatina de piña.
Las gráficas 2 y 3 al igual que la número 1 confirma la máxima absorción para el extracto de
achiote es de 460nm y para el extracto de cúrcuma es de 424nm. Considerando la información
anterior es esta longitud de onda en la cual se hará lectura del trazador para determinar el
índice de mezclado, como se explica a continuación.
Con base en el barrido espectral se toman pequeñas muestras de 10g el cual se afora a 100ml,
para hacer posterior lectura de absorbancia en el espectrofotómetro.
Gráfica 4: Curva patrón del extracto de cochinilla.
% Abs
0,010 0,017
0,050 0,042
0,100 0,132
0,151 0,166
0,200 0,230
71
Gráfica 5: Curva patrón del extracto de cochinilla.
Gráfico 6: Relación % en masa de color vs concentración de color en ppm.
Previo a la determinación del índice de mezclado se realizaron análisis de sólidos para
determinar las propiedades de estos y poder llevar a cabo los cálculos matemáticos para
establecer el índice de mezclado. A continuación se muestra el resultado de propiedades como
la densidad aireada (A) de los sólidos granulares, dato que permitió utilizarse como
herramienta matemática con el fin de hallar un valor aproximado del número de partículas (N),
necesario para aplicar los cuatro modelos de índice de mezclado y de ahí tomar la que mejor se
adaptara a las mezclas; en la tabla 18 se presentan los datos obtenidos del material en 250cm3
de la balanza Schooper para determinación de las propiedades de los sólidos.
[]ppm Abs
1,099 0,017
5,001 0,042
10,236 0,132
15,162 0,166
20,012 0,230
% masa color []ppm
0,010 1,099
0,050 5,001
0,100 10,236
0,151 15,162
0,200 20,012
72
Tabla 27: Propiedades de los granulares en masa.
material A P B W C (%) p (%)
mora 1,0424 1,0532 1,0478 1,05347482 1,025446259 8,359
naranja 1,0828 1,0923 1,0876 1,091062382 0,869724435 10,06
piña 1,1028 1,1204 1,1116 1,130447269 1,570867547 14,85 Fuente: autora
En la tabla 27 muestra que las propiedades de los sólidos para las mezclas en polvo son muy
similares considerando que a cada mezcla se adiciona un sabor y un color diferentes; mora,
naranja y piña, de esta manera puede observarse que la diferencia de sabor y color no interfiere
en las propiedades de los sólidos en masa de cada una de las mezclas.
Para determinar el índice de mezclado a través de los modelos matemáticos enunciados en el
numeral 1.2.7, se realizó un tamizado con el cual se determinó el diámetro de partícula del
material contenido en la mezcla, con ello se determinó el volumen de la esfera dato esencial
para determinar el índice de mezclado. A continuación se presenta la tabla de datos con los
valores obtenidos.
Tabla 28: Consolidado de datos para determinar Volumen de la esfera para la mezcla en polvo.
tamiz Dp (mm) r (mm) r3 Vol. esfera
(mm3) Peso
% Retención
18 1,000 0,500 0,125000 0,523500 2,60 2,6
20 0,850 0,425 0,076766 0,321494 6,50 6,5
25 0,710 0,355 0,044739 0,187366 11,70 11,7
30 0,600 0,300 0,027000 0,113076 13,60 13,6
35 0,500 0,250 0,015625 0,065438 16,23 16,23
50 0,300 0,150 0,003375 0,014135 31,20 31,2
60 0,250 0,125 0,001953 0,008180 10,27 10,27
80 0,180 0,090 0,000729 0,003053 4,50 4,5
100 0,150 0,075 0,000422 0,001767 0,60 0,6
120 0,125 0,063 0,000244 0,001022 0,40 0,4
140 0,106 0,053 0,000149 0,000623 0,30 0,3
170 0,090 0,045 0,000091 0,000382 0,60 0,6
200 0,075 0,038 0,000053 0,000221 1,50 1,5
100 100 Fuente: autora
73
En la tabla 28 se muestra los datos tomados a partir de tamizado para hallar volumen de la
esfera, con el se hallará el número de partículas en la mezcla, y posteriormente con estos datos
se realizará el cálculo matemático para determinar el índice mezclado.
Los resultados que se muestran en la tabla 29, se agrupan los datos obtenidos por cada tamiz,
esto con el fin de facilitar el manejo de datos para el cálculo matemático posterior.
Tabla 29: Volumen de la esfera para la mezcla en polvo.
tamiz Dp (mm) r (mm) r3 Vol. esfera
(mm3) N
18 1,000 0,4625 0,09893 0,414319 246886,264543
20 0,850
25 0,710
0,3016 0,02743 0,114877 1126723,798512 30 0,600
35 0,500
50 0,300 0,150 0,003375 0,014135 846467,19
60 0,250 0,125 0,001953 0,008180 278628,78
80 0,180
0,0651 0,00028 0,001155 173634,295942
100 0,150
120 0,125
140 0,106
170 0,090
200 0,075 0,0375 0,000053 0,000221 40695,54
PROMEDIO 0,092148 2713035,874
VOLUMEN DE ESFERA PROMEDIO (cm3) 9,21477E-05
Los resultados mostrados en la tabla 29 consolidan los datos para calcular el volumen de la
esfera y determinar el número de partículas presentes en la mezcla.
Inicialmente se aplicó los modelos matemáticos citados en el numeral 1.2.7, para la mezcla con
sabor a mora, con el fin de elegir aquella que variara en el rango de 0 a 1 durante el curso de la
operación de mezclado. Los datos obtenidos para IS1 no presentan un comportamiento
estable, para el IS2 e IS3 muestra un comportamiento muy lineal, lo que indica que no hay
74
mayor información de la variación de la uniformidad de la mezcla a través del tiempo ya que
esta se mantiene constante, por lo que se puede considerar que en estos modelos no hay
presencia de variación en la operación unitaria de estudio. Finalmente se encontró que el
modelo 4 (IS4) fue el que mejor se ajusto, por lo tanto fue la que se aplicó para las demás
mezclas. Los diferentes índices de mezclado se muestran en la tabla 30 y las gráficas 4, 5, 6 y 7.
Tabla 30: Índices de mezclado en mezcla en polvo para gelatina de mora en las diferentes
ecuaciones.
TIEMPO (min)
INDICES DE MEZCLADO
IS1 IS2 IS3 IS4
0 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000
1 0,1487 0,8740 0,9731 0,5357
2 1,0940 0,8769 0,9727 0,6825
3 1,8196 0,8687 0,9690 0,7153
4 1,2357 0,8842 0,9754 0,7011
5 2,2664 0,8806 0,9738 0,7466
6 0,1584 0,8749 0,9772 0,5109
7 3,5989 0,8923 0,9781 0,7988
8 1,2372 0,8876 0,9767 0,7054
9 5,9570 0,8885 0,9766 0,8349
10 0,8979 0,8821 0,9748 0,6721 Fuente: autora
Gráfica 4: Comportamiento del modelo matemático 1 (IS1) para la mezcla con sabor mora.
75
Gráfica 5: Comportamiento del modelo matemático 2 (IS2) para la mezcla con sabor mora.
Gráfica 6: Comportamiento del modelo matemático 3 (IS3) para la mezcla con sabor mora.
Gráfico 7: Comportamiento del modelo matemático 4 (IS4) para la mezcla con sabor mora.
Fuente: autora
76
Para lograr la distribución y homogeneidad de los sólidos mezclados se realizó seguimiento al
color como trazador de la mezcla que para el caso fue el contenido de color en la mezcla, bajo
10 minutos de operación del mezclador a 30 r.p.m., se llevó a cabo el muestreo del material por
minuto, posteriormente se tomo 10g de la mezcla muestreada, aforando a 100ml y se
determino la absorbancia por triplicado.
Tabla 31: Datos experimentales obtenidos de la mezcla en polvo para gelatina con sabor a mora
para la determinación del índice de mezclado.
t Abs [C] MA promedio
1
0,432 120,456 0,225
0,2227 0,428 120,345 0,218
0,432 120,458 0,225
2
0,454 125,543 0,232
0,2263 0,412 123,248 0,225
0,414 123,316 0,222
3
0,278 116,243 0,243
0,2397 0,284 118,045 0,231
0,290 120,456 0,245
4
0,321 112,981 0,202
0,2070 0,312 114,182 0,212
0,329 115,321 0,212
5
0,407 126,626 0,223
0,2203 0,410 126,818 0,22
0,419 127,067 0,218
6
0,398 126,351 0,289
0,2297 0,402 126,226 0,199
0,402 126,262 0,201
7
0,284 123,765 0,203
0,2013 0,290 121,654 0,200
0,297 123,567 0,201
8
0,434 119,678 0,199 0,2040
0,438 119,243 0,212
0,442 119,564 0,201
9
0,424 121,456 0,209
0,2100 0,428 120,982 0,211
0,436 121,643 0,203
10
0,355 122,234 0,234
0,2270 0,363 122,765 0,220
0,369 122,087 0,209 Fuente: autora
t = tiempo (min)
[C] = concentración de
color en ppm
MA = %masa de color
Promedio= promedio
del % masa de color.
77
Tabla 32: Datos experimentales obtenidos de la mezcla en polvo para gelatina con sabor a
naranja para la determinación del índice de mezclado.
t Abs [C] MA promedio
1
0,2120 6,4340 0,1006
0,10097 0,2090 6,4320 0,1002
0,2120 6,4340 0,1021
2
0,2130 6,4610 0,1014
0,10117 0,2100 6,4560 0,1008
0,2120 6,4600 0,1013
3
0,2080 6,3240 0,1005
0,10073 0,2090 6,3280 0,1009
0,2060 6,3180 0,1008
4
0,2400 7,2040 0,1000
0,10005 0,2380 7,2110 0,1000
0,2410 7,2010 0,1001
5
0,2480 7,4240 0,1090
0,11400 0,2500 7,4310 0,1120
0,2520 7,4350 0,1210
6
0,2650 7,8920 0,1026
0,10217 0,2600 7,8870 0,1018
0,2620 7,8910 0,1021
7
0,2850 8,4420 0,1074
0,10693 0,2820 8,4320 0,1069
0,2800 8,4290 0,1065
8
0,1930 5,9110 0,1009
0,10140 0,1940 5,9130 0,1012
0,1970 5,9180 0,1021
9
0,1940 5,9390 0,1006
0,10043 0,1910 5,9250 0,1003
0,1930 5,9120 0,1004
10
0,2240 6,7640 0,1021
0,10187 0,2240 6,7640 0,1021
0,2220 6,7580 0,1014 Fuente: autora
t= tiempo (min), [C]= concentración de color en ppm, MA=%masa de color, promedio=promedio del % masa de color.
78
Tabla 33: Datos experimentales obtenidos de la mezcla en polvo para gelatina con sabor a piña
para la determinación del índice de mezclado.
t Abs [C] MA promedio
1
0,2720 5,3330 0,1078
0,10860 0,2840 5,3310 0,1089
0,2780 5,3240 0,1091
2
0,2580 4,9120 0,1072
0,10753 0,2560 4,9060 0,1074
0,2620 4,9080 0,1080
3
0,2120 4,2350 0,1068
0,10727 0,2080 4,1770 0,1076
0,2100 4,2130 0,1074
4
0,1720 3,5640 0,1032
0,10310 0,1680 3,5690 0,1040
0,1670 3,5620 0,1021
5
0,1740 3,6710 0,1061
0,10677 0,1740 3,6600 0,1064
0,1820 3,6620 0,1078
6
0,1270 3,0010 0,1042
0,10453 0,1250 2,9160 0,1045
0,1220 2,9870 0,1049
7
0,2640 4,9650 0,1021
0,10253 0,2600 4,9670 0,1027
0,2700 4,9710 0,1028
8
0,1210 2,8976 0,1051
0,10477 0,1230 2,8850 0,1049
0,1220 2,8860 0,1043
9
0,1820 3,6543 0,1006
0,10037 0,1730 3,6450 0,1001
0,1780 3,6521 0,1004
10
0,2320 4,6754 0,1021
0,10303 0,2400 4,6630 0,1031
0,2380 4,6587 0,1039 Fuente: autora
t= tiempo (min), [C]= concentración de color en ppm, MA=%masa de color, promedio=promedio del % masa de color.
79
Las tablas anteriores muestran los datos experimentales de cada una de las mezclas,
establecidas las variables involucradas en el modelo 4 se determino el índice de mezclado para
cada una de las mezclas, considerando los sabores a mora, naranja y piña.
Tabla 34: Índice de mezclado (IS4) para las diferentes mezclas.
TIEMPO (min)
INDICES DE MEZCLADO
mora naranja piña
0 0,0000 0,0000 0,0000
1 0,5357 0,7006 0,6972
2 0,6825 1,1448 1,2491
3 0,7153 1,1452 1,2111
4 0,7011 1,3418 1,3967
5 0,7466 0,8093 1,1712
6 0,5109 1,0810 1,2556
7 0,7988 1,0644 1,2299
8 0,7054 1,0672 1,2558
9 0,8349 1,1799 1,3062
10 0,6721 1,1434 1,1406 Fuente: autora
Se esperaba valores para índice de mezclado no mayores a 1, los datos que se reportan
presentan una sobrevaloración, esto se debe a las diferencias en tamaños de partícula de cada
componente y a la cantidad de los mismos en la mezcla.
Grafica 8: Comportamiento en la operación de mezclado para la mezcla con sabor mora.
80
Gráfica 9: Comportamiento en la operación de mezclado para la mezcla con sabor naranja.
Gráfica 10: Comportamiento en la operación de mezclado para la mezcla con sabor piña.
81
El cuadro muestra una diferencia en los intervalos de tiempo para cada mezcla, por otra parte
como se observa en los índices de mezclado que los valores fueran inferiores a 1, teniendo en
cuenta lo obtenido en la práctica estos valores se presentan fuera del rango indicado por la
teoría. Por otra parte se observa estabilidad en la mezcla en los primeros 5 minutos de
operación, el comportamiento del material según la gráfica en el primer lapso de tiempo de
operación, esta se observa con variación la cual puede darse una disgregación mínima de los
materiales sometidos a la operación, a los siguientes 5 minutos ó segundo lapso de la
operación esta presenta un comportamiento estable lo que puede indicar que la mezcla se
mantiene estable durante todo el ejercicio de los 10 minutos. Para efectos de la operación el
tiempo óptimo está dado dentro del minuto 5 y 6 de la operación pues al minuto 6 la mezcla
tiende a disgregarse. Los datos obtenidos se muestran en los anexos 10, 11 y 12.
3.3.2 CARACTERIZACION FISICOQUIMICA
Para obtener estos resultados se realizaron los análisis correspondientes por triplicado en cada
una de las muestras y se hizo un promedio de los valores obtenidos.
Tabla 35: Análisis fisicoquímico realizado a las cuatro mezclas de gelatina.
SABOR HUMEDAD
(%) CENIZAS
(%) PROTEINA
(%) pH
mora 1 1,563 0,112 11,820 3,980
mora 2 1,545 0,101 11,980 3,980
mora 3 1,541 0,105 12,010 3,960
naranja 1 1,231 0,079 11,240 3,800
naranja 2 1,120 0,071 11,240 3,850
naranja 3 1,125 0,072 11,180 3,850
piña 1 1,238 0,143 10,250 4,320
piña 2 1,235 0,146 10,170 4,290
piña 3 1,232 0,152 10,120 4,290 Fuente: autora
En la siguiente tabla se muestra el promedio de los valores obtenidos en el análisis
fisicoquímico de las tres mezclas.
82
Tabla 36: Consolidado de análisis fisicoquímico
SABOR HUMEDAD
(%) CENIZAS
(%) PROTEINA
(%) pH
mora 1,550 0,106 11,937 3,973
naranja 1,159 0,074 11,220 3,833
piña 1,235 0,147 10,180 4,300 Fuente: autora
Los resultados obtenidos muestran un producto de buenas condiciones, no existe
normatividad para este tipo de productos por tanto el patrón ha sido establecido por la
empresa. En cuanto al color el producto se ajusta totalmente a la resolución 10593 de 1985 del
Ministerio de Salud, donde aclara que para aditivos de origen natural no hay límites mas se
regula por Buenas Prácticas de Manufactura.
3.3.3 ANALISIS MICROBIOLOGICO
A continuación se muestran los resultados emitidos por un Laboratorio de Microbiología
certificado.
Tabla 37: Resultados del análisis microbiológico realizado a la mezcla en polvo para preparar
gelatina con sabor mora.
ANALISIS
MICROBIOLOGICOS TECNICA RESULTADOS
NORMA
INVIMA CONCEPTO
Recuento de
Mesófilos aerobios RSP < 10 UFC/g 100 UFC/g
Dentro de
Norma
Coliformes Totales NMP < 3/g < 3/g
Dentro de
Norma
Coliformes Fecales NMP < 3/g < 3/g
Dentro de
Norma
Recuento de
Mohos RSP < 10 UFC/g
< 10 UFC/g Dentro de
Norma Recuento de
Levaduras RSP < 10 UFC/g
Fuente: Calidad Industrial (Laboratorio de Microbiología externo)
83
De acuerdo con los resultados mostrados en la tabla anterior y considerando el informe del
laboratorio, el cual se presenta en el anexo 8, el producto cumple con la norma INVIMA para
gelatina; bajo los parámetros microbiológicos que se han analizado los cuales se muestran en el
anexo 9.
3.3.4 ANALISIS SENSORIAL
Para realizar la evaluación sensorial se tomo como patrón una gelatina comercial la cual es la
única que en su fórmula contiene un porcentaje de aditivos de origen natural. En la tabla 29 se
presentan los resultados obtenidos, donde las muestras enumeradas de la A a la C
corresponden a la nueva mezcla y las que se enumeran de la PA a la PC corresponden a la
muestra patrón.
Tabla 38: Resultados de evaluación sensorial.
sabor nueva mezcla
APARIENCIA Y COLOR
AROMA SABOR Y
CONSISTENCIA
mora A 3,15 3,00 3,15
naranja B 3,15 3,00 3,15
piña C 3,15 3,00 3,15
mora PA 4,50 4,50 4,50
naranja PB 4,50 4,50 4,50
piña PC 4,50 4,50 4,50 Fuente: Universidad Nacional de Colombia. Dpto. Química. Lab. Análisis Sensorial
Considerando la escala de valores que se presenta en el anexo 9, se establece que la nueva
gelatina frente al patrón tiene diferencias significativas, debido que fueron calificadas como
insípidas, insaboras, débil aroma frutal y sabores no característicos como sucio. En cuanto a la
apariencia y color tienen colores muy débiles, mientras que la textura de todas las muestras es
buena.
84
Gráfico 6: Evaluación sensorial de la calidad de la gelatina
Análisis Sensorial de gelatinas
código de muestras
valo
r med
io
A B C D PA PB PC PD
2,2
2,7
3,2
3,7
4,2
4,7
5,2
Fuente: Laboratorio de Análisis Sensorial. Departamento de Química Universidad Nacional de
Colombia.
De acuerdo con el gráfico 6, las estrellas rojas son los valores medios de la calidad total
de los productos y los segmentos azules las desviaciones estándar.
El análisis muestra que las gelatinas en las cuales se utilizo colores y sabores naturales
son significativamente diferentes de sus patrones comerciales, desde el punto de vista
sensorial, considerando nuestro patrón comercial; “Gelatina Royal con pulpa de
frutas”.
85
4 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se seleccionaron los colorantes del proveedor DELTAGEN, debido que cumplieron los
parámetros de selección: Estabilidad a pH bajos y al calor, Tonalidad del color para
mora, naranja y piña, Completamente solubles en agua y con un período de vida útil
entre 6 y 12 meses.
Para el saborizante se seleccionaron 2 compañías que comercializan el producto a nivel
local, una de ellas no envió muestras por lo tanto se trabaja con los jugos de fruta
deshidratados de TECNACOL, considerando que Productos La Unidad ya había hecho
tal selección para otros productos. No se incluyo en el estudio fruta deshidratada o
pulpa de fruta deshidratada ya que estos ingredientes no dispersan totalmente y en el
producto final dejan una suspensión debido al contenido de pectinas, fibras y otros
componentes propios de las frutas.
La fórmula del producto final quedo establecida de la siguiente manera: El color se
adiciona jugo de fruta deshidratado aunque posee un tamaño de partícula menor que la
mayoría de los componentes no presenta disgregación durante la operación de
mezclado.
La cantidad de color a adicionar para cada mezcla se determino de acuerdo a los
resultados arrojados en las tablas 14, 15 y 16. Para el sabor a mora se hizo un aumento
gradual en cada uno de los ensayos ya que al mezclar el color con los demás
ingredientes este se iba haciendo más tenue, por lo cual por ensayo y error se hizo
aumento en la cantidad de tal ingrediente hasta lograr la tonalidad ideal. Por el
contrario para el sabor a piña y naranja la cantidad determinada en la etapa
preexperimental fue suficiente y adecuada.
La cantidad de jugo de fruta deshidratado a incorporar en la mezcla fue determinado
por evaluación preliminar donde las muestras se prepararon con la cantidad mínima
sugerida en la ficha técnica del producto. Después de realizada la evaluación sensorial
preliminar se determina en la tabla 21 que la muestra 4 con la cantidad de sabor más
alta fue la mejor calificada por los jueces. Sin embargo se decide comenzar a mezclar
con la menor dosificación, aumentando en forma gradual la cantidad de jugo
deshidratado hasta lograr por ensayo y error el sabor ideal en la mezcla.
Se estableció una fórmula definitiva acorde con las necesidades y capacidad de
producción de la planta, donde se reemplazaron dos aditivos; color y sabor artificial por
color y sabor naturales.
La fórmula se estandarizo considerando la resolución 10593 de 1985 del Ministerio de
Salud, la cual establece los niveles permitidos para la adición de colorantes en
86
alimentos, considerando esta norma la adición de color natural se establece bajo
normas de Buenas Prácticas de Manufactura, con esto no hay un limitante en la adición
de este tipo de aditivos. Mas las resolución 4146 de 1981 del Ministerio de Salud por la
cual reglamenta el título V de la ley 9 de 1979, en lo concerniente a los acidulantes, y
reguladores de pH.
Se presenta al mercado un producto con muy buenas condiciones fisicoquímicas las
cuales ha sido establecidas por la empresa debido que no hay normalización para este
tipo de productos. Con relación a la parte microbiológica el producto cumple con las
exigencias de la norma INVIMA para gelatinas.
Se establece como indicador de Uniformidad de la Mezcla en Fase Sólida un tiempo de
mezclado de 5 minutos para la mezcla con sabor a mora ya que en el minuto 6 la mezcla
tiende a disgregarse. Mientras que para las mezclas con sabor a naranja y piña tienen
un tiempo de mezclado de 7 minutos, para este caso en el minuto 9 la mezcla comienza
a disgregarse, y se puede establecer que inicia un nuevo ciclo de mezclado.
Uno de los análisis determinantes en el desarrollo de la mezcla en polvo para preparar
gelatina con sabor, fue la evaluación sensorial. En ella el único atributo que resalta es la
textura, que se califico como buena tanto en la muestra patrón como en el desarrollo
del nuevo producto. Las diferencias tan significativas que se encontraron al realizar el
análisis estadístico obedece a que se estaba comparando un producto 99% natural
frente a un producto que solo lleva un mínimo porcentaje en su fórmula de
ingredientes naturales.
No se determino en la operación de mezclado el índice para la gelatina con sabor a
fresa, ya que el color es una mezcla de dos componentes; acido carminico y extracto de
achiote, el laboratorio que realiza la empresa Productos La Unidad, no tiene
establecido un rango por esta razón este cuarto sabor propuesto se deja en estudio y
se concluye el presente trabajo con la presentación de tres sabores a saber: mora,
naranja y piña.
87
RECOMENDACIONES
Es conveniente realizar una nueva evaluación de atributos sensoriales, contando con la
participación de una mayor número de personas e incluir en los jueces personas de
diferentes edades con el fin de establecer el nivel de aceptación del nuevo producto en
el mercado.
Se recomienda solicitar al proveedor de colorantes naturales una muestra para el color
que corresponde al sabor a mora, que sea estable a pH bajos y que proporcione al
producto final una tonalidad mucho más acentuada. De igual manera se solicita al
proveedor de estos colorantes ajustar el color adecuado para el sabor a fresa.
Debido a que los resultados del análisis sensorial no fue el mejor, se recomienda
continuar con el desarrollo, aumentando el porcentaje de pulpa de fruta deshidratada
presente en la mezcla, si la evaluación de los costos lo permite o realizar una
formulación mixta que involucre menores cantidades de sabores artificiales
adicionalmente se recomienda trabajar los sabores en los cuales se puede reemplazar
totalmente los colorante artificiales por colorantes naturales.