Download - Inulina en Embutidos
Instituto Superior Politécnico José Antonio
Echeverría CUJAE
DESARROLLO DEPRODUCTOS CÁRNICOS
FUNCIONALES:UTILIZACIÓN DE INULINA Y
HARINA DE QUINUA
María Alicia Peña González
Tesis de Maestría
Página Legal
Desarrollo de productos cárnicos funcionales: utilización de Inulina y harina de Quinua. – La Habana : Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría (CUJAE), 2012. – Tesis (Maestría).
Dewey: 641 ALIMENTOS Y BEBIDAS.Registro No.: Maestria1001 CUJAE.
(cc) María Alicia Peña González, 2012.Licencia: Creative Commons de tipo Reconocimiento, Sin Obra Derivada.En acceso perpetuo: http://www.e-libro.com/titulos
Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría
Desarrollo de Productos Cárnicos Funcionales: Utilización de Inulina y harina de Quinua
Tesis en Opción al Grado de Máster en Ingeniería de los Alimentos
Autora: Ing. María Alicia Peña González
Tutoras: Dra. María Aloida Guerra Álvarez Dra. Ofelia Méndez Bustabad
Consultante: Msc. Tatiana Beldarraín Iznaga
La Habana, 2012
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar agradezco a mis padres por confiar tanto en mí, por su apoyo incondicional y cariño que me permitieron culminar esta meta en mi vida. Además a mis hermanas Dany y Silvy quienes siempre me apoyaron y me dieron ánimos cuando más lo necesité. Con mucho cariño agradezco a mi familia de Cuba, Abuela, Jorge Mario, Bea y por sobre todo a mi mamá Glenda y Lis quienes me ayudaron de manera incondicional con su cariño y preocupación. De la misma manera agradezco a Suniel por su inmensa paciencia y ayuda. Mi más profundo agradecimiento a mis tutoras María Aloida, Ofelia por su ayuda y apoyo a lo largo de todo el trabajo. Es muy difícil agradecer a todas las personas que aportaron en el desarrollo de esta tesis y me ayudaron a lograr este sueño, por lo que agradezco de manera general al Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia y al Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, por permitirme realizar esta investigación. Doy gracias de manera especial a todos los trabajadores de la Dirección de Carne e Irradiación, Departamento de Matemáticas, Departamento de Documentación y Docencia ya que sin ellos todo este trabajo no se habría logrado.
A TODOS MUCHAS GRACIAS
TABLA DE CONTENIDOS
Introducción .............................................................................................................................. 1
I. Revisión Bibliográfica ........................................................................................................ 4
1.1. Alimentos funcionales. ........................................................................................................................... 4
1.2. Recomendaciones para la ingesta de grasa. ........................................................................................... 5 1.2.1. Selección de una dieta baja de grasa. .............................................................................................................. 6 1.2.2. Actitud del consumidor con relación a los productos cárnicos con bajo contenido de grasa.............................. 6
1.3. Embutidos de pasta fina. Formación de la emulsión cárnica. ................................................................. 7
1.4. Principales aditivos utilizados. .............................................................................................................. 9 1.4.1. Sales y condimentos. ....................................................................................................................................... 9 1.4.2. Proteínas e hidratos de carbono. ................................................................................................................... 11
1.5. Consecuencia de la reducción del nivel de grasa sobre las características de los productos cárnicos. . 17 1.5.1. Color. ............................................................................................................................................................ 18 1.5.2. Sabor y aroma. .............................................................................................................................................. 19 1.5.3. Textura. ........................................................................................................................................................ 20 1.5.4. Jugosidad. ..................................................................................................................................................... 20 1.5.5. Pérdidas de peso durante el tratamiento térmico. ......................................................................................... 20 1.5.6. Comportamiento durante la conservación y estabilidad. ................................................................................ 21
1.6. Desarrollo de productos cárnicos con bajo contenido de grasa. .......................................................... 21 1.6.1. Utilización de ingredientes cárnicos. ............................................................................................................. 22 1.6.2. Utilización de ingredientes no cárnicos. ......................................................................................................... 25
1.7. Envasado de los productos cárnicos. .................................................................................................... 28 1.7.1. Envasado al vacío. ......................................................................................................................................... 29
1.8. Determinación de la durabilidad. ......................................................................................................... 30 1.8.1. Criterios de rechazo. ..................................................................................................................................... 31
II. Materiales y Métodos ...................................................................................................... 32
2.1. Materias primas. .................................................................................................................................. 32 2.1.1. Materias primas cárnicas. .............................................................................................................................. 32 2.1.2. Ingredientes no cárnicos empleados. ............................................................................................................. 32 2.1.3. Sales y otros ingredientes. ............................................................................................................................. 32
2.2. Técnicas experimentales. ..................................................................................................................... 32 2.2.1. Experimento N° 1. Desarrollo de formulaciones de salchichas con diferentes contenidos de grasa con el empleo de inulina y almidón de papa. ..................................................................................................................... 32 2.2.2. Experimento N° 2. Desarrollo de formulaciones de salchichas con diferentes contenidos de grasa y el empleo de harina de quinua y carragenato. ......................................................................................................................... 34
2.3. Caracterización del material de envase. ............................................................................................... 36 2.3.1 Tripas impermeables. ..................................................................................................................................... 36 2.3.2. Bolsas para el envasado al vacío. ................................................................................................................... 36
2.4. Determinaciones analíticas. ................................................................................................................. 37 2.4.1. Composición química y pH............................................................................................................................. 37 2.4.2. Análisis microbiológicos................................................................................................................................. 37 2.4.3. Evaluación sensorial. ..................................................................................................................................... 37 2.4.4. Análisis Perfil de textura................................................................................................................................. 38
2.5. Análisis Estadístico de los resultados. .................................................................................................. 38
2.6. Selección de la mejor variante. ............................................................................................................ 38
2.7. Estudio de durabilidad de las salchichas. ............................................................................................. 39 2.7.1. Análisis físico-químicos. ................................................................................................................................. 39 2.7.2. Análisis microbiológicos................................................................................................................................. 40 2.7.3. Evaluación sensorial. ..................................................................................................................................... 40 2.7.4. Análisis Perfil de textura. ............................................................................................................................... 40 2.7.5. Procesamiento de los resultados. .................................................................................................................. 41
2.8. Análisis de los índices de consumo energético del proceso. ................................................................. 41 2.8.1 Cálculo del Calor específico de la salchicha. .................................................................................................... 42 Los contenidos de carbohidrato, proteína, grasa, ceniza y humedad empleados fueron los promedios correspondientes de las variantes seleccionadas del experimento 1 y 2................................................................... 42 2.8.2 Cálculo del consumo eléctrico en el proceso de elaboración de salchicha........................................................ 42 2.8.3 Cálculo de consumo eléctrico por refrigeración. ............................................................................................. 43 2.8.4 Cálculo del consumo energético del autoclave. ............................................................................................... 45 2.8.5 Cálculo del Índice de portadores energéticos. ................................................................................................. 47
2.9. Análisis Económico de las variantes seleccionadas. ............................................................................. 47
III. Resultados y Discusión ................................................................................................ 48
3.1. Experimento N° 1. Formulaciones de salchichas con diferente contenido de grasa y el empleo de inulina y almidón de papa. .......................................................................................................................... 48
3.2. Experimento N° 2. Formulaciones de salchichas con diferente contenido de grasa y el empleo de harina de quinua y carragenato. ................................................................................................................. 57
3.3. Resultados de la caracterización del envase......................................................................................... 68
3.4. Resultados de selección de las mejores variantes. ............................................................................... 70
3.5. Resultados de la durabilidad de las salchichas seleccionadas. ............................................................. 71
3.6 Resultados de los Índices del consumo energético. ............................................................................... 78 3.6.1. Cálculo del Calor Específico de la Salchicha. ................................................................................................... 78 3.6.2. Consumo eléctrico. ....................................................................................................................................... 78 3.6.3. Consumo energético de el autoclave. ............................................................................................................ 80
3.7. Resultados de los análisis económicos de los productos. .................................................................... 83
Conclusiones .......................................................................................................................... 85
Recomendaciones .................................................................................................................. 86
Bibliografía .............................................................................................................................. 87
Anexos.................................................................................................................................. 102
Resumen El objetivo del trabajo fue elaborar salchichas funcionales bajas en grasa mediante la adición
de inulina y harina de quinua. Para ello se realizaron dos experimentos, uno en combinación
de inulina/almidón de papa y otro harina de quinua/carragenato con diferentes porcentajes de
grasa (8 a 12%), para lo cual se empleó un diseño factorial 32, estudiándose las
concentraciones en el caso de inulina de (0 a 12%) manteniendo fijo el almidón de papa al
4% y en la harina de quinua (0 a 10%) con carragenato al 1%. A las salchichas obtenidas de
cada experimento se les determinaron composición físico-química, análisis de perfil textura,
análisis microbiológicos y evaluación sensorial. Los datos reológicos y sensoriales se
analizaron estadísticamente empleando el programa Design Expert versión 7.1.6. También
mediante dicho programa se hizo la optimización atendiendo la superficie de respuesta
óptima donde se seleccionó como mejor variante del experimento 1 a la salchicha con 6,67%
de inulina y 8,73% de grasa y en el caso del experimento 2 la variante con 5% de harina de
quinua y 8% de grasa. Se determinó la durabilidad de las salchichas seleccionadas,
envasadas al vacío refrigeradas y repasteurizadas-refrigeradas; las muestras se
caracterizaron al inicio y final de estudio desde el punto de vista físico-químico y reológico,
además el pH, análisis microbiológicos y evaluación sensorial que mediante criterio
aceptación y rechazo se analizaron durante todo el estudio de durabilidad. Los resultados se
procesaron mediante el programa Ploteo de riesgos. La durabilidad de las salchichas
envasadas al vacío refrigeradas para la variante con inulina y harina de quinua fueron 26 y
34 días respectivamente, mientras que las salchichas repasteurizadas-refrigeradas duraron
112 días para la variante con inulina y 127 días para la que contiene harina de quinua.
Se calcularon los portadores energéticos para este proceso en base a una tonelada de
producto obteniéndose: 0,149kg vapor/kg de producto, fuel oil: 0,135 kg combustible/kg de
producto y electricidad: 0,142 kW.h/kg de producto. Además se estudió la adición de estos
ingredientes desde el punto de vista económico, en donde se observó un incremento de los
costos en CUC con respecto a la salchicha control, siendo mayor en el caso de la inulina con
un costo de 937,22 CUC/tonelada, este resultado era de esperarse pues los alimentos
funcionales por lo general tiene un costo más elevado por las ventajas que ofrecen; en
cuanto a los costos en CUP la salchicha control tiene un costo ligeramente mayor: 9611,47
CUP/tonelada de producto.
1 Introducción
Introducción La industria cárnica, al igual que otros sectores de la alimentación, está experimentando
importantes transformaciones como consecuencia de continuas innovaciones tecnológicas y
cambios en las demandas de los consumidores, impulsados por los avances en los
conocimientos en torno a la relación dieta-salud. Este marco está favoreciendo la aparición
de nuevos productos entre los cuales ocupan un papel muy destacado los alimentos
funcionales que constituyen el principal impulsor del desarrollo de nuevos productos
alimentarios, entre ellos los de origen cárnico. Es previsible que los derivados cárnicos
funcionales representen en un futuro no muy lejano importantes cuotas de mercado.
La carne y productos cárnicos son elementos esenciales de la dieta que concentran y
proporcionan gran número de nutrientes (proteína, grasa, vitaminas, minerales). Si bien
aportan numerosos compuestos con efectos selectivos beneficiosos sobre ciertas funciones
del organismo, como cualquier alimento, también contienen diversas sustancias que, en
determinadas circunstancias y en proporciones inadecuadas, pueden afectar negativamente
la salud humana. Algunos de estos constituyentes se encuentran ya presentes en los
animales de abasto, mientras que otros son añadidos durante la elaboración del producto, o
son formados a lo largo de su procesado, conservación o consumo (Jiménez Colmenero y
col., 2004)
Los principales problemas asociados a los derivados cárnicos son el contenido de grasa y
sodio (Totosaus, 2007). Una gran variedad de métodos han sido desarrollados para reducir el
contenido de grasa en derivados cárnicos como: uso de materias primas cárnicas más
magras, adición de agua, sustitutos y miméticos de grasa como las proteínas, carbohidratos,
lípidos, etc. (Jímenez Colmenero, 1996). Derivados proteicos de origen vegetal (soya, avena,
trigo, etc.) han sido utilizados en la elaboración de productos cárnicos con propósitos
tecnológicos, disminuir el contenido de grasa, rebajar costos de formulación e incluso por su
valor nutritivo. Algunos de ellos también contienen sustancias que benefician la salud (Matulis
y Mckeith, 1995; Jiménez Colmenero. 1996; Martín y col., 1996; Guerra, 1998; Guerra, 1999;
Guerra y col., 1999; Andújar y col., 2000; Cofrades y col., 2000; Guerra y col., 2008; Guerra y
col., 2009). En tal sentido la proteína vegetal más estudiada es la de soya, a la que (junto
2 Introducción
con otros compuestos bioactivos que le acompañan) se atribuye un papel preventivo y
terapéutico con respecto a enfermedades cardiovasculares, cáncer, osteoporosis y alivio de
síntomas menopáusicos. Su presencia como ingrediente funcional está siendo aprovechada
por la industria en la formulación de productos cárnicos (Jiménez Colmenero, 2004). Otras
proteínas vegetales como la quinua ha sido empleada en la elaboración de productos
cárnicos, por su alto contenido de proteína y minerales y cantidad y distribución de
aminoácidos esenciales. La FAO la ha catalogado como el grano de oro por sus excelentes
propiedades nutricionales. Otra característica importante de la quinua es su ausencia de
gluten que la vuelve idónea para los pacientes celiacos que son intolerantes a este
compuesto (Guerra y col., 1994).
Dentro los carbohidratos, la inulina por su capacidad de formar geles y mejorar las
emulsiones constituyen una buena alternativa como sustituto de grasa en productos cárnicos,
sin alteración de las propiedades físicas y sin cambios importantes desde el punto de vista
sensorial. La inulina es un polisacárido no digerible por las enzimas del tracto
gastrointestinal, lo que favorece a la salud al reducir el riesgo de padecer enfermedades
cardiovasculares, enfermedades del tracto gastrointestinal, cáncer de colon, osteoporosis y
aumentar la actividad inmunológica del organismo (Lara, 2011). Se ha trabajado
exitosamente con inulina, logrando alimentos funcionales bajos en grasa, sin alteración de
las propiedades físicas y sin cambios importantes desde el punto de vista sensorial
(Mendoza y col, 2001; García y col, 2006; Cáceres y col., 2004; Nowak y col., 2007).
3 Introducción
Planteamiento del problema:
El consumo de alimentos con altos contenidos de grasa, especialmente saturadas, provocan
efectos negativos sobre la salud evidenciándose en enfermedades de alto riesgo como:
hipertensión, diabetes, problemas cardiovasculares algunos tipos de cáncer y altos índices
de sobrepeso.
Según la Organización Mundial de la Salud, para el 2015, habrá 2300 millones de adultos
con sobrepeso y más de 700 millones serán obesos (Bosscher, 2008), de ahí la necesidad
imperante de desarrollar productos cárnicos con bajos contenidos de grasa, que además de
ofrecer beneficios para la salud, aporten elementos nutritivos a la dieta de quien los consuma
y por ende repercutan en la disminución de los elevados índices que se declaran
anteriormente.
Objeto de estudio:
Productos cárnicos
Campo de acción:
Salchichas bajas en grasa con actividad prebiótica.
Hipótesis:
Si se adicionan las cantidades adecuadas de inulina ó harina de quinua en salchichas, se
logrará obtener un producto cárnico funcional bajo en grasa que cumpla con los requisitos
nutricionales y de calidad.
Objetivo General:
Establecer el efecto que presenta la adición de harina de quinua ó inulina, con el fin de lograr
productos cárnicos emulsificados que sean nutritivos y funcionales.
Objetivos específicos:
� Describir los efectos que provocan la adición de combinaciones de harina de quinua-
carragenato e inulina-almidón de papa sobre las características físico-químicas,
microbiológicas, parámetros del perfil textura y sensoriales de salchichas con
diferentes contenidos de grasa.
� Analizar la durabilidad de las variantes seleccionadas envasadas al vacío: refrigerada
y respasteurizada-refrigerada.
� Definir el consumo energético del proceso.
� Establecer la ficha de costos de las variantes seleccionadas.
4 Revisión Bibliográfica
I. Revisión Bibliográfica
1.1. Alimentos funcionales.
El consumo de alimentos que contribuyan a una dieta óptima y a disminuir la prevalencia de
las patologías más comunes, constituye actualmente un objetivo nutricional preferente. Entre
este grupo de nuevos alimentos están los alimentos funcionales. Éstos son poco conocidos y
las personas todavía no ubican que significa exactamente y que ofrecen estos productos.
Un alimento será funcional cuando contenga un componente, nutriente o no nutriente, con
efecto selectivo sobre una o varias funciones del organismo, con un efecto fisiológico por
encima de su valor nutricional y cuyos efectos positivos justifiquen que pueda reivindicarse
su carácter funcional (fisiológico) o incluso saludable. Supone la modificación de un alimento
tradicional mediante la eliminación o disminución de los componentes teóricamente negativos
y/o el enriquecimiento de otros componentes que se consideran de probada eficacia para la
salud. La mayoría de los alimentos funcionales contienen componentes que muestran
relación con la prevención de los síndromes y enfermedades de mayor prevalencia y pueden
utilizar reclamos de salud que han sido aprobados en diferentes países: azúcares de
naturaleza polialcohol y caries; calcio y osteoporosis; ácido fólico y cierre del tubo neural;
antioxidantes (frutas y vegetales) y cáncer; sodio y presión arterial elevada; ácidos grasos
saturados y colesterol (Sánchez-Muniz, 2003). Actualmente se obtienen cárnicos funcionales,
con menor contenido energético después de reducir su grasa, adicionar miméticos y
sustitutos de hidratos de carbono, elevar el contenido de fibra y agua. Con una mejor calidad
de grasa disminuyendo el contenido en grasa saturada y colesterol y elevando el de ácidos
grasos insaturados y de ácidos grasos específicos (omega-3, CLA). Con diferente calidad
aminoacídica mediante la introducción de proteína de soya y elevar el cociente
arginina/lisina. Enriquecidos en fibra, particularmente en fibra soluble y/o fermentable.
Modificados en micronutrientes: minerales (menos sodio) y vitaminas (más tocoferoles).
Adicionados de compuestos bioactivos: fitosteroles (esteroles y estanoles), fitoestrógenos,
polifenoles, etc. (Sánchez-Muniz, 2003).
5 Revisión Bibliográfica
Muchos cárnicos funcionales persiguen y/o perseguirán: actuar sobre funciones conductales
y psicológicas, modificar las funciones gastrointestinales, regular el crecimiento, desarrollo y
maduración, regular el metabolismo de los macronutrientes y en particular la homeostasis del
peso corporal., actuar sobre sistemas redox y antioxidantes, actuar sobre el equilibrio
tromboxanos/prostaciclinas/ leucotrienos e imitar la acción de hormonas. En un futuro no muy
lejano se comercializarán alimentos diseñados, teniendo en cuenta las mutaciones en
algunos genes candidatos y su relación con patologías y la interacción gen-nutriente o gen-
componente bioactivo (Sánchez-Muniz, 2003).
Muchos alimentos funcionales se encuentran aún en fase de diseño o en fases muy precoces
de comercialización, no conociéndose la respuesta real del consumidor y en muchos casos
no estando contrastada su inocuidad y sus efectos positivos. Únicamente después de un
riguroso acercamiento científico con resultados estadísticamente significativos y
reproducibles se podrá garantizar el éxito de esta nueva disciplina en nutrición (Sánchez-
Muniz, 2003). Las estrategias para modificar cuali y/o cuantitativamente la composición de la
carne y sus derivados con propósitos “funcionales”, son fundamentalmente de tres tipos: a
nivel de producción animal (genéticas y nutricionales); asociadas a la selección y preparación
de materias primas cárnicas; y dependientes de los procesos de reformulación de derivados
cárnicos. Mientras que las actuaciones relativas a la selección y preparación de materias
primas permiten básicamente reducir los niveles de grasa, grado de saturación, y contenido
en colesterol, las estrategias tecnológicas relacionadas con cambios de formulación y etapas
de procesado abarcan no solo a diversos compuestos bioactivos de carácter endógeno
(péptidos, ácidos grasos, antioxidantes, etc.), sino también constituyen una excelente
oportunidad para incorporar ingredientes funcionales de origen exógeno (fibra, lípidos,
derivados proteicos, etc.) (Jiménez Colmenero, 2003).
1.2. Recomendaciones para la ingesta de grasa. Un factor muy importante a tener en cuenta en la ingestión de las grasas es proporcionar un
adecuado suministro de ácidos grasos esenciales, especialmente de la series del ácido
linoleico (n-6) y del ácido �-linoléico (n-3), que no pueden derivarse uno del otro. El consumo
óptimo en el adulto de estos ácidos grasos esenciales debe representar el 3% de la energía
alimentaria total. De forma general, se sugiere guardar en la alimentación una distribución en
6 Revisión Bibliográfica
partes aproximadamente iguales de ácidos grasos saturados, monoinsaturados y
poliinsaturados. Debe evitarse la ingestión de ácidos grasos saturados por encima del 10%
de la energía total. Se ha sugerido para la ingestión de ácidos grasos poliinsaturados una
cifra que no exceda el 7% de la energía total, ya que estos pueden peroxidarse fácilmente y
constituir compuestos cancérigenos (Porrata y col., 1995).
1.2.1. Selección de una dieta baja de grasa.
Las grasas son útiles en la dieta a causa de su alta densidad energética (9 Kcal/g), para
completar el aporte energético en grupos de población que ingieren dietas voluminosas con
predominio de alimentos de origen vegetal. Sin embargo, muchos organismos
internacionales coinciden en que se pueden reducir las enfermedades cardiovasculares y
ciertos tipos de cáncer al disminuir la ingestión de las grasas totales, las grasas saturadas y
el colesterol. Por tanto, cuando es posible satisfacer las necesidades totales de energía,
debe moderarse el consumo de grasas. En general, se recomienda una cantidad de grasa
que proporcione entre el 25 y el 30% de la energía total, lo que representa entre 28 y 33 g de
grasa por 1000 Kcal. Puede lograrse una reducción de las grasas si se disminuye,
principalmente, el consumo de grasas de origen animal, tanto las grasas sólidas como la
contenida en las carnes, por lo que debe darse preferencia a las carnes magras (Porrata y
col., 1995).
1.2.2. Actitud del consumidor con relación a los productos cárnicos con bajo contenido
de grasa.
Los productos cárnicos que actualmente se comercializan varían mucho en cuanto a su
composición lipídica (20 a 40%). Estos datos señalan la conveniencia de reducir la cantidad
de grasa y mejorar la relación ácidos grasos saturados/poliinsaturados. Se han desarrollado
diferentes investigaciones relacionadas con la sustitución de la grasa en los alimentos y su
repercusión en la salud, incluyendo los productos cárnicos. A pesar de este esfuerzo no se
han obtenido los resultados esperados, debido a los malos hábitos alimentarios seguidos
durante toda una vida y a la poca disponibilidad en el mercado de productos cárnicos con
bajo contenido en grasa. Para que las nuevas formulaciones sean aceptadas por los
consumidores deben presentar unos atributos de calidad similares a los de los productos
tradicionales y emplear aditivos que sustituyan la grasa sin afectar el valor nutritivo, las
7 Revisión Bibliográfica
características organolépticas y mantengan la imagen que tiene la población sobre los
productos más sanos y naturales.
1.3. Embutidos de pasta fina. Formación de la emulsión cárnica. Los embutidos emulsificados son productos elaborados a partir de tejido muscular crudo y
tejido graso finamente picados, agua, sales, condimentos y harinas y en algunos casos
subproductos comestibles, que mediante tratamiento térmico (coagulación) adquieren
consistencia compacta, sólida, que se mantiene aún cuando el producto vuelve a calentarse.
Estos productos no deben exhibir la carne separada de la grasa, poseen un color que puede
ir desde el rojo vivo y estable hasta colores más intensos u oscuros (rojo/pardo; rojo/naranja,
rosado pálido), con vetas por la inclusión de otros tipos de carnes. Deben poseer una buena
consistencia, aspecto al corte atractivo (homogéneo, brilloso, liso) y con aroma y sabor
propio a los condimentos utilizados. (Hernández y col., 2007). El contenido de grasa en los
embutidos emulsionados está en un 20 a 40% del peso final. Es muy importante en las
emulsiones cárnicas, ya que la grasa se mezclará con la carne para formar una pasta,
característica básica de las salchichas y de otros embutidos emulsificados (Totosaus, 2007).
Tecnológicamente la grasa es muy importante por los problemas que puede ocasionar en el
ligado de los diferentes músculos y en la merma de cocción. (Méndez, 2010).
Según Terrel (1980) hay cuatro pasos en la elaboración de un embutido emulsificado tipo
salchicha: extracción de las proteínas, hidratación y activación de las proteínas, formación de
la emulsión y formación del gel mediante el tratamiento térmico de la pasta. El primer paso es
escoger el tipo de carne, músculo y fibra para elaborar la salchicha. La reducción de tamaño
que tiene lugar primero en el molino y posteriormente en la Cutter, tiene como objetivo liberar
a las proteínas musculares y de este modo potenciar la funcionalidad del sistema. En el
segundo paso durante la hidratación y activación de estas proteínas la sal se adiciona a la
formulación, seguido de nitrito de sodio, fosfatos y de una parte de hielo. La agitación
mecánica termina de romper el tejido y solubilizar las proteínas, una función fundamental de
la sal es disolver o extraer la miosina que se encuentra dentro de las fibras musculares. El
tercer paso es la formación de la emulsión; aquí se añade la grasa y otra parte de hielo para
controlar la temperatura que no exceda a los 12ºC. La agitación mecánica de la Cutter
dispersa finos glóbulos de grasa que son atrapados en la matriz de la proteína cárnica. La
8 Revisión Bibliográfica
temperatura es un factor de gran importancia para obtener emulsiones estables antes y
durante el cocimiento y es función del tiempo de mezclado. Se incorpora el resto de
ingredientes secos (condimentos, proteínas no cárnicas, etc.) y el resto de hielo mediante
agitación mecánica. El embutido dará la forma del producto final y proporcionará la barrera al
medio ambiente, permitiendo una buena transferencia de calor al producto. El cuarto paso es
el tratamiento térmico de la pasta que en parte garantiza las transformaciones químicas y
bioquímicas necesarias para lograr una mejor asimilación de los nutrientes presentes, en
especial las proteínas, cuya desnaturalización las hace más susceptibles a la hidrólisis
enzimática digestiva, y desarrolla características organolépticas deseables en el producto,
como las mejoras en textura, logradas a través del hinchamiento y gelatinización parcial de
las fibras. Por otra parte, el tratamiento térmico garantiza una reducción notable de los
conteos de células viables de los microorganismos responsables del deterioro, lo cual alarga
considerablemente la vida útil o durabilidad del producto, y reduce la presencia de células
viables de patógenos a niveles insignificantes.
El fundamento de este proceso se basa en 3 interacciones de los componentes del sistema:
� Interacción proteína – agua: solubilidad
Las salchichas son sistemas coloidales complejos, en los que de las proteína musculares
utilizadas se derivan las propiedades de este sistema. Las características de los productos
dependen, en gran medida, de la naturaleza de la matriz proteica formada, la cual es
determinada por la cantidad y funcionalidad de las proteínas presentes en el sistema
(Jiménez Colmenero y Borderías, 1983; Guerra y Martín, 2003).
El proceso de hidratación para activar a las proteínas, en las cuales se impregna la humedad
altera la estructura de la proteína muscular para formar una red que atrapa la grasa. La
agitación mecánica o mezclado de la Cutter en presencia de cloruro de sodio mejora la
activación de las proteínas e inicia la formación de la red que aumenta su viscosidad,
cargándose electrostáticamente y creando regiones hidrofóbicas e hidrofílicas (Totosaus,
2007).
� Interacción proteína – grasa: emulsión
La grasa es añadida a la carne molida en la Cutter en combinación con otros ingredientes y
agua o hielo. La agitación mecánica entrampa a la grasa en la red formada hasta ese
momento. En caso de que la cantidad de proteína sea escasa en el tipo de carne empleada,
se debe adicionar un emulsificante u otro tipo de proteína con buena capacidad de emulsión.
9 Revisión Bibliográfica
Factores tales como el tiempo, temperatura, pH, calor generado, tamaño de partícula y tipo
específico de grasa o lardo afectan la estabilidad de la emulsión. La capacidad de emulsión
(habilidad de unir grasa) es diferente de acuerdo al tipo de músculo, teniendo influencia
directa sobre la estabilidad de la emulsión, que vendría a ser el desempeño de la red
proteína/agua/grasa bajo presión. Esto sumado a las diferentes capacidades de los
componentes de las proteínas musculares miofibrilares, especialmente miosina, de
emulsificar grasa en comparación con las sarcoplasmáticas, determina la estabilidad de la
emulsión (Terrel, 1980).
� Interacción proteína – proteína: gelificación
La adición del resto de los ingredientes, incluyendo condimentos y proteínas no cárnicas,
afecta la unión y estabilidad del producto final. Además, estos ingredientes afectarán el
sabor, textura y otras características. Esta pasta es entonces procesada en la Cutter o
mezcladora. La pasta final es colocada en la embutidora para darle forma al producto
mediante la tripa ya sea natural o artificial, posteriormente pasa al cocimiento que convierte
la pasta enclaustrada físicamente de un estado de “sol” a un estado de “gel”. El resultado de
la pasta viscosa es un gel semi-sólido de forma cilíndrica compuesto de una red de
agua/proteína/sal de tejido conectivo e ingredientes no cárnicos (Terrel, 1980).
1.4. Principales aditivos utilizados. 1.4.1. Sales y condimentos.
� Sal común.
Es un ingrediente imprescindible por varias razones: imparte sabor, conservación, y
principalmente porque aumenta la fuerza iónica del medio contribuyendo a la solubilización
de las proteínas (Pepper y Schmidt, 1975). Este aditivo disminuye la actividad de agua del
sistema, disminuyendo con ello las posibilidades de vida de los microorganismos, es por ello
que en los productos que contienen mucha sal los microorganismos aerobios no pueden
disponer más que de una fracción del oxígeno. En la mayoría de los alimentos la acción de la
sal como saborizante tiene mayor importancia que su acción conservadora. Los efectos de la
sal sobre las proteínas son múltiples, entre ellos se encuentra su acción sobre la carne que
aumenta la capacidad de retención de agua.
10 Revisión Bibliográfica
� Sal de curar.
El nitrito de sodio en muchos países se usa siempre mezclado al cloruro sódico en forma de sal
de curar, de dosificación mucho más fácil y segura, tiene la propiedad de reaccionar con la
mioglobina del músculo formando nitrosomioglobina, que produce durante la cocción un
pigmento estable. Este proceso, conocido como curado, es el responsable del color rojo de la
carne curada. Además de su acción sobre el color, otro efecto importante es su contribución a
la aparición del sabor y aroma característico de los productos cárnicos curados. La formación
del color empieza en la reacción del óxido nitroso con la mioglobina, que se descompone
posteriormente en globina y nitrosomiocromógeno, verdadero responsable del color rosado
(Lawrie, 1998). Esta propiedad puede estar relacionada, sino directa, sí indirectamente con la
acción antioxidante de este aditivo. Se ha demostrado que el nitrito retarda la oxidación de
lípidos y por tanto la producción de aromas indeseados por el sobrecalentamiento de las carnes
curadas. El nitrito además tiene valor como preservante, en particular, inhibe el crecimiento del
Clostridium botulinum, completando de esta forma el efecto inhibidor de la sal.
� Ascorbato.
Las sales de ácido ascórbico y su isómero, el ácido eritorbico son usados generalmente para
acelerar el desarrollo y lograr la estabilización del color en la carne curada. La adición de
ascorbato a las carnes curadas, sin afectar aparentemente la estabilidad microbiológica de los
productos, es ventajosa ya que reacciona químicamente con el nitrito, aumentando la
producción de óxido nítrico a partir del ácido nitroso, inhibiendo de esa forma la formación de
nitrosamidas cancerígenas. El ascorbato posee una fuerte acción reductora, por lo que toman
parte en la reducción de la metamioglobina a mioglobina, acelerando la velocidad del curado.
Además, un exceso de ascorbato actúa como antioxidante contribuyendo a la estabilización del
color y el sabor; ya que previenen el desarrollo de la rancidez y la decoloración de la carne por
la exposición a la luz.
� Fosfatos.
Los fosfatos son ingredientes comúnmente añadidos a los productos cárnicos, entre ellos el
tripolifosfato de sodio es el más utilizado (Barbut y Mital., 1989). Los fosfatos y polifosfatos
incrementan la CRA de la carne y productos cárnicos debido a que su adición produce un
aumento en el pH (de 0,2 a 0,4 unidades) y en la fuerza iónica y una interacción específica con
las proteínas del músculo que o bien las disocian y por tanto liberan grupos cargados, o bien las
unen formando una capa que impiden el paso a través de ella, además incrementan los
rendimientos, imparten textura, sabor y previenen de la oxidación (Guerra y col, 1992). La
11 Revisión Bibliográfica
acción antioxidante tiene como consecuencia una conservación de las características
organolépticas, estabilizando el color y el sabor. Disminuyen la actividad de agua, dificultando el
crecimiento bacteriano (Luck, 1981).
� Condimentos.
La selección de una condimentación adecuada es uno de los aspectos fundamentales en
cualquier alimento, ya sea preparado en el hogar o industrialmente. La mezcla de especias
con destino a embutidos debe favorecer su buena conservación y mejorar el sabor sin que el
paso del tiempo afecte el aroma, sus componentes pueden generar sabores y aromas no
deseados al sufrir transformaciones químicas en presencia de oxígeno. Internacionalmente se
reportan 36 especias de uso habitual, de las cuales se utilizan 13 en la industria cárnica: ajo,
cebolla, jenjibre, canela, cilantro, clavo, comino, laurel, nuez moscada, orégano, pimienta,
pimentón y tomillo (Herrera y col., 1987).
1.4.2. Proteínas e hidratos de carbono.
Las proteínas se han utilizado en la elaboración de productos cárnicos con el fin de aumentar
el rendimiento y el valor nutritivo, así como las propiedades funcionales específicas (textura,
capacidad de retención de agua, etc.). También se emplea para reducir el contenido de grasa
y rebajar el costo de la formulación (Mendoza y col., 1998). Entre las proteínas utilizadas en
productos cárnicos con bajo contenido en grasa se encuentran las procedentes del trigo,
soya, avena, maíz, leche y huevos, así como surimi y proteínas del plasma sanguíneo.
� Inulina. La inulina es un carbohidrato no digerible que se encuentra habitualmente en nuestra dieta
diaria, está presente en numerosos vegetales, frutas y cereales. Entre éstas se hallan la
alcachofa (15 a 20%), espárragos (10 a 15%), cebolla (2 a 6 %), ajo, (9 a 16%), trigo y
plátano (0,3 a 0,7%), aunque industrialmente se extrae principalmente de la raíz de achicoria
(13 a 20%) mediante la hidrólisis enzimática. La inulina nativa es una mezcla compuesta de
oligómeros y polímeros con un número variable de moléculas de fructosa, unidas por enlaces
β-(2-1) que pueden incluir en su extremo una molécula de glucosa (Villegas, 2008).
Los fructanos por su configuración química no pueden ser hidrolizados por las enzimas
digestivas del hombre y de los animales, por lo que permanecen intactos en su recorrido por
la parte superior del tracto gastrointestinal, pero son hidrolizados y fermentados en su
totalidad por las bacterias del intestino grueso. De esta manera, este tipo de compuestos se
12 Revisión Bibliográfica
comportan como fibra dietética. Los fructanos aportan un valor calórico reducido (1,5 kcal/g)
si se comparan con los carbohidratos digeribles (4 kcal/g) (Madrigal, 2007).
- Propiedades físico – químicas y funcionales de la inulina
A nivel industrial, la inulina se presenta como un polvo cuyo color varía de blanco a gris
dependiendo del grado de purificación, sin olor, con sabor neutral o ligeramente dulce y sin
efecto residual. No obstante si la inulina es impura puede tener un sabor ligeramente
amargo. Es insoluble en agua fría, muestra su más alta solubilidad a 60°C, por encima de
esta temperatura la cadena sufre modificaciones e incluso hidrólisis específica (Madrigal,
2007).
En la tabla 1. Se presenta un resumen de las características de la inulina nativa y la inulina
purificada llamada también como de alto desempeño (HP).
Con el tiempo (3 a 5 días) la inulina precipita (Phelps, 1965). Su solubilidad depende de
factores como: tipo de solvente, temperatura y grado de polimerización.
El grado de polimerización de la inulina está en el orden de 2 a 60 unidades (Imenson, 2009)
y mientras más corta sea la cadena la solubilidad es mayor (Fleming y GrootWassink, 1979),
por el contrario si es mayor su grado de polimerización significa que más moléculas de
inulina pueden formar parte en el proceso de formación del gel y por ende tendrá mejor
características como sustituto de grasa. La inulina es insoluble en aceite, por lo que se
presentan las gotas de agua rodeadas de aceite lo que contribuye a la estabilidad de las
emulsiones por un incremento de la viscosidad de la fase acuosa.
Tabla 1. Propiedades físico-químicas y funcionales de la inulina
Inulina Inulina HP
Grado de polimerización promedio 12 25 Materia Seca (g/100g) 95 95 Azúcar (g/100g) 8 0,5 pH 5-7 5-7 Cenizas (g/100g) 0 ,2 0,2 Apariencia Polvo Blanco Polvo Blanco Solubilidad a 25°C (g/l) 120 25 Viscosidad en agua (5%p/p sol. Acuosa) a 10°C (mPa.s)
1,6 2,4
Funcionalidad en alimentos Sustituto de grasa Sustituto de grasa Sinergismo Con agentes gelificantes Con agentes gelificantes
13 Revisión Bibliográfica
La fuerza de gel depende de diferentes parámetros: concentración de inulina, total de materia
seca contenida, tipo de inulina, grado de polimerización de la misma y tipo de agitador que se
utilice. Valores de pH de 4 a 9 no influyen en la formación del gel, (Imenson, 2009). Hay un
aumento en la fuerza de gel cuando se incrementa la presión mecánica; alcanzando su
máxima fuerza después de las 24 horas.
Otro parámetro importante es el contenido de sólidos secos, con el incremento de las dosis
de inulina o con la adición de otros ingredientes (gelatina, alginatos, carragenatos, gomas,
maltodextrinas y almidones) por su acción sinérgica se obtienen mayores fuerzas de gel. La
temperatura es un factor muy importante en la formación del gel, este parámetro además
demuestra la diferencia en la funcionabilidad entre las inulinas de diferentes grados de
polimerización (Imenson, 2009).
La propiedad para sustituir grasa se basa en la formación de un gel en particular con agua y
agitación. El gel resultante tiene una textura cremosa, muy semejante a la de la grasa que, le
da la sensación bucal deseada. Cuando la inulina se usa en forma de gel en agua tiene
menor solubilidad, mejora la estabilidad de emulsiones y muestra excepcionales
características semejantes a la grasa (Jánváry, 2007).
- Utilización de la inulina en alimentos
La inulina se emplea como edulcorante, sustituto de grasas y modificante de textura
(Tungland y Meyer, 2002). Estas propiedades dependen de las diferencias en el grado de
polimerización de sus cadenas. La inulina ha sido utilizada con éxito en productos cárnicos
reducidos en grasa, en salchicha cocidas (Villalobos y col., 2010), en salchichas secas
maduradas (Mendoza y col., 2001), en mortadela (Selgas y col., 2005), en bolas de carne de
cerdo (Flaczyk y col., 2009), etc. También se ha estudiado la inulina en forma de gel en
salchichas con bajo contenido de grasa Nowak y col. (2007).
- Beneficios para la salud
La inulina por su condición de fibra dietética reduce los niveles de lípidos y colesterol en la
sangre, regula el tránsito intestinal y tiene un efecto laxante. Otro beneficio importante es su
efecto prebiótico, estimula el crecimiento selectivo y/o la actividad metabólica de un número
limitado de bacterias en el colón (Lajolo, 2006). Los prebióticos promueven la flora intestinal
natural, proporcionando nutrientes para las bacterias benéficas (bifidobacterias y
lactobacilos) existentes, con la consecuente disminución de otras especies que pueden ser
perjudiciales Eschecrichia coli, Clostridium spp,etc. (Jánváry, 2007).
14 Revisión Bibliográfica
� Quinua. La quinua cuyo nombre científico es Chenopodium quinoa Willd es llamada también como el
grano de oro. Es un cultivo originario de los Andes, su consumo se remonta a más de 5000
años; fue cultivada por los incas, constituyendo uno de los principales sustentos de la
agricultura de la región andina. Específicamente en el Ecuador, la quinua, se cultiva en la
región de la Sierra, cuya altura está alrededor de los 2000 a 3500 m.s.n.m. (GTZ-PAC,
2003).
En los últimos años el cultivo de quinua ha ido incrementándose debido a su potencial
agrícola, nutritivo y por su gran demanda, especialmente como producto orgánico en
mercados internacionales (Villacrés y col., 2011).
- Propiedades físico – químicas y funcionales
Por su composición química a la quinua se le denomina pseudocereal (Tabla 2), presenta un
alto contenido de carbohidratos (50 a 60% de almidón el cual gelatiniza a una temperatura
entre 55 y 65ºC) (Romo y col, 2006), lo que hace que se emplee como un cereal. El alto
contenido de grasa y proteína diferencia a la quinua del resto de los cereales de consumo
masivo como: trigo, cebada, maíz, arroz y es comparable con productos de origen animal
como el huevo, leche, pescado y carne (Jacobsen y Sherwood, 2002). El contenido de grasa
de la quinua es de alto valor debido a su gran porcentaje de ácidos grasos no saturados. El
contenido de fibra insoluble en la quinua está alrededor del 5,31%, la fibra soluble en 2,49%
y la dietética total en 7,80%. (Romo y col., 2006). La quinua posee importantes cantidades de
Ca, Mg, K y Zn comparado con otros cereales y especialmente hierro (Tabla 3). Con respecto
a las vitaminas, tiene altos contenidos de vitamina A, B2 y E (Jacobsen y Sherwood, 2002).
Tabla 2. Composición química (%) y valor calórico de granos de quinua y de cereales en base seca
Elemento Quinua Trigo integral Centeno Cebada Arroz Maíz Proteína 13,81 11,5 8,7 10,6 7,4 9.2 Grasa 5,01 2 1,7 2,1 2,2 3.8 Carbohidratos 59,74 59,4 53,5 57,7 74,6 65,2 Agua 12.65 13,2 13,7 11,7 13,1 12,5 Fibra cruda 5,2 10,6 13,15 9,8 4,0 9,2 Minerales --- 1,8 1,9 2,25 1,2 1,3 Valor calórico 350 309 269 299 353 338
15 Revisión Bibliográfica
Es importante señalar que la composición química del grano de quinua es muy variable e
influenciada por el material genético, estado de madurez, fertilidad del suelo y los factores
climáticos.
Tabla 3. Contenido de minerales del grano de la quinua con respecto a otros granos Mineral Quinua Trigo Arroz Frijol Calcio 148,7 50,0 27,6 119,1 Fósforo 383,7 380,0 284,5 267,4 Hierro 13,2 5,0 3,7 8,6 Potasio 926,7 500,0 212,0 1098,2 Magnesio 246,9 120,0 118,0 200,0 Sodio 12,2 10,0 12,0 10,3 Cobre 5,1 0,5 0,4 1,0 Manganeso 10,0 2,9 0,0 0,0 Zinc 4,4 3,1 5,1 0,0
Desde el punto de vista nutricional la quinua tiene un valor excepcional por su balance de
proteínas, grasa, aceite y almidón; no obstante su valor incide principalmente en el
contenido y calidad de proteínas (12 a 20 %) que como se puede apreciar en la tabla 2 es
mayor al de otros cereales de consumo masivo tales como: trigo, cebada, maíz, arroz y es
comparable con productos de origen animal como el huevo, leche, pescado y carne.
Este grano contiene los 10 aminoácidos esenciales, sobresaliendo su contenido de
triptófano, cisteína y metionina (Tabla 4) y la mayor importancia radica en su alto contenido
de lisina, un aminoácido deficitario en la mayoría de los vegetales, especialmente en el trigo
(Silva, 2006).
Tabla 4. Contenido de aminoácidos de la quinua con respecto a otros granos Aminoácido Quina Arroz Maíz Trigo Carne Leche Patrón FAO Arginina 6,8 6,9 4,2 4,5 6,4 3,1 5 Fenilalanina 4,0 5,0 4,7 4,8 4,1 1,4 6 Histidina 2,8 2,1 2,6 2,0 3,5 2,7 3,0 Isoleucina 7,1 4,1 4,0 4,2 5,2 10 4,0 Leucina 6,8 8,2 12,5 6,8 8,2 6,5 7,0 Lisina 7,4 3,8 2,9 2,6 8,7 7,9 5,5 Metionina 2,2 2,2 2,0 1,4 2,5 2,5 3,5 Treonina 4,5 3,8 3,8 2,8 4,4 4,7 4,0 Triftófano 1,3 1,1 0,7 1,2 1,2 1,4 1,0 Valina 3,4 6,1 5 4,4 5,5 7,0 5,0
16 Revisión Bibliográfica
La quinua presenta otras ventajas alimenticias en las que se destacan sus propiedades
regulativas del azúcar en la sangre y los niveles de insulina, presencia de anticancerígenos y
la ausencia de gluten, que la convierte en una alternativa alimenticia para personas alérgicas
al gluten presente en el trigo y personas con problemas de sobrepeso e hipertensión
(www.prodiversitas.org/quinua.htm, 2005).
Una desventaja presente en la quinua es la presencia de factores antinutricionales: fitatos y
saponinas. La saponina, confiere a este grano un sabor amargo, su contenido varía entre 0 y
4% dependiendo de la variedad. Debido a esta condición la quinua antes de ser consumida
debe ser sometida a un proceso de desaponificación (eliminación de sustancias amargas y
tóxicas), para lo cual existen varios métodos caseros o agroindustriales. Por el contenido de
saponinas, el grano de quinua se puede clasificar en quinua dulce (sin saponina o con menos
del 0,11% en base al peso fresco), o en amarga (contiene un nivel mayor al 0,11% de
saponinas) (Mosquera, 2009).
No obstante algunas investigaciones indican que las saponinas también tienen un amplio
rango de efectos benéficos como: acción antimicótica, antiviral, anticancerígena y se emplea
en la producción de jabón (Jacobsen y Sherwood, 2002).
- Utilización en productos cárnicos
Debido a la importancia nutricional de la quinua se han desarrollado algunas investigaciones
para la aplicación de la misma en productos cárnicos. Guerra y col. (1994) estudiaron la
harina de quinua en salchichas como sustituto del 100% de la harina de trigo, obteniéndose
resultados satisfactorios. Otro estudio reporta la elaboración de embutidos fortificados con
proteína vegetal a base de quinua en la cual se sustituyó un 30% de carne por quinua,
obteniéndose excelentes resultados en cuanto a calidad, composición nutricional y
disminución de costos (Maldonado, 2010).
� Almidones.
Los almidones son polisacáridos que forman geles por acción del calor, creando una trama
tridimensional que retiene abundantes cantidades de agua. Los más usados son los de maíz,
trigo, papa y mandioca. Tienen la característica de que gelifican a temperaturas entre 65 y
75°C (Lagares y Freixenet, 1991). Presentan mayores rendimientos tras la cocción, mayor
capacidad de retención de agua y menores costos que otros tipos de ingredientes. Por otro
lado, mejoran la estabilidad en la congelación-descongelación, reducen la sinéresis y resisten
tratamientos térmicos enérgicos. Como desventajas se hacen referencias a que imparten
17 Revisión Bibliográfica
colores más claros, disminuyen la jugosidad y reducen la cohesividad y firmeza (Keeton, 1991,
Keeton, 1992; Dexter y col., 1993; Miller y col., 1993). El almidón, en su forma nativa o
modificada, es un producto de extenso uso en la industria cárnica, bien como agente nutritivo
aportando hidratos de carbono o como agente modificador de la textura por sus propiedades
espesantes y estabilizantes.
Muchos almidones se han usado, ya sea solos o en combinación, para reducir la cantidad de
grasa de varios productos, como hamburguesas, salchichas frescas y emulsiones de carne
(Keeton, 1991; Keeton, 1992; Dexter y col., 1993; Carballo y col., 1995; Guerra, 1999; Guerra y
Gacría, 2006).
� Carragenatos.
Los caragenatos son polisacáridos lineales sulfatados, extraídos de varias algas marinas
rojas. Favorecen la ternura y la jugosidad de los productos, así como ayudan a la
cohesividad o ligazón de los mismos y reducen las mermas durante su almacenamiento. Los
tres tipos de carragenatos: kappa, iota y lambda, imparten diferentes propiedades a los
productos a los que se añaden. Los dos primeros forman geles, mientras que el último es un
espesante sin capacidad de gelificación (Bloukas y col., 1997). Todos los carragenatos son
solubles en agua caliente, típicamente a temperaturas por encima de 70�C, la adición de iones
de sodio trastornan la gelificación de los mismos (Pedersen, 1977) y por consiguiente reducen
su capacidad gelificante. El carragenato ha sido utilizado como un agente gelificante para
productos cárnicos emulsificados, curados y del mar enlatados (Guerra y col., 1988; Barbut y
Mittal, 1992; Matulis y Mckeith, 1995; Guerra y col, 1995). Se recomienda un nivel de empleo
desde 0,1 % hasta 1,0% del peso del producto terminado (Barbut y Mittal, 1989; Huffman y col.,
1991).
1.5. Consecuencia de la reducción del nivel de grasa sobre las características de los productos cárnicos.
Con la reducción del nivel de grasa, se producen modificaciones en la composición del
producto por lo que, además del efecto de la grasa, hay que tener en cuenta que la variación
de algunos de los otros componentes (proteína, agua, ingredientes, etc.) lleva aparejada la
existencia de ciertos cambios en sus propiedades. En algunos casos dichos cambios son
18 Revisión Bibliográfica
inducidos para compensar el efecto de la grasa, en cambio, otros aparecen como inevitables
al ajustar la nueva formulación.
La reducción del nivel de grasa en los productos no es una tarea fácil, el desarrollo de estos
productos va a depender de varios factores, como son el valor de reducción de grasa
deseado, la naturaleza del producto a formular (tipo de carne, grado de picado, untuosidad,
etc.) y el tipo de procesamiento requerido (formación de la emulsión, tratamientos térmicos,
maduración, etc.).
En los productos troceados y en los formados por cortes de partes de la canal como la
pierna, el lomo, etc., el consumidor puede separar la grasa si no desea consumirla. Sin
embargo, en aquellos que presentan cierta desintegración estructural y elevado contenido de
grasa la industria es la que tiene la posibilidad de reducir la grasa, reformulándolos y
alterando su composición tradicional, entre ellos se encuentran la mayoría de los embutidos
(frescos, cocidos, ahumados, curados, etc.), y los productos conformados con carnes
picadas (albóndigas, hamburguesa, paté, etc.). No resulta sencillo conseguir que los nuevos
productos posean características sensoriales similares a las de sus homólogos con el nivel
tradicional de grasa, ya que ésta condiciona atributos de calidad como color, sabor, aroma y
textura, así como otros factores asociados al procesamiento de los productos (Jiménez
Colmenero, 1995).
1.5.1. Color.
El aspecto es una de las características más importantes de un producto y en las que el
consumidor se basa a la hora de elegirlo. En productos troceados es capaz de detectar la
grasa de la parte magra, sin embargo, a medida que aumenta la desintegración estructural,
la posibilidad será cada vez menor, siendo sustituida por una percepción más general del
color. El color se afecta por el contenido de grasa, en general. Su reducción va acompañada
del consiguiente aumento en la proporción de agua, favoreciendo la aparición de
coloraciones rojizas más oscuras (Decker y col., 1986; Claus y col., 1989). Esto, en muchos
casos, puede no constituir un problema, ya que coloraciones más oscuras pueden
identificarse con productos más magros (Claus, 1991). Dado a que la disminución del nivel
de grasa viene acompañada de un aumento en el contenido de agua, cabría esperar una
disminución en los valores del componente rojo como consecuencia de una dilución de los
hemopigmentos presentes en el sistema (Ahmed y col., 1990). Sin embargo, los aumentos
de la cantidad de agua presente en el producto, parecen tener una menor incidencia sobre el
19 Revisión Bibliográfica
color que la reducción de la grasa (Claus y col., 1989). Las coloraciones más oscuras
podrían remediarse ajustando las formulaciones e incluyendo en ellas un mayor porcentaje
de carne de cerdo (Hand y col., 1987) que posee menos pigmentación que la del vacuno
(Martín y Rogers, 1991), utilizando ingredientes con niveles bajos de hemopigmentos
(colágeno) o altos (extractos de hígado), que podrían ayudar a regular el color final del
producto. También los aditivos adicionados como sustitutos de la grasa pueden afectar al
color de los elaborados cárnicos (Troutt y col., 1992), aspecto que habrá que considerar, por
tanto, a la hora de incluirlos en la formulación.
1.5.2. Sabor y aroma.
El sabor y aroma de los productos cárnicos viene dado tanto por la cantidad y tipo de grasa,
como por la procedencia de la carne: vacuna, porcina u ovina (Park y col., 1990; Paneras y
col., 1996). Algunos de estos efectos se ponen de manifiesto incluso en productos altamente
sazonados. Sin embargo, en otros no se han apreciado diferencias en estas propiedades
organolépticas como consecuencia del contenido y tipo de grasa utilizada (Shackelford y col.,
1990). La grasa no sólo aporta sabor en sí misma, sino que también presenta un impacto
sobre la intensidad, duración y balance de otros sabores presentes, esto parece estar dado
por la capacidad de la grasa para retardar la liberación del sabor. Cuando un alimento con
toda la grasa se mastica, los sabores solubles en ésta se liberan gradualmente. Esto puede
atribuirse a la modificación de la fase lipídica y acuosa en el producto reformulado, y por
tanto de la solubilidad de los compuestos aromáticos volátiles en tales constituyentes que
origina cambios en dichas características organolépticas. También al variar el contenido en
grasa puede alterarse la generación de algunos compuestos capaces de contribuir al gusto
típico de los productos cárnicos. Algunas sustancias como la sal, especias y saborizantes, al
estar situados en un medio diferente con respecto a la relación agua/grasa, pueden variar su
comportamiento, acentuando o disminuyendo su contribución al sabor (Troy, 1993). De
hecho, la disminución del contenido en grasa hace resaltar el sabor salado en el producto
(Claus y Hunt, 1991), lo que si bien por un lado indica la conveniencia de reducir su nivel, por
otro esto presenta ciertos inconvenientes en relación con la funcionalidad de las proteínas del
sistema. Todo ello puede obligar a la reformulación de especias y saborizantes (Jiménez
Colmenero, 1995). Además de los factores indicados, la existencia por parte del consumidor
de un reconocimiento y preferencia innata de algunas propiedades (aroma y textura)
asociadas a la presencia de estos constituyentes hace que no sea fácil encontrar una
20 Revisión Bibliográfica
alternativa capaz de imitar la participación de la grasa en procesos tan complejos (Mela,
1990).
1.5.3. Textura.
La textura está condicionada por la presencia de la grasa, la cual contribuye a determinar las
propiedades reológicas y estructurales del producto cárnico. La grasa afecta parámetros
como la dureza, elasticidad, untuosidad, etc. Sin embargo, no es el único factor que
condiciona la naturaleza de los productos formulados. La cantidad de proteína y agua
añadida también son muy importantes en la estructura final. Las proteínas del músculo sobre
la base de interacciones proteína-proteína, proteína-agua y proteína-grasa, condicionan
muchas propiedades funcionales básicas de los productos cárnicos, como la capacidad de
retención de agua y grasa, formación de geles, procesos de emulsificación, etc. (Whiting,
1988). La adición de grasa ejerce gran influencia sobre la fuerza iónica del medio y, a través
de ella, sobre la solubilidad de las proteínas. A medida que aumenta la proporción de grasa,
manteniéndose igual la adición de sal, aumenta el contenido de sal en la porción de carne
magra/agua, ya que las sales sólo se disuelven en agua y no en grasa. De esto resulta un
aumento en la fuerza iónica y en consecuencia de la solubilidad de las proteínas. Cuando la
reducción de grasa va asociada a un aumento en la cantidad de proteína, los productos
resultantes presentan generalmente una mayor dureza (Ahmed y col., 1990; Bloukas y
Paneras, 1993). Cuanto mayor es el porcentaje de proteína, mayor es la firmeza de los
productos (Bloukas y Paneras, 1993).
1.5.4. Jugosidad.
La adición de agua como sustituto de la grasa, da lugar a productos que presentan una mayor
jugosidad (Claus y col., 1989), pudiendo llegar a ser demasiados “suaves” desde el punto de
vista de la textura. Sin embargo, la reducción en el nivel de grasa sin un aumento de la cantidad
de agua, da lugar a productos más secos (Decker y col., 1986; Hand y col., 1987).
1.5.5. Pérdidas de peso durante el tratamiento térmico.
Existen algunas contradicciones acerca de la influencia del porcentaje de grasa sobre las
pérdidas de peso durante el tratamiento térmico a que se someten algunos productos
cárnicos. Se ha señalado que en emulsiones cárnicas la reducción de grasa puede originar,
tanto una disminución como un aumento de las pérdidas por cocción Ahmed y col. (1990) y
21 Revisión Bibliográfica
Shackelford y col. (1990), han señalado que las mermas son mayores en los productos con
mayor porcentaje de grasa, mientras que otros han observado que la reducción de la grasa
origina un aumento en las pérdidas durante la cocción (Claus y col., 1989; Claus y col., 1990
y Claus y Hunt, 1991, Guerra, 1999). No obstante, cuando la reducción de grasa va
acompañada de un aumento del porcentaje de agua, manteniendo los niveles de proteína
básicamente constante, se originan mayores pérdidas de peso (Claus, 1991).
1.5.6. Comportamiento durante la conservación y estabilidad.
Las modificaciones inducidas en la composición y en la naturaleza de los productos
reformulados para reducir o modificar el contenido en grasa, pueden originar ciertos cambios
que se ponen de manifiesto en mayor o menor medida en tratamientos posteriores. Claus y
Hunt (1991) estudiaron el comportamiento de las emulsiones cárnicas con bajo contenido en
grasa mantenidas en refrigeración (3°C) en estantes de venta, y encontraron que son más
estables a la decoloración que aquellas que contienen mayores valores de grasa. Hensley y Hand (1995) y Sutton y col. (1995) han descrito aumentos en las pérdidas por
exudado durante la conservación, en salchichas con bajo contenido en grasa. Resultados
similares obtuvieron Claus y col. (1989) y Guerra y col. (2001), quienes señalaron que las
mayores pérdidas durante la conservación en refrigeración fueron encontradas en los productos
con menor contenido de grasa y mayor porcentaje de agua añadida. Sin embargo, Bishop y col.
(1993), no encontraron diferencias significativas en las pérdidas por exudado durante 4 y 8
semanas de conservación en refrigeración en estudios realizados con mortadelas tanto con
bajo como con alto contenido en grasa.
1.6. Desarrollo de productos cárnicos con bajo contenido de grasa. La elaboración de productos cárnicos con un contenido reducido de grasa responde
generalmente a dos criterios básicos: la utilización de materias primas cárnicas más magras
(lo que va a encarecer el producto) y/o la disminución de la densidad de grasa y calorías
mediante la adición de agua y otros aditivos con escasa o nula aportación calórica (Keeton,
1991; Giese, 1992). Esto, además, se puede complementar con el empleo de determinados
procedimientos como la adecuación de las tecnologías de elaboración y/o preparación que
ayuden a compensar los efectos no deseados que originan las modificaciones que se
inducen al variar la composición del producto (Jiménez Colmenero, 1994, 1996).
22 Revisión Bibliográfica
1.6.1. Utilización de ingredientes cárnicos.
En la elaboración de productos cárnicos, y en especial en los que se desea reducir el
contenido en grasa, se debe tener en cuenta la disponibilidad de las materias primas
cárnicas adecuadas en cuanto a su composición y funcionalidad. Los requisitos que deben
reunir estas materias primas, y por tanto los tratamientos a aplicar para obtenerlas, van a
depender de diversos factores, entre los que se encuentran los dependientes de su
naturaleza y del tipo de producto a reformular (Jiménez Colmenero, 1995). La composición
de la materia prima puede ajustarse, mediante estos procedimientos: reducir el nivel de grasa
de la carne empleada como materia prima, aplicar factores condicionantes de la composición
de las canales, la selección de miosistemas y la aplicación de tratamientos tecnológicos
capaces de mejorar la funcionalidad proteínica.
� Modificación de la composición de las materias primas cárnicas.
La composición de las materias primas cárnicas puede ajustarse sobre la base de dos
procedimientos: modificar la composición de la canal, utilizando estrategias genéticas y
nutricionales, o reducir el porcentaje de grasa presente en la carne utilizando técnicas físico-
químicas.
La composición de las canales y a su vez, de la carne utilizada en la elaboración de los
productos cárnicos varía en dependencia de la especie, raza, sexo, edad, tipo de
alimentación, etc. y esta variación afecta fundamentalmente a la grasa, cuya presencia
puede alterarse tanto cualitativa como cuantitativamente (Jiménez Colmenero, 1995, 1996).
Existen otros procedimientos encaminados a extraer tanto la grasa más superficial (tejido
adiposo), como aquella localizada en las partes más inaccesibles del tejido muscular. Estos
se basan en la separación de la misma mediante la aplicación de fuerzas centrífugas
(Gamay, 1993) o por contacto con superficies frías (Chapman, 1988) entre otros.
� Selección de miosistemas y tratamientos tecnológicos capaces de mejorar la funcionalidad proteica.
Las características de los productos dependen, en gran medida, de la naturaleza de la matriz
proteica formada, la cual está determinada por la cantidad y funcionalidad de las proteínas
presentes en el sistema. Se informan varias posibilidades de influir sobre las características
de los productos a través de la funcionalidad proteica de las materias primas como:
utilización de músculos en estado de pre-rigor, la manipulación física de la carne, el
premezclado, modificación de las condiciones del medio, la congelación y conservación en
23 Revisión Bibliográfica
estado congelado etc. (Miller y col., 1980; Jiménez Colmenero y Borderías, 1983). Para
predecir los atributos de un producto sobre la base de conocimiento de algunos parámetros
funcionales relativos a las materias primas, se emplean las llamadas “constantes de ligazón”,
que se basan en la medida de ciertas propiedades funcionales, como la capacidad de
retención de agua, estabilidad de emulsión, contenido en proteína soluble en sal y/o proteína
total (Jiménez Colmenero, 1996). Las “constantes de ligazón” permiten así categorizar los
diversos ingredientes cárnicos según su funcionalidad.
� Miosistemas y la funcionalidad de los mismos.
La elección de los miosistemas se puede realizar sobre la base de diferentes criterios, desde
el punto de vista de su funcionalidad proteínica hacen referencia fundamentalmente a la
especie y tipos de cortes empleados en la formulación. Teniendo en cuenta que según Cross
y col. (1976), la calidad de los productos es mayor cuanto mejores son las propiedades
funcionales de la carne a partir de la cual se elaboran, se ha sugerido como posibilidad para
limitar el efecto de la reducción de la grasa, el empleo de materias primas procedentes de
animales más jóvenes (Berry, 1993).
� Utilización de músculos pre-rigor.
El músculo en pre-rigor posee mejores propiedades funcionales (capacidad de retención de
agua, propiedades emulsionantes, etc.) que en estado de rigor o post-rigor. Estas
propiedades pueden resultar también beneficiosas en la formulación de productos con bajo
nivel de grasa y elevada humedad (Jiménez Colmenero, 1995); sin embargo, para mantener
las ventajas que proporciona la carne pre-rigor, ésta debe procesarse dentro de las cuatro
horas siguientes al sacrificio en el caso de vacuno y una hora en el caso del porcino (Wirth,
1992). La incorporación de sal a la carne en pre-rigor prolonga algún tiempo su elevada
funcionalidad, para ello se requiere que la carne sea picada con el fin de obtener una
distribución homogénea de la sal (Hamm, 1981).
� Tratamientos físicos.
Los tratamientos físicos como el masaje, se han desarrollado para favorecer la extracción de
las proteínas y de este modo potenciar la funcionalidad del sistema. Dichas proteínas
favorecen las propiedades ligantes del agua, emulsionantes y gelificantes, por lo que durante
el proceso de cocción se facilitan los procesos de ligazón y la estabilidad del sistema.
Además, el tratamiento mecánico favorece la distribución de los agentes curantes y la
uniformidad del producto (color, textura y distribución de la grasa) (Siegel y col., 1978). El
24 Revisión Bibliográfica
efecto del tratamiento físico sobre la funcionalidad del sistema, se basa en interacciones
proteína-proteína (Gregg y col., 1993). Sin embargo, las ventajas de este procedimiento no
se han puesto claramente de manifiesto cuando se aplica a emulsiones cárnicas con
reducido contenido de grasa (Ockerman y Wu, 1990; Gregg y col., 1993).
� Condiciones del medio (pH y fuerza iónica).
El pH y la fuerza iónica condicionan las propiedades funcionales de las proteínas y por tanto
las características del producto terminado. Carne con un pH bajo (músculos pálidos, blandos
y exudativos, PSE) pueden originar problemas de retención de agua y grasa, así como en la
estructura del producto. Por el contrario, la carne que presenta un pH elevado y alta
capacidad de retención de agua (carne dura, firme y seca, DFD), puede presentar ventajas
en la elaboración de ciertos productos (Whiting, 1988), especialmente los sometidos a
escaldado (Wirth, 1992). Sin embargo, su uso está limitado por problemas en la
conservación, ya que a pH más elevado la proliferación bacteriana es más rápida. La fuerza
iónica de los productos con bajo contenido en grasa es inferior a la de sus homólogos con
alto nivel de grasa. La reducción de la grasa resalta el sabor salado por lo que se ha
señalado la conveniencia de disminuir el porcentaje de sal entre un 20 y un 25%, lo que sin
duda iría en detrimento de la funcionalidad proteínica del sistema (Whiting, 1988). Por otra
parte, el aumento en la proporción de agua a medida que disminuye la presencia de grasa
supone una reducción de la fuerza iónica que, por razones sensoriales, no puede ser
compensada añadiendo mayor concentración de sal (Claus y col., 1990).
� Influencia del tratamiento frigorífico.
En la elaboración de productos cárnicos, la utilización de carne congelada como materia
prima es una práctica habitual en la industria. Sin embargo, este tratamiento frigorífico, en
función de la especie y de las condiciones de conservación (temperatura, tiempo,
fluctuaciones de la temperatura, etc.), induce ciertos cambios químicos y estructurales. Estos
cambios se deben en gran medida a las modificaciones que experimentan las características
de las proteínas, lo que se traduce en un descenso de su funcionalidad (Miller y col., 1980;
Jiménez Colmenero y Borderías, 1983), manifestándose en pérdidas de calidad de los
productos en los que se emplea como materia prima (Miller y col., 1980; Verma y col., 1985).
El proceso de congelación de la carne empleada como materia prima va en detrimento de la
textura y estabilidad de las emulsiones. Estos efectos dependen tanto del tratamiento
25 Revisión Bibliográfica
frigorífico como del contenido de grasa del producto, y son más acusados en los productos
con mayor proporción de grasa (Jiménez Colmenero y col., 1995). Velocidades altas de
congelación mejoran las propiedades de textura de los productos (6 y 20% de grasa), este
hecho, es más acusado cuanto menor es el contenido de grasa (Berry, 1993).
Jiménez Colmenero y col. (1995) en un estudio sobre elaboración de mortadelas con bajo
contenido en grasa elaboradas a partir de carne fresca y carne sometida a diferentes
tratamientos de congelación, observaron que el proceso de congelación condiciona la
microestructura de las emulsiones y provoca una disminución en su dureza y estabilidad
térmica.
1.6.2. Utilización de ingredientes no cárnicos.
Los ingredientes y/o aditivos empleados para sustituir o reemplazar la grasa deben ser
compuestos que, proporcionando una mínima aportación calórica a la formulación,
contribuyan además a impartir al producto las características deseadas. La mayoría de los
ingredientes empleados para disminuir la proporción de grasa se pueden clasificar como:
agua añadida, proteínas, hidratos de carbono y otros productos. Con frecuencia, el efecto
deseado no se obtiene por un único ingrediente, por lo que en ocasiones se emplean
combinaciones de varios, cuya acción resulta complementaria (Brewer y col., 1992).
� Agua añadida.
El desarrollo de estos productos exige que parte de la grasa eliminada sea sustituida en
mayor o menor medida por agua. El grado de sustitución depende, entre otros factores, del
tipo de producto a formular y de las normas de proceso establecidas. La sustitución de grasa
por agua, reduce la capacidad calórica y puede alterar algunas características físicas,
sensoriales y de textura de los nuevos productos (Keeton, 1992). A medida que disminuye el
contenido en grasa y aumenta el agua, la capacidad de retención de agua irá adquiriendo
cada vez mayor relevancia en detrimento de la capacidad de retención de grasa y siempre
que se mantenga constante el nivel de proteína, se obtienen productos más blandos y con
peores propiedades ligantes. Estos inconvenientes se pueden disminuir: mediante la
incorporación de los ingredientes que se analizarán posteriormente, elevando el contenido de
proteína cárnica del sistema, modificando la funcionalidad de los ingredientes cárnicos
mediante los procedimientos analizados anteriormente, ó introduciendo modificaciones en los
procesos tecnológicos de elaboración. Se han reformulado, diversos tipos de embutidos
26 Revisión Bibliográfica
cocidos, conteniendo cantidades diferentes de agua añadida (Ahmed y col., 1990; Cavestany
y col., 1994). La adición de agua puede originar una disminución en la estabilidad y cambios
en las condiciones de refrigeración tradicionalmente empleadas en los procesos de
distribución, como consecuencia del aumento de la actividad de agua (Egbert y col., 1991).
Sin embargo, se ha demostrado que la adición de un 10% de agua apenas tiene efecto sobre
la estabilidad microbiológica (Egbert y col., 1992a y 1992b). No obstante, para disminuir este
posible inconveniente, se ha ensayado la incorporación de ciertos agentes para reducir el
desarrollo microbiano; como el lactato, que en concentraciones de un 0,2% ha sido empleado
por Bradford y col. (1993) en salchichas con un 20% de agua añadida.
� Proteínas.
Las proteínas se han utilizado en la elaboración de productos cárnicos con el fin de aumentar
el rendimiento, las propiedades ligantes de agua y grasa y el valor nutritivo, así como
cambiar las propiedades funcionales específicas (textura, capacidad de retención de agua,
propiedades emulsionantes etc.), reducir el contenido de grasa y rebajar el costo de la
formulación (Mendoza y col., 1998;). Entre las proteínas utilizadas en productos cárnicos con
bajo contenido en grasa se encuentran tanto las proteínas de origen vegetal como animal.
Las proteínas de la leche, son de particular interés en términos de funcionabilidad,
especialmente respecto a las propiedades de emulsificación y de formación del gel. Derivados
como la leche desgrasada en polvo, caseinatos y proteínas de suero se han usado
(generalmente hasta un 3,5 %) para compensar los efectos de la reducción de grasa (Shand y
col., 1990; Keeton, 1991; Dexter y col., 1993).
El surimi es útil para el desarrollo de productos de bajo contenido en grasa debido a sus
propiedades funcionales (capacidad de formación de gel) y bajo contenido de grasa. Se ha
encontrado que la adición de surimi influye en las propiedades de enlace y textura de la
salchicha tipo “bologna”, aunque el efecto depende de la proporción adicionada (Dexter y col.,
1993).
El tejido conectivo, se ha utilizado como un ingrediente en una variedad de productos cárnicos.
Su efecto depende de la cantidad usada, el pH y la fuerza iónica del medio, el método de
picado, el tratamiento térmico, el origen y condición del tejido y el porcentaje de grasa en el
producto. Esta proteína se ha añadido tanto a las emulsiones cárnicas, donde sus capacidades
de enlace del agua y de la grasa fueron útiles, como la carne de res restructurada con bajos
contenidos de sal y grasa (5 %) (Eilert y col., 1993).
27 Revisión Bibliográfica
Se ha encontrado que las proteínas del plasma sanguíneo potencialmente son convenientes
para reducir los niveles de grasa (Keeton, 1991), pero todavía no se ha usado mucho en los
productos de bajo contenido en grasa. Las proteínas del plasma sanguíneo tienen un alto valor
nutritivo, poseen la capacidad de formar geles por calentamiento y disponen de una excelente
capacidad emulsionante.
La clara del huevo es de considerable interés para el desarrollo de productos de bajo contenido
en grasa (Keeton, 1991), se ha encontrado que modifica la textura, pero no las propiedades de
enlace de la salchicha con diferentes cantidades de grasa (Carballo y col., 1995).
� Fibras. En cuanto a las llamadas fibras dietéticas, el salvado de trigo y la fibra de avena mejoran las
propiedades ligantes, la textura y el color de los productos en los que se adicionan (Claus y
Hunt, 1991; Troutt y col, 1992; Hughes y col, 1997; Guerra y col., 2009). Por el tamaño y la
forma de sus partículas, el salvado es un buen sustituto de la grasa, ya que imita la sensación
que ésta produce en la boca. Además carece de sabor a cereal y retiene los sabores propios de
la carne. La inclusión de fibras puede impartir no solo mejores propiedades organolépticas a un
producto cárnico, sino que también se perciba como más beneficioso para la salud como fuente
de fibra. Así, desde el punto de vista nutricional, el salvado de avena se considera una buena
fuente de fibras solubles que ayudan a reducir los niveles de colesterol (Chang y Carpenter,
1997). La fibra del frijol de soya, adicionada a niveles moderados, (1 a 1,5 %) inmoviliza y liga
agua, y reduce la sinéresis sin afectar significativamente las propiedades organolépticas de los
productos (Hoogenkamp, 1991). Otros tipos de fibras, como las procedentes de la remolacha y
el guisante, han sido estudiadas conjuntamente con otros aditivos (Troutt y col., 1992).
� Carbohidratos.
Los carbohidratos utilizados en la formulación de productos de bajo contenido en grasa han
sido básicamente gomas o hidrocoloides de variados orígenes. Éstos se usan generalmente
para mejorar el rendimiento en la cocción, mejorar la capacidad de retención de agua, reducir
los costos de formulación, modificar la textura y mejorar la estabilidad en congelación (Shand y
col., 1990). Los carragenatos (iota y kappa), goma arábica, goma guar, xantán y otras gomas se
han añadido en salchichas de cerdo y emulsiones de carne (Barbut y Mittal, 1989; Shand y col.,
1990; Dexter y col., 1993; Guerra, 1998). No todas las gomas muestran el mismo
comportamiento; los efectos difieren de acuerdo con el tipo de producto, la presencia de iones,
etc. (Barbut y Mittal, 1989).
28 Revisión Bibliográfica
Los almidones son de interés en los sistemas emulsificados, ya que éstos pueden absorber o
enlazar el agua que no está ligada a la sustancia intercelular, permitiendo así que la emulsión
retenga más agua (Keeton, 1992; Giese, 1992; Miller y col., 1993).
� Otros ingredientes. Los derivados de la celulosa como la carboximetilcelulosa, el metilcelulosa, la celulosa de
hidroxipropilmetilo o la celulosa microcristalizada (Shand y col., 1990; Keeton, 1991) se han
probado en la formulación de productos de bajo contenido en grasa (hamburguesas, salchichas
de cerdo) para inducir modificaciones en las propiedades de enlace, textura y sabor.
Los compuestos sintéticos prácticamente no aportan contenido calórico pero son capaces de
imitar muchas de las propiedades sensoriales de las grasas (Shand y col., 1990; Anon, 1990;
Giese, 1992), además las grasas vegetales poseen más monoinsaturados (oleico) (Shand y
col., 1990; Bloukas y Paneras., 1993).
1.7. Envasado de los productos cárnicos. No es exagerado afirmar que en ningún sector de la industria de la carne se ha producido un
desarrollo tan impetuoso como en el del envasado. La causa de esta rápida evolución debe
buscarse en el hecho de que el proceso en sí ha rebasado su propia finalidad, envolver la
carne y los productos cárnicos, para abarcar nuevos campos de aplicación. Antes se
consideraba la envoltura como pura protección de contacto, pero en la actualidad, gana cada
vez más el carácter de envoltura funcional. Las exigencias que debe y puede cumplir una
envoltura respecto al producto son tales que, en condiciones óptimas, permita identificar el
contenido, como igualmente reconocer sus propiedades y particularidades. Sólo así se puede
garantizar que productos tan delicados como son la carne y sus derivados lleguen al
consumidor sin deterioro.
La consideración de todos los criterios relativos al producto y al embalaje ofrece una garantía
de afirmación en la competencia existente. El concepto de materiales de envase para
envolver carnes y productos cárnicos no implica la existencia de un solo material destinado a
dicho fin. Más bien, se dispone de un gran número de materiales que pueden diferir
totalmente entre sí (Castillo, 2005). El envase ejerce una influencia directa sobre la
aceptabilidad del alimento. Su atractivo, funcionalidad y sensación de seguridad que le
proporciona al contenido, son aspectos que el consumidor tiene muy en cuenta, sobre todo
cuanto más cultura y desarrollo tenga la sociedad en que vive (Castillo, 2002). Una mejor
compresión de la distinción entre las funciones protectoras y las de mercado que proporciona
29 Revisión Bibliográfica
el envase, así como de los aspectos económicos asociados a estas dos funciones, puede
proporcionar una importante mejora en el uso del envase para reducir las pérdidas y el
deterioro del alimento, aumentando con ello la seguridad alimentaria (Marsh, 2001).
La función primordial del envasado de la carne y de los productos cárnicos consiste en
protegerlos de daños físicos, cambios químicos y de la contaminación microbiana y presentar
el producto al consumidor de forma atractiva. (Price, 1994). Las características del material
de envase también influyen en las pérdidas de sabor y olor del producto o en la adquisición
por éste de olores o sabores extraños. El producto envasado puede adquirir olores y sabores
desagradables durante su vida útil normal o a consecuencia de contaminaciones previas a su
envasado debido a su inadecuada refrigeración. Si el material de envase no tiene las debidas
características de impermeabilidad, el producto puede absorber olores y sabores extraños de
procedencia exterior. Igualmente si se desea el sabor y olor naturales de las carnes
procesadas, éstas tienen que envasarse al vacío en materiales impermeables.
El envase para productos cárnicos exige del empleo de materiales de envase apropiados que
permitan determinada barrera. El aire debe ser extraído para reducir al mínimo el oxígeno
residual del envase, impidiendo así las reacciones oxidativas del producto y aminorando el
espacio libre facilitando la penetración de temperatura. El envasado se realiza generalmente
en bolsas prefabricadas selladas por sus bordes con procedimientos de extracción del aire y
cierre de la bolsa mediante cámara de vacío. Los materiales de envase generalmente más
usados son películas compuestas de Poliéster/polietileno (PET/PE) y Poliamida /polietileno
(PA/PE) (Effenberger, 1992).
1.7.1. Envasado al vacío.
El envasado al vacío es una de las tecnologías más difundidas en la actualidad para la
comercialización a pequeña y gran escala de las carnes frescas y los productos cárnicos. Su
éxito ha radicado fundamentalmente en extender la durabilidad de los alimentos perecederos
cuando se combina con la refrigeración a bajas temperaturas (Cepero, 2007). El principio que
se aplica para extender la durabilidad, es la reducción del potencial redox dentro del envase,
que provoca la inhibición del crecimiento de la flora aerobia deteriorante presente en estos
productos. Sin embargo, existen factores de carácter sanitario que pueden impedir la
extensión de la durabilidad de los mismos o convertirlos en vehículos de intoxicaciones
alimentarias. El deterioro que sufren estos productos es esencialmente microbiológico y la
30 Revisión Bibliográfica
forma en que se expresa es mediante el cambio de su calidad sensorial. Los símbolos de
deterioro más frecuentes son: untuosidad, acidificación, enverdecimiento, decoloración y
formación de gas. (Brown, 1982; Korkeala y col., 1989; Korkeala y col., 1990; Bartholomac y
col., 1997; Shumacker y Felrtag, 1997).
1.8. Determinación de la durabilidad. Los productores de alimentos toman medidas para prolongar el tiempo de "durabilidad" o
"vida útil" de sus productos, para lo cual utilizan diversos métodos de preservación, que
evitan su alteración microbiológica, sin afectar la calidad organoléptica e incrementan la
inocuidad de los mismos (Cantillo y col., 1994). La importancia de definir la durabilidad de los
productos, es que uno de los atributos que más valoran los consumidores en los alimentos es
que sean frescos o en otros términos, que no estén perceptiblemente envejecidos. La
durabilidad se define como "el período entre la producción y la venta del alimento durante el
cual el producto muestra una calidad satisfactoria" (Anon, 1974).
Los estudios de durabilidad suelen ser costosos tanto en términos financieros como de
tiempo, por lo que es importante planificarlos adecuadamente. Para ello se han propuesto los
siguientes pasos (Herrera y Andújar, 1993): establecer la finalidad del estudio de durabilidad,
conocer las propiedades físicas y químicas del producto, como base para prever los
mecanismos de alteración, establecer las variables de formulación, proceso, envasado que
pueden intervenir en el estudio, conocer las condiciones en que el producto va a ser
distribuido y almacenado, para simularlas en el estudio, escoger el parámetro o parámetros a
emplear como criterio de rechazo y determinar el nivel de cambio en el parámetro que va a
usarse para considerar que una muestra no es ya satisfactoria, elegir el método de ensayo
para medir los cambios en el mismo, establecer un diseño experimental que incluya el
número de variables a considerar, procedimientos de muestreo, número de muestras y
períodos de almacenamiento de cada muestra; los métodos probabilísticos han resultado en
la práctica muy adecuados y potentes para abordar los problemas relacionados con la
durabilidad y la fiabilidad y la técnica de riesgo para la ley de distribución de Weibull es la
más aplicable a los fenómenos de deterioro de los alimentos (Andújar y Herrera, 1987;
Cantillo y col, 1994).
31 Revisión Bibliográfica
1.8.1. Criterios de rechazo.
De acuerdo al margen de seguridad fijado al inicio de los estudios, es decir, al número de
muestras que se pueden admitir como rechazables por los consumidores, se busca entonces
el número de jueces que tendrán que calificar la muestra como rechazable dentro del número
de jueces que participaron en el análisis sensorial de las muestras, asegurando de esta
manera que el consumidor obtenga un producto con la calidad organoléptica exigida,
manteniendo, así, su confianza en la compañía. Por ejemplo, utilizando una tabla de
distribución binomial (Anexo 1) con p = 0,5, si 10 jueces evalúan el producto, serían
necesario que al menos 7 consideraran la muestra rechazable para que el rechazo resultara
significativo, mientras que con p = 0,1, sólo son necesarios 3 juicios de rechazo. A este
margen de seguridad se suma, además, el grado de adiestramiento de los jueces,
especialistas en productos cárnicos, y por tanto sesgados en el sentido de un mayor grado
de exigencia (Herrera, 1998).
Materiales y Métodos 32
II. Materiales y Métodos
2.1. Materias primas. 2.1.1. Materias primas cárnicas.
Se empleó carne de cerdo de primera refrigerada con un contenido de grasa de 5% y tocino de
lomo. Estas materias primas se obtuvieron de cerdos con 48 horas post-mortem.
2.1.2. Ingredientes no cárnicos empleados.
Como ingredientes no cárnicos se utilizaron la inulina suministrada por la firma
DingxiLonghaiDairy Co. de China, almidón de papa de la firma FAIBERTÍ de España, harina
de quinua de la firma Mascorona de Ecuador y carragenato de la firma FAIBERTÍ de España.
2.1.3. Sales y otros ingredientes.
Las sales y condimentos empleados fueron: sal común, sal de cura, tripolifosfato de sodio,
ascorbato de sodio, ajo deshidratado, pimienta blanca molida y pimentón dulce, además se
utilizó humo líquido y una solución de colorante rojo PONCEAU 4R.
2.2. Técnicas experimentales. Se realizaron pruebas de observación antes del desarrollo de la investigación utilizando
mezclas de inulina-carragenato e inulina-almidón de papa, con el objetivo de obtener
productos merma cero por la tripa impermeable utilizada; como resultado de estas pruebas
se seleccionó trabajar con almidón de papa en las salchichas con inulina pues las elaboradas
con carragenato presentaron pérdida de agua después de las 24 horas de refrigeración
2.2.1. Experimento N° 1. Desarrollo de formulaciones de salchichas con diferentes
contenidos de grasa con el empleo de inulina y almidón de papa.
Para estudiar el efecto que presenta la adición de inulina con diferentes contenidos de grasa
se empleó un diseño experimental factorial 32, variando la cantidad de inulina X1 (0 a 12%) y
el contenido de grasa X2 (8 a 12%).
Los componentes constantes para todas las variantes fueron: 60 % de carne de cerdo, 2,3%
de sales (sal común, sal de cura, tripolifosfato de sodio y ascorbato de sodio), 4% de almidón
de papa, 1% de condimentos, 0,25% de humo líquido y una solución de colorante Rojo
Materiales y Métodos 33
Ponceau 4R. La cantidad de agua adicionada fue calculada por diferencia para cada una de
las variantes formuladas pues parte de la grasa fue sustituida por agua.
Los valores máximos y mínimos de inulina y tocino de lomo y el porcentaje de almidón de
papa fueron seleccionados en función de los resultados preliminares y lo recomendado en la
literatura (Barbut y Mittal, 1992; Brewer y col., 1992; Dexter y col., 1993; Jiménez Colmenero,
1995; Hughes y col., 1997; Bloukas y col., 1997; Guerra, 1998; Guerra,1999; Guerra y col.,
2009; Mendoza y col., 2001; Madrigal, 2007; Selgas y col., 2005; Nowak y col., 2007).
En la Tabla 5 se muestran las variantes definidas por el diseño
Tabla 5. Puntos experimentales sugeridos por el diseño factorial
Con el fin de conocer la calidad de la materia prima cárnica en este estudio se realizaron las
siguientes determinaciones: humedad (NC 275:2005), grasa (NC ISO 1443:2004), proteína
(NC ISO 937,2006) y pH (NC ISO 2917:2004).
Al igual se caracterizó a la inulina, a la cual se le determinaron desde el punto de vista físico-
químico: contenido de humedad (NC ISO 712, 2003), ceniza (NC ISO 2171, 2002) y el valor
de pH (AOAC, 2000) y en cuanto a la parte funcional su fuerza de gel.
Para la determinación de la fuerza de gel, se prepararon dos soluciones: 1) inulina al 40% en
agua, 2) inulina al 40% más almidón de papa al 4%. A cada una de las mezclas se les realizó
el siguiente procedimiento:
La solución se calentó hasta 80ºC por 3 minutos con agitación constante. Se enfrío la mezcla
hasta 10ºC y posteriormente se refrigeró entre 4 a 6ºC por 24 horas, ya que en este lapso de
tiempo se alcanza la máxima fuerza de gel (Imenson, 2009).
Una vez formado el gel se procedió a medir la fuerza del mismo mediante un analizador de
textura modelo TA. HD. Plus de la firma Stable Micro System, a la temperatura de 20ºC. La
penetración se realizó con una sonda de 1,9 cm de diámetro a la velocidad de 1mm/s y del
gráfico obtenido se calculó la fuerza de gel expresada en gramos, siendo éste el valor
máximo de la curva. Los análisis físico-químicos se realizaron por duplicado y la fuerza de
gel por triplicado.
Variantes 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Inulina (%) 0 6 12 0 6 12 0 6 12
Tocino de lomo (%) 8 8 8 10 10 10 12 12 12
Materiales y Métodos 34
2.2.1.1. Procedimiento para la elaboración de las salchichas con inulina. Se elaboraron 9 variantes, de 4 kg cada una, con las proporciones de inulina y grasa
sugeridas en el diseño anterior (Tabla 5).
La carne y el tocino de lomo se molieron por separado por un disco de 3 mm de diámetro. La
carne se mezcló para su homogenización y se muestreó para conocer el contenido de
proteína, grasa, humedad y pH. Luego se pesaron y se mantuvieron en refrigeración entre 0
y 2°C, de manera que en el momento de su utilización todas tuvieran la misma temperatura
inicial.
Para elaborar la emulsión, la carne se sometió a una operación de homogeneización y picado
conjuntamente con la grasa y el resto de los ingredientes para hacer la emulsión en una “Cutter”
de la firma MADO con una capacidad de 5 kg. Los ingredientes se adicionaron siguiendo un
orden determinado, primeramente la carne, las sales (sal común, sal de cura, ascorbato de
sodio y tripolifosfato de sodio), luego la inulina, mitad del hielo, la grasa, el almidón de papa, los
condimentos, el resto del hielo, la solución de colorante y por último el humo líquido. Los
componentes se trituraron por unos minutos hasta lograr una masa homogénea finamente
dividida con un brillo característico y una adecuada consistencia. Durante la homogenización
se controló que la temperatura de la emulsión de ninguna manera exceda los 14°C.
La emulsión cárnica obtenida, se embutió en tripas impermeables de 22 mm de diámetro,
empleando una embutidora manual de la firma Eduard-Müller & Söhre 66 Saarbücken 2, con
capacidad de 10 kg, logrando piezas de 45 g aproximadamente, atadas en sus extremos con
cordón de algodón.
La cocción se realizó en un tacho cerrado con control automático para mantener la
temperatura del agua a 80°C y obtener en el centro de la pieza 72°C; el tiempo osciló entre
26 y 28 minutos aproximadamente. Concluido el tratamiento térmico se eliminó el agua
caliente y se llenó nuevamente el equipo con agua a temperatura ambiente y las salchichas
se enfriaron durante 5 minutos, se orearon durante 10 minutos y se refrigeraron en neveras de
2 a 4 �C hasta su análisis. El diagrama de flujo del proceso se presenta en el Anexo 2.
2.2.2. Experimento N° 2. Desarrollo de formulaciones de salchichas con diferentes
contenidos de grasa y el empleo de harina de quinua y carragenato.
El experimento se realizó, utilizando también un diseño factorial 3², variando la cantidad de
harina de quinua: X1 (0 a 10%) y grasa: X2 (8 a 12%). Los componentes constantes para
todas las variantes fueron: 60 % de carne, 2,3% de sales (sal común, sal de cura,
Materiales y Métodos 35
tripolifosfato de sodio y ascorbato de sodio), 1% de carragenato, 1% de condimentos, 0,25%
de humo líquido y una solución de colorante Rojo Ponceau 4R. La cantidad de agua
adicionada fue calculada por diferencia para cada una de las variantes formuladas pues parte
de la grasa fue sustituida por agua.
El carragenato fue necesario incorporarlo para lograr que los productos fueran de merma
cero ya que se utilizaron tripas impermeables.
Los valores máximos y mínimos de la harina de quinua y tocino de lomo y el porcentaje de
carragenato fueron seleccionados en función de lo reportado en la literatura (Wahli, 1990;
Barbut y Mittal, 1992; Brewer y col., 1992; Dexter y col., 1993; Guerra y col., 1994; Hunt y col.,
1994; Jiménez Colmenero, 1994; Bloukas y col., 1997; Guerra, 1998; Mendoza y col., 1998;
Guerra, 1999; Jacobsen y Sherwood., 2002 y Maldonado, 2010).
De este procedimiento se obtuvieron 9 puntos experimentales (Tabla 6). Las materias primas
cárnicas, sales, condimentos, humo líquido y colorante son los mismos que se emplearon en la
elaboración de las salchichas del experimento No.1.
Tabla 6. Puntos experimentales sugeridos por el diseño factorial
Variantes 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Harina de quinua (%) 0 5 10 0 5 10 0 5 10
Tocino de lomo (%) 8 8 8 10 10 10 12 12 12
De igual manera que se hizo en el experimento 1 se caracterizó la carne. A la muestra de
harina de quinua de la firma Mascorona de Ecuador, se le realizaron las siguientes
determinaciones físico-químicas: contenidos de humedad (NC-ISO 712, 2003), ceniza (NC-
ISO 2171, 2002), proteína (NC 86-05, 1984), fibra (método citado por Asp, 1983), almidón
(método de Marcker con diastasa. Winton, 1968) y el valor del pH (AOAC, 2000). También se
determinaron las propiedades funcionales: 1) Capacidad de retención de agua (CRA) (Lin,
1974): se hicieron dispersiones de 1g de muestra de la harina de quinua y 10 ml de agua en
un tubo de centrífuga de 50 ml de capacidad. Se centrifugó el tubo a 1600 rpm, se decantó el
sobrenadante y se pesó el residuo. Los resultados se expresan como masa de agua retenida
por gramo de muestra. 2) Capacidad de retención de grasa (CRG) (Lin, 1974): se pesaron 3
g de muestra de harina de quinua en un tubo de ensayo de 50 ml de capacidad y se le
adicionaron 3 ml de aceite. Se centrifugó a 1600 rpm, se decantó el sobrenadante y se pesó
Materiales y Métodos 36
el residuo. Los resultados se expresan como gramos de aceite retenido por gramo de
muestra y 3) temperatura de gelatinización (Método descrito por la ICC- Standard No. 126,
1984), la cantidad de harina de quinua utilizada para este ensayo se calculó a partir del
contenido de humedad de la misma y fue equivalente al de 80g de muestra con 14% de
humedad.
2.2.2.1. Procedimiiento para la elaboración de las salchichas con harina de quinua. Se realizaron 9 variantes de 4 kg cada una con las proporciones de harina de quinua y grasa
sugeridas en el diseño (Tabla 6). Se utilizaron las mismas materias primas cárnicas, sales,
condimentos, humo líquido y colorante que en el experimento No. 1, además 1% de
carragenato. Las salchichas se elaboraron siguiendo la tecnología descrita en el apartado
2.2.1.1. En el Anexo 3 se presenta el diagrama de flujo seguido para este proceso.
2.3. Caracterización del material de envase. 2.3.1 Tripas impermeables.
La identificación de la tripa se hizo en un espectrofotómetro infrarrojo, modelo Vector 22, de
la firma Bruker, Suiza, en un rango de medición entre 4000 – 600 cm-¹. La caracterización se
hizo en cuanto a las propiedades físico-mecánicas: peso base (NC – ISO 536, 1995) (Anexo
4), espesor (ASTM E 252-84. 2001) (Anexo 5) y resistencia a la tensión y elongación (NC 30-
30, 1983) (Anexo 6); así como a la permeabilidad al vapor de agua (NC-ISO 2528:1995 E)
(Anexo 7).
2.3.2. Bolsas para el envasado al vacío.
Con el propósito de comprobar lo referido por el fabricante de las bolsas, se procedió a la
separación de las capas (interna y externa) por las que estaba compuesto el material
complejo que conformaba cada una de las caras de la bolsa (inferior y superior), mediante el
procedimiento establecido por PIRA (Paine, 1975) y se realizó la identificación en un
espectrofotómetro infrarrojo, modelo Vector 22, de la firma Bruker, Suiza, en un rango de
medición entre 4000 – 600 cm–1. Se determinó el peso base y el espesor (NC – ISO 536,
1995) de cada una de sus capas y la permeabilidad al vapor de agua a cada una de las caras
de la bolsa a 23 oC y 85 % HR (NC-ISO 2528:1995 E). Para la determinación del espesor se
tomaron 10 bolsas, se evaluó el material complejo y sus respectivas capas. En el caso de la
permeabilidad al vapor de agua se analizaron 3 muestras para la cara superior y 3 para la
Materiales y Métodos 37
cara inferior de las bolsas. Para la determinación de la resistencia al sellado térmico (ASTM
D- 58, 1982) se empleó una máquina universal de tensión modelo TA. HD. Plus, de la firma
Stable Micro System de Inglaterra. Se tomaron 20 bolsas escogidas aleatoriamente de los
diferentes lotes evaluados. Las muestras de ensayo se cortaron a 15 mm de ancho y se
fijaron a las mordazas móviles y fijas de la máquina, a una distancia de 100 mm y a una
velocidad de 100 mm/min, la zona sellada se situó de forma perpendicular en la parte central
entre las dos mordazas, se analizaron los tres sellos de fábrica y el realizado por la máquina
de laboratorio, una vez envasadas las salchichas.
2.4. Determinaciones analíticas. 2.4.1. Composición química y pH.
A las salchichas obtenidas, se les determinó: humedad (NC 275: 2005), proteína (NC-ISO
937, 2006), grasa (NC-ISO 1443: 2004), cloruro de sodio (NC-ISO 1841-1: 2004), nitrito de
sodio (NC 357: 2004) y valor de pH (NC-ISO 2917: 2004)
2.4.2. Análisis microbiológicos.
Se realizaron análisis microbiológicos de conteo total de aerobios mesófilos (NC 4833: 2011),
conteo de coliformes fecales (NC 4831:2010), conteo de coliformes totales (NC 4832: 2010),
conteo de hongos y levaduras totales (NC 7954: 2011), conteo de psicrófilos (en ACP, 4 a 7 días,
2 a 4 ºC), conteo de bacterias ácidolácticas (en MRS, 24 h, 37 ºC), la presencia o no de
Salmonella (NC 6579: 2008) y conteo de Staphylococcus coagulasa positivos (NC-ISO 6888-1:
2003).
2.4.3. Evaluación sensorial.
Para evaluar la calidad sensorial, las salchichas se atemperaron e identificaron con números
aleatorios de 3 cifras. Se realizó por 12 jueces experimentados, empleando una escala de
calidad de 7 puntos (1; pésimo y 7; excelente) para los atributos aspecto, textura, sabor y color.
Para la jugosidad se utilizo una escala de 7 puntos no estructurada (1; extremadamente seca y
7; extremadamente jugosa), los modelos se muestran en el Anexo 8.
Materiales y Métodos 38
2.4.4. Análisis Perfil de textura.
Se midió el perfil de textura mediante una prueba de compresión doble en un equipo
INSTRON. La muestra a temperatura ambiente se cortó en forma cilíndrica de 2,5 cm de
diámetro y 2 cm de alto y se comprimió diametralmente hasta un 75 % de su diámetro a una
velocidad de 20 cm/min. A partir del gráfico fuerza - distancia, se determinaron las siguientes
propiedades al menos 3 veces: Dureza (kg): altura del pico que aparece en la primera
compresión, Elasticidad (mm): altura que recupera el producto durante el tiempo transcurrido
entre el final de la primera mordida y el comienzo de la segunda (Fig. 1) y la cohesividad
(Bourne, 1978).
Figura 1. Ensayo de ciclos de compresión
2.5. Análisis Estadístico de los resultados. Los resultados físico-químicos y microbiológicos de los productos, así como la caracterización
del envase se les determinó la media y la desviación estándar . Los atributos sensoriales y los
parámetros del perfil de textura, se procesaron mediante el programa "Desing Expert Analysis"
versión 7 para ajustar los modelos, generar las ecuaciones y sus correspondientes superficies
de respuesta.
2.6. Selección de la mejor variante. En la selección de las mejores variantes de cada diseño se realizó la optimización para el
establecimiento del espacio de diseño acotado.
Materiales y Métodos 39
Para ello se impusieron restricciones en base a criterios de diferentes especialistas (De
Hombre, 1980; Santos y col., 1992; Barbut y Mittal, 1992; Guerra y col., 1994; Jiménez
Colmenero, 1995; Carballo y col., 1996; Martin y col., 1996; Bloukas y col., 1997; Guerra,
1998; Guerra, 1999) y los resultados observados en las evaluaciones sensoriales. Los
valores de restricción impuestos se presentan en la Tabla 7.
Tabla. 7 Restricciones impuestas al sistema para la optimización.
Variable Respuesta Restricción
Dureza instrumental 5 a 8 kg
Elasticidad instrumental 6 a 8 mm
Aspecto > 5
Textura > 5
Sabor > 5
Color > 5
Jugosidad 3 a 4
Para la selección de las mejores variantes dentro de la zona acotada, se siguió como criterio
el de priorizar las de menor contenido de grasa y bajas concentraciones de inulina y harina
de quinua con el objetivo de obtener un alimento funcional y económico.
2.7. Estudio de durabilidad de las salchichas. Para el estudio de durabilidad se tomaron las variantes seleccionadas del experimento 1 y 2.
Se realizaron 2 corridas de 7 kg por cada variante seleccionada, utilizando las mismas materias
primas cárnicas, sales, condimentos, humo líquido, colorante y proceso tecnológico que se
describen en los acápites 2.1 y 2.2 respectivamente. Una vez obtenido el producto se refrigeró,
pasado las 24 horas se les retiraron las tripas y se envasaron al vacío. Se realizaron dos
tratamientos, 1) refrigeración y 2) respasterurización-refrigeración a una temperatura de 2 a
4°C. La repasteurización se realizó en agua a 80°C durante 10 minutos en un tacho cerrado.
2.7.1. Análisis físico-químicos.
A los productos recién elaborados inmediatamente después de envasados se le realizaron,
análisis físico-químicos de: humedad, grasa, proteína y nitritos, mientras que el valor de pH
durante todo el estudio de conservación. Todos los análisis excepto la aw, se determinaron
Materiales y Métodos 40
siguiendo los métodos descritos en el apartado 2.4.1. La actividad de agua (aw) se estimó a
partir de los contenidos de cloruro de sodio y agua utilizando el método de Krispien y col.
(1979).
2.7.2. Análisis microbiológicos.
Se realizaron análisis microbiológicos al inicio y durante el estudio de conservación,
siguiendo el procedimiento descrito en el apartado 2.4.2.
2.7.3. Evaluación sensorial.
La evaluación sensorial al inicio y durante el estudio de conservación se realizó con los
mismos jueces adiestrados de 10 a 12 miembros, todos ellos trabajadores relacionados con la
producción y/o evaluación de productos cárnicos mediante una prueba de aceptación simple
(Torricella., 2007). Para ello, los panelistas recibieron el producto atemperado e identificado,
con números aleatorios de 3 cifras y debían evaluar la calidad general del producto. Para
calificar la muestra como aceptable o rechazable, los jueces tuvieron en cuenta cambios en
el color, olor, sabor y textura del producto almacenado, así como cualquier cambio
deteriorante ostensible. Si marcaban la muestra como rechazable, debían indicar en qué
consistía el deterioro apreciado, para poder tener conocimiento de la vía de deterioro que se
manifestaba, el modelo se muestra en el Anexo 9.
La evaluación se realizó dos veces por semana sólo las refrigeradas y las repasteurización-
refrigeración quincenalmente. Cuando comenzaban a presentarse algunos criterios de
rechazo la frecuencia del análisis fue de 2 ó 3 días, hasta determinar el rechazo del producto.
Estas frecuencias de muestreo se decidieron por pruebas de observación realizadas antes de
comenzar el trabajo.
2.7.4. Análisis Perfil de textura.
También se evaluó la textura instrumental de las salchichas al inicio y en el momento del rechazo
con el objetivo de ver si se producían cambios en este atributo durante el almacenamiento que no
fueran detectables por los catadores. Los parámetros evaluados fueron los descritos en el
apartado 2.4.4. (Bourne, 1978).
Materiales y Métodos 41
2.7.5. Procesamiento de los resultados.
Los resultados obtenidos del estudio de durabilidad se procesan como “datos incompletos de
fracaso” por el método de Ploteo de riesgos, admitiendo un 5% de unidades deterioradas.
Este tipo de experimento presenta ventajas indudables en cuanto a la flexibilidad del
cronograma de inspección de las muestras almacenadas, y se adapta perfectamente al
carácter destructivo del ensayo al que se someten las muestras, brindando datos útiles
independientes del resultado obtenido (Herrera, 1998). Este método considera un conjunto
de datos que contienen los tiempos de vida de las unidades que fallan y los tiempos de
corrida de las unidades que no fallan, o sea cuando aún no se han deteriorado en el tiempo
considerado.
Para la aplicación automatizada de este método se empleó el programa Ploteo de riesgos
(Cantillo y col., 1994), que ofrece una salida impresa con los valores de los parámetros de la
distribución, sus intervalos de confianza, el valor esperado, la desviación típica, sus
percentiles y la prueba de bondad de ajuste de Kolmogorov- Smirnov, que permite
comprobar si los tiempos de vida de las unidades pueden describirse probabilísticamente
mediante la ley de distribución asumida.
Si la ley asumida no describe la distribución de los datos de fallo, los resultados obtenidos no
son consistentes y deben probarse otras distribuciones. En todos los casos, para aumentar el
margen de seguridad, se debe seleccionar el límite inferior.
Los resultados de textura se analizaron mediante un análisis de varianza de clasificación
doble, con un nivel de confianza del 95%. Al registrarse diferencia significativa entre los
distintos tratamientos se aplicó la prueba de comparación y rangos múltiples de Duncan. Se
empleó el paquete estadístico SPSS 11,5 para Windows.
2.8. Análisis de los índices de consumo energético del proceso. Para el cálculo de los portadores energéticos en el proceso de elaboración de salchicha, se
tomó como base de cálculo: 1 tonelada de producto terminado. Se utilizaron los datos
reportados por la planta piloto de carne del IIIA (presión del vapor, valor calórico inferior del
combustible y eficiencia del generador de vapor), lo que asegura la confiabilidad de los
resultados obtenidos en el cálculo.
Materiales y Métodos 42
2.8.1 Cálculo del Calor específico de la salchicha.
Para el cálculo del consumo energético se empleó el calor específico (Cp) promedio del
producto terminado, mediante el modelo propuesto por Heldman y Singh reportada por
(Zumalacárregui, 2009). (1)
Donde:
: Contenido de carbohidratos (%) Contenido de proteínas (%) Contenido de grasa (%) Contenido de cenizas (%) Contenido de humedad (%)
El contenido de cenizas se puede determinar por la siguiente ecuación, que permite estimar
de manera aproximada el contenido de cenizas a partir del contenido de cloruro de la
muestra.
(2)
Donde:
Contenido de cloruro (%) En el caso del contenido de carbohidratos se determina por la siguiente ecuación:
(3)
(4)
Los contenidos de carbohidrato, proteína, grasa, ceniza y humedad empleados fueron los
promedios correspondientes de las variantes seleccionadas del experimento 1 y 2.
2.8.2 Cálculo del consumo eléctrico en el proceso de elaboración de salchicha.
El consumo de electricidad requerido para una operación o proceso se puede calcular de la
siguiente manera: (Gandón, 2007).
( (5)
Donde:
Consumo eléctrico de cada equipo vinculado a una operación dada.(kW )
Materiales y Métodos 43
Para el proceso de elaboración de salchicha los equipos que consumen electricidad son:
molino, cutter, embutidora, selladora al vacío. Su consumo se calcula con la siguiente
ecuación:
é (6)
Donde:
é Consumo eléctrico
Potencia del molino (kW) Tiempo de uso del equipo (h)
Para estimar el consumo eléctrico de las lámparas se utilizó la siguiente expresión:
Lámparas
á (7)
Donde:
Consumo eléctrico de lámparas fluorescentes Número de lámparas
Potencia consumida (kW) Tiempo de trabajo (h)
2.8.3 Cálculo de consumo eléctrico por refrigeración.
La cámara de refrigeración empleada en el IIIA tiene una capacidad mucho mayor a la de la
base de cálculo de la presente investigación (1 tonelada), por lo que se realizó una
estimación de la cantidad de energía necesaria para conservar en frío una tonelada de
producto en una cámara con las medidas aproximadas para almacenar dicha cantidad de
producto y bajo condiciones ideales de trabajo. Para este cálculo de siguió el procedimiento
reportado por Cruz (2010).
1. Carga por el producto
Δ (8)
Donde: m: Masa del producto (kg) Cp: Calor específico del producto (kJ/kg°C) ∆T: diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior de la cámara : Tiempo en el que se debe enfriar el producto (h)
Materiales y Métodos 44
2. Carga por cambio de aire Para el cálculo de esta carga se utilizó la siguiente ecuación citada por Trott (2000), correspondiente para cámaras con un volumen menor a 100m3
(9) Donde: V: volumen de la cámara (m3) ∆T: diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior de la cámara (°C)
3. Carga por el techo (10)
Donde: U: Coeficiente global de transferencia de calor para el techo: 0,29 W/m2°K (NC 053-031, 1978) A: Área del techo (m2) ∆T: diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior de la cámara (°C)
4. Carga por el piso
(11) Donde: U: Coeficiente global de transferencia de calor para el piso: 0,52 W/m2°K (NC 053-031, 1978). A: Área del piso (m2) ∆T: diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior de la cámara (°C)
5. Carga por paredes (12)
Donde: U: Coeficiente global de transferencia de calor para el techo: 0,41W/m2°K (NC 053-031, 1978) A: Área del techo (m2) ∆T: diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior de la cámara (°C)
6. Carga por concepto de entrada y salida del personal
(13) Donde: Qequi: Pérdida de calor por el cuerpo humano: 259,35W (Cruz, 2010) N: Número de operarios
7. Carga por luminarias (14)
Materiales y Métodos 45
Donde: P: Potencia por luminaria (W) N: Número de luminarias CU: Coeficiente de utilización
8. Carga por motores (15)
Donde: F: Factor de potencia del motor (BTU/hp.h) P: Potencia (hp)
� Carga Térmica Total
(16)
� Cálculo de la capacidad del sistema:
(17) : Tiempo diario de funcionamiento del equipo tomando en cuenta el descarchado por horas.
(16 horas)
� Cálculo de la masa de refrigerante
(18)
� Cálculo del trabajo del compresor:
(19)
� Cálculo de la potencia del compresor:
(20)
2.8.4 Cálculo del consumo energético del autoclave.
Autoclave
(21)
Donde:
Consumo energético del autoclave (kJ) Consumo energético para precalentar el equipo (kJ) Consumo energético para precalentar la cesta (kJ) Consumo energético para precalentar el agua (kJ) Consumo energético para calentar el producto (kJ)
Materiales y Métodos 46
Pérdidas de calor al medio ambiente por el equipo (etapa de precalentamiento y cocción) (kJ)
Pérdidas de calor al medio ambiente por la tubería (etapa de precalentamiento y cocción) (kJ) Consumo energético para precalentar el equipo
(22)
Consumo energético para precalentar la cesta: (23)
Consumo energético para precalentar el agua:
(24)
Consumo energético para calentar el producto: (25)
Pérdidas de calor al ambiente por el equipo (etapa de precalentamiento y cocción):
(26)
(27) Donde: ha= Coeficiente de convección-radiación
(28) ó ó (29)
ó σ (30) Donde:
FA = Factor geométrico de configuración
FE : emisividad de la superficie
�: Constante de Stefan – Boltzman = 5,67*10-8 W/ m2K4 (Gandón, 2007)
ó (31) Donde: hc= coeficiente de transferencia de calor por convección libre
(32)
Pérdidas de calor al ambiente por la tubería (etapa de precalentamiento y cocción): (33)
Donde: ha= Coeficiente de convección-radiación Cálculo del consumo de vapor:
(34) Donde:
Materiales y Métodos 47
mvapor = Masa del vapor en el autoclave (kg) Qautoclave = Consumo energético del autoclave (kJ) ΔH = Variación de entalpía del vapor (kJ/kg) Cálculo del consumo de combustible:
(35) Donde:
mcombustible = Masa de combustible (kg) Qautoclave = Consumo energético del autoclave (kJ) η = Eficiencia del generador de vapor (%) VCI = Valor calórico inferior del combustible (kg/kJ) 2.8.5 Cálculo del Índice de portadores energéticos.
Los valores totales obtenidos del consumo eléctrico, la masa de vapor y su correspondiente
masa de combustible se divide para el total de producto procesado en este caso una
tonelada, pues los resultados se reportarán en base a un kilogramo de salchicha.
2.9. Análisis Económico de las variantes seleccionadas.
Se determinó la ficha de costo de la mejor variante seleccionada para cada uno de los
experimentos, mediante el empleo del programa Microsoft Excel en donde a partir de la
formulación empleada se logró calcular el costo total del producto
A manera de comparación se determinó la ficha de costos de la salchicha control que se
elabora en el IIIA; la formulación de la misma se presenta en el Anexo 10.
Es importante determinar el efecto económico de las salchichas elaboradas pues hay una
diferencia sustancial en el costo del aditivo empleado en cada experimento. Para la
elaboración de las fichas de costos se utilizaron los datos reportados por el departamento
económico de la planta de carnes del IIIA.
Resultados y Discusión 48
III. Resultados y Discusión
3.1. Experimento N° 1. Formulaciones de salchichas con diferente contenido de grasa y el empleo de inulina y almidón de papa. La carne presenta una composición adecuada para formular los productos con la cantidad de
proteína y grasa establecida en los experimentos; 5,5 % de grasa, 74,5% de humedad, 20%
de proteína y pH 6,35.
La composición físico-química de la inulina: humedad 4,85% y pH 6 se corresponde con las
especificaciones brindadas por el fabricante y lo señalado por la literatura (Madrigal, 2007). En
el caso de las cenizas (0,45%) está fuera del valor señalado por la literatura (<0,2%), sin
embargo está dentro del rango reportado por el fabricante.
Un parámetro importante a considerar en la inulina es su fuerza de gel, ya que al utilizar este
ingrediente como sustituto de grasa es primordial determinar la capacidad que tiene la misma
para otorgar consistencia al producto.
Los resultados obtenidos de la fuerza de gel de las soluciones ensayadas se muestran en la
Tabla 8. Al comparar estos resultados con los reportados por Kim y col., (2001), quienes
determinaron la fuerza de gel en la inulina Raftilin HP de la marca Orafti, se observa que los
valores alcanzados en sus ensayos son mucho mayores en relación a los nuestros. Esta
diferencia pudiera estar dada a que la inulina que se utilizó en nuestra investigación es de un
grado de polimerización más bajo en relación al utilizado en la investigación anterior, pues la
literatura señala que mientras mayor sea el grado de polimerización de la inulina se obtienen
geles más firmes (Phillips, 2000).
Tabla 8. Resultados de fuerza de gel
Solución Fuerza del gel (g)
Inulina al 40% 36,93 (2,05)
Inulina al 40% + almidón de papa al 4% 82,73 (4,26)
() Desviación estándar
En la misma Tabla, se puede apreciar, que la presencia de almidón de papa (4%) favorece la
formación de gel de la inulina, obteniéndose una fuerza de gel mayor (82,73 g), lo cual
demuestra el efecto sinérgico entre la inulina y el almidón de papa. Esto concuerda con lo
Resultados y Discusión 49
descrito por Madrigal (2007) quien describe un efecto sinérgico entre la inulina y otros
agentes gelantes.
La inulina es altamente polidisperso, teniendo una influencia significativa en la acción
aglutinante y por ende en la viscosidad y formación de gel de varios ingredientes con alta
capacidad de retención de agua tales como: goma guar, goma xanthan, carrageninas,
alginatos, pectinas, maltodextrinas y almidón. Por la adición de inulina la viscosidad de estas
gomas decrece o incrementa y sus características en la solución acuosa se verán afectadas.
Con la adición de inulina la sinéresis se puede reducir (Phillips, 2000). Por lo resultados
obtenidos se confirma la ventaja de la adición de almidón de papa en la formulación pues
esto permitirá capatar mayor contenido de agua y mejorar la estabilidad de la emulsión.
La composición química de las salchichas con inulina y almidón de papa se reflejan en la
Tabla 9 Para todos los productos puede observarse que los valores obtenidos están dentro
de los rangos establecidos en las normas.
Tabla 9. Composición de las salchichas con Inulina
Variante Inulina
(%)
Grasa
(%)
Humedad
(%)
Grasa
(%)
Proteína
(%)
Cloruro
(%)
Nitrito
(ppm) pH
1 0 8 69,79
(0,05)
8,50
(2,4)
10,79
(0,53)
1,82
(0,02)
98,3
(2,83) 6,20
2 6 8 67,50
(0,23) 7,33
(2,74)
11,00
(0,76)
2,07
(0,02) 73,2
(0,65) 6,40
3 12 8 66,70
(0,13) 8,32
(3,15) 10,84
(0,96)
1,82
(0,05) 60,9
(0,81) 6,09
4 0 10 64,14
(0,16) 9,94
(165)
10,91
(0,83)
1,82
(0,09) 54,4
(3,75) 6,17
5 6 10 63,70
(0,08) 10,00
(1,28) 11,96
(0,5)
2,05
(0,06) 63,3
(2,24) 6,43
6 12 10 61,36
(0,13) 10,45
(3,62) 12,00
(1,23)
1,84
(0,08) 84,4
(0,92) 6,12
7 0 12 69,59
(0,04)
12,00
(0,96)
10,67
(0,35)
1,47
(0,03)
78,9
(3,75) 6,25
8 6 12 64,52
(0,47) 12,23
(1,62) 11,15
(0,77)
2,07
(0,06)
67,9
(2,87) 6,40
9 12 12 59,66
(0,21) 12,36
(1,77)
11,95
(0,84)
1,94
(0,08) 87,3
(1,29) 6,15
() Desviación estándar
Resultados y Discusión 50
En los valores obtenidos para la humedad se observa una ligera tendencia que a medida que
aumenta la concentración de inulina disminuye el valor de humedad. Resultados similares a
los especificados en la literatura para productos con bajo contenido en grasa y altos niveles
de agua añadidos (Carballo y col., 1995). Las variaciones en la humedad puede deberse al
contenido de inulina y grasa, ya que en las condiciones estudiadas, la disminución del nivel
de grasa se realizó a costa de aumentar la cantidad de agua añadida.
Las variaciones de grasa fluctúan en valores que van del 7 al 12%, que si comparamos con
la salchicha comercial que tiene un 24% de grasa, se puede observar que se ha logrado una
disminución considerable de hasta un 65%, semejante a lo logrado en otros trabajos con
adición de inulina (Nowak y col., 2007; Mendoza y col., 2001; García y col., 2006) Los valores
de grasa se corresponden con los niveles diseñados para las fórmulas utilizadas.
En el valor de pH se observa que no hay gran diferencia entre las 9 variantes, por lo que se
asume que la inulina no tiene efecto en este parámetro; estos resultados concuerdan con los
trabajos reportados por otros autores: Mencía y Bolaños, 2010; Villalobos y col., 2010 y
Mendoza y col., 2001.
Los valores de nitrito y cloruros obtenidos están dentro de lo permitido para este tipo de
producto. Los contenidos de proteína van desde 10,64 % hasta 12 %, al establecerse un
contenido de carne constante en todos los casos, no se observan diferencias sustanciales.
En la Fig. 2 se muestran los resultados de los análisis microbiológicos para las salchichas
elaboradas con la utilización de inulina y almidón de papa. Los valores obtenidos están dentro
de los límites permisibles para este tipo de producto y son similares a los obtenidos por Guerra
(1998), para salchichas elaboradas con carragenato y proteínas aisladas de soya. Todas las
variantes presentan conteos de Enterobacterias negativos lo que está en correspondencia con
el tratamiento térmico recibido.
Resultados y Discusión 51
Figura 2. Calidad microbiológica de las pastas cárnicas (log10 u.f.c/g)*.
En la tabla 10 se presentan los modelos que resultaron significativos con probabilidades de 5%,
fueron cuadráticos para la dureza instrumental y textura sensorial. Para el resto de las variables
respuesta: elasticidad, cohesividad y atributos sensoriales (aspecto, sabor, color y jugosidad),
los modelos no resultaron significativos.
Los valores de R2 fueron adecuados, ya que están en el rango considerado (0,8 a 0,95 % de la
variabilidad) para que la ecuación de regresión prediga determinadas propiedades del producto
(Joglekar, 1987). En estos casos la prueba de falta de ajuste de los modelos resultó no
significativa. En el análisis de los residuos no se encontraron observaciones atípicas y los
residuos estandarizados siguieron una distribución normal.
Las expresiones matemáticas codificadas que relacionan las variables respuestas
significativas y las concentraciones de inulina (X1) y grasa (X2) son las siguientes:
Dureza = 5,15 + 0,23 X1 + 0,44 X2 – 0,22 X1X2 – 0,26 X1 2+ 0,28 X2
2 (I)
Textura = 5,62 + 0,055 X1 + 0,006 X2 – 0,23 X1X2 – 0,31 X12 – 0,12 X2
2 (II)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Log
10 (u
.f.c/
g)
VARIANTES
Conteo de mesófilos
Conteo de psicrófilos
Resultados y Discusión 52
Tabla 10. Análisis de varianza para evaluar los modelos de las variables respuesta
Variable respuesta Modelo F R2 Significación
Dureza Lineal 3,89 0,8043 NS
Cuadrático 44,13 0,9692 Significativo
Elasticidad Lineal 4,30 0,3007 NS
Cuadrático 5,27 0,5350 NS
Cohesividad Lineal 7,10 0,0051 NS
Cuadrático 11,07 0,2051 NS
Aspecto Lineal 2,68 0,2728 NS
Cuadrático 3,78 0,4440 NS
Textura Lineal 42,85 0,0248 NS
Cuadrático 6,22 0,9153 Significativo
Sabor Lineal 41,89 0,0054 NS
Cuadrático 48,03 0,4232 NS
Color Lineal 1,53 0,1409 NS
Cuadrático 1,44 0,4571 NS
Jugosidad Lineal 38,51 0,0487 NS
Cuadrático 25,12 0,6788 NS
Los valores de dureza para las variantes estudiadas oscilaron entre 4,50 y 5,85 kg (Tabla 11),
correspondiendo el valor más bajo a las variantes con 8% de grasa. Lo que concuerda con lo
descrito por la literatura que señala que en productos donde la disminución del nivel de grasa
se realiza aumentando el porcentaje de agua y manteniendo constante la cantidad de
proteína, se obtienen productos que exhiben valores inferiores de dureza (Keeton, 1992) por
lo que aumenta la importancia del almidón de papa para lograr los productos merma cero.
Para la dureza se encontró que las variaciones del contenido de inulina (X1) y grasa (X2) son
significativos (p<0,05), lo que indica que la inulina y la grasa intervienen en la dureza de las
salchichas en la medida que se combinan con el resto de los ingredientes que intervienen en la
formulación. A medida que aumenta el contenido de inulina y grasa mayor será la dureza de
la salchicha (Fig. 3), esto se debe a las propiedades funcionales de la inulina (Madrigal,
2007) y el almidón de papa (Carballo y col., 1995) las cuales ayudan a retener el agua
añadidada, formar un gel firme, resistente y proveen cohesividad y estabilidad a la emulsión.
Resultados y Discusión 53
Tabla 11. Resultados de los parámetros del perfil de textura de las salchichas con inulina y almidón de papa
Variantes Inulina(%) Grasa (%) Dureza (kg) Elasticidad (mm) Cohesividad
1 0 8 4,50(1,15) 6,50(0,03) 0,24(0,02) 2 6 8 4,99(0,36) 7,30(0,03) 0,28(0,01)
3 12 8 4,97(0,98) 7,50(0,01) 0,25(0,02) 4 0 10 4,62(0,85) 7,03(0,02) 0,25(0,02) 5 6 10 5,20(1,34) 7,00(0,01) 0,25(0,02) 6 12 10 5,13(0,80) 6,80(0,01) 0,29(0,01)
7 0 12 5,43(0,68) 7,35(0,01) 0,28(0,03) 8 6 12 5,85(0,83) 7,10(0,01) 0,25(0,01) 9 12 12 5,81(0,67) 7,90(0,08) 0,24(0,02)
() Desviación Estándar
Estos resultados son similares a los descritos por diversos autores. García y col., (2006), en
un estudio realizado con salchichas con altos (39%) y bajos porcentajes en grasa (15%) y la
adición de 7,5% de inulina, observaron que en salchichas bajas en grasa cuando se adiciona
la inulina en forma de polvo ésta tiende a endurecer el producto; por lo que los autores
concluyen que la grasa enmascara el efecto endurecedor de la inulina en polvo a esa
concentración, mientras que los resultados que obtuvieron en la elasticidad fueron menores
que la del control (39% de grasa). Cuando añadieron la inulina en los mismos niveles pero en
forma de gel, no se modificó la elasticidad pero la cohesividad y dureza mostraron cambios,
observando una menor dureza y cohesividad con respecto a su control. Los autores señalan
que al parecer, la inulina en forma de gel transfiere su característica cremosa al embutido
tipo salchicha volviéndolo más suave, alcanzando valores similares de dureza en relación a
la salchicha convencional del estudio (39% de grasa).
Nowak y col., (2007) en un estudio con salchichas con bajo contenido de grasa elaborada
con inulina en forma de gel como sustituo de grasa (3 a 12%), donde a medida que fueron
disminuyendo la grasa fueron incrementando la inulina, manteniendo constante el contenido
de carne (55%), observaron que con el incremento de inulina las salchichas mostraron una
vaga tendecia a ser más duras. Pudiera ser que las diferencias en dureza principalmente
corresponde a la reducción del contenido de grasa en las salchichas (de 24% de grasa en el
Resultados y Discusión 54
control a aproximadamente 8,5% de grasa en las salchichas con 12% de inulina) más que
con la adición de inulina. Lo cual concuerda con los resultados de otros investigadores (Mittal
y Barbut, 1994; Mendoza y col., 2001; Selgas y col., 2005). No obstante Cáceres y col.,
(2004) obtuvieron salchichas reducidas en grasa más suaves, donde concentraciones por
encima del 10% de inulina tienen un efecto ablandador significativo, esta discrepancia puede
deberse a las diferencias en el diseño experimental y la composición de la inulina, ya que las
propiedades de la misma depende del grado de polimerización.
Figura 3. Superficie de respuesta para la dureza instrumental de las salchichas
elaboradas con inulina
Existen trabajos con adición de otros tipos de fibra en salchichas bajas en grasa (Mansour y
Khalil, 1999; Grigelmo, 1999; Shand, 2000). En estos estudios los autores describen una
disminución en la dureza al incorporar la fibra como una solución acuosa.
Con respecto a la influencia de la grasa y el agua, se conoce que la dureza aumenta al
disminuir la grasa, siempre que se incremente el contenido de proteína (Ahmed y col., 1990),
pero en las pastas cárnicas elaboradas con poca grasa (6 a 12 %) y grandes cantidades de
agua, ésta última impide que ocurra un incremento significativo de la dureza o al menos evita en
algo dicho incremento. En este experimento, en general se aprecia un incremento en los
valores de dureza a medida que aumenta el contenido inulina, (Tabla 11), lo cual puede
deberse a las propiedades funcionales de la inulina y de el almidón de papa que ayuda a
retener el agua añadida (Ahmed y col., 1990; Matulis y Mcketih, 1995; Mendoza y col., 2001;
Selgas y col., 2005; Nowak y col., 2007).
Resultados y Discusión 55
La eslasticidad no se vió afectada por los porcentajes de inulina y grasa . Estos resultados
concuerdan a los encontrados por Selgas y col., (2005) y García y col., (2006), quienes
trabajaron en mortadela reducida en grasa con adición de inulina en concentraciones del 2,5
al 7,5% donde obtuvieron valores de elasticidad muy similares con respecto al control en
todos los casos.
Aunque la textura sensorial
resultó significativa (p<0,05) en
el análisis de varianza, es
importante señalar que al
analizar los datos obtenidos de
la evaluación sensorial se
aprecia que no hay gran
variabilidad en los mismos por
lo que a efectos de
investigación se considera que
esta variable respuesta no es
significativa (Fig. 4).
Figura 4. Superficie de respuesta para la textura sensorial de las salchichas elaboradas
con adición de inulina.
Con relación al efecto de la inulina y la grasa sobre las puntuaciones otorgadas a la textura, la
literatura informa diferentes resultados. Mendoza y col., (2001); García y col., (2006) y Hadorn y
col., (2008) describieron resultados similares a los obtenidos en este experimento, donde los
catadores no fueron capaces de detectar los cambios que introdujeron los porcentajes de este
aditivo, mientras que otros autores refieren que con cantidades de inulina por encima de 7,5%,
los productos recibieron menores calificaciones por los panelistas (Nowak y col., 2007; Selgas y
col., 2005).
De la evaluación sensorial los parámetros aspecto, sabor y color, recibieron calificaciones entre
5,0 y 6, es decir de "Bueno" a "Muy Bueno” (Fig. 5), lo que significa que estos atributos no se
Resultados y Discusión 56
afectaron con la relación inulina-grasa estudiada. A pesar que el atributo jugosidad no resultó
significativo se observa que las variantes con inulina obtuvieron una puntuación mayor que
las muestras sin inulina, este resultado era de esperarse pues la inulina por sus
características mejora la jugosidad y la sensación bucal de los productos (Jánváry,2007). Las
calificaciones de la jugosidad oscilaron entre 3,38 y 4,5, teniendo en cuenta que se considera
óptimo la calificación de 4, se puede decir que se obtuvieron productos jugosos lo cual
significa que estos atributos no se afectaron con la adición de inulina, lo que pone de
manifiesto la capacidad que tienen estos aditivos de retener la humedad y los jugos de la
carne y actuar como estabilizadores contribuyendo a la apariencia, palatabilidad y la textura del
producto final (Matulis y Mckeith, 1995; Madrigal, 2007, Jánváry, 2007).
Figura 5. Resultados de los atributos sensoriales
Se destaca que las salchichas con inulina tuvieron un brillo que fue evaluado favorablemente
por los panelistas en el parámetro color, no siempre observado en otros tipos de sustitutos de
grasa. Este resultado en el color es semejante al reportado por Villalobos y col., (2010) quien
elaboró salchichas bajas en grasa con incorporación de dos tipos de fibras inulina y
oligofructosa al 15% y 30%, donde se observó un mejor resultado en cuanto al color en la
salchicha con inulina por obtener valores muy parecidos frente al control (con alto porcentaje
de grasa). Resultados similares fueron reportados por Flaczyk y col., (2009) quienes
0
1
2
3
4
5
6
7
1 2 3 4 5 6 7 8 9VARIANTES
ASPECTO
TEXTURA
SABOR
COLOR
JUGOSIDAD
Resultados y Discusión 57
estudiaron la influencia de la inulina como sustituto de grasa en bolas de carne de cerdo,
donde no se evidenciaron diferencias significtivas en cuanto al color, consistencia, jugosidad,
aroma y sabor evaluados sensorialmente frente a un producto control con alto contenido de
grasa. Otro trabajo realizado por Mendoza y col., (2001) donde se incorporó inulina a
diferentes concentraciones 7,5, 12, 12,5 y 14%, en salchichas fermentadas reducidas en
grasa se describe el mismo efecto, en el sabor con calificaciones favorables y sin variabilidad
significativa con excepción de la muestra con adición de 6% de inulina en forma de gel que
obtuvo una calificación menor. Con estos resultados se confirma lo descrito por Jánváry
(2007) que dice que la inulina tiene sabor neutro y no tiene impacto sobre las propiedades
sensoriales. Esto concuerda con los resultados obetnidos en este trabajo pues los jueces no
detectaron diferencias en cuanto al sabor, color y aspecto entre las diferentes variables.
3.2. Experimento N° 2. Formulaciones de salchichas con diferente contenido de grasa y el empleo de harina de quinua y carragenato. La Tabla 12. muestra los contenidos de humedad, grasa, ceniza, proteína, almidón y fibra,
así como el valor del pH de la harina de quinua analizada. El valor de humedad es típico para
estos productos (< 14 %). Los valores de proteína, grasa y ceniza están en el entorno de lo
obtenido para otras harinas de quinua (Jacobsen y Sherwood, 2002) y como se puede
apreciar su contenido de proteína es más alto que el de la harina de trigo (10,10%) y la de
plátano (2,31%) (Guerra y col., 2011). En la harina de plátano el contenido de carbohidratos
es alto en los cuales predominan los almidones (aprox. 63 a 74 %) siendo mayor que los de
la harina de quinua (57,4%). Los valores de pH son similares a los de la harina de trigo (6,30)
y ligeramente ácido para la harina de plátano (5,25).
Tabla 12. Composición físico-química de Harina de quinua
Materia prima Humedad (%)
Proteína (%)
Cenizas (%)
Almidón (%)
Fibra (%) pH
Harina de quinua 9,52(0,02) 11,47(0,85) 2,15(0,03) 57,40(1,56) 6,24(2,65) 6,1
() Desviación Estándar
El valor de la capacidad de retención de agua (CRA) de la harina de quinua (Tabla 13) indica
que la muestra seca es capaz de retener 2,5 más agua que la harina de trigo, sin embargo al
compararla con la harina de plátano, el valor de la CRA indica que la muestra seca es capaz
Resultados y Discusión 58
de retener 3 veces más agua que la harina de trigo. La capacidad de retención de aceite
(CRG) también es mayor comparada con las harinas de trigo y de plátano. La temperatura de
gelatinización obtenida en el análisis fue de 57,1°C lo que concuerda con lo señalado por la
literatura que reporta que el almidón de la quinua gelatiniza a una temperatura de 55 a 65°C
(Romo y col., 2006). La baja temperatura de gelatinización del almidón en la quinua favorece
su empleo en alimentos que se someten a tratamientos térmicos poco rigurosos, ya que
pueden alcanzar una completa gelatinización y mayor funcionalidad. En productos cárnicos,
por ejemplo, está por debajo de la temperatura final de cocción de 68 a 72°C.
Tabla 13. Propiedades funcionales de la harina de quinua
Productos CRA (g/g de muestra) CRG (g/g de muestra) Harina de quinua 1,46(0,05) 0,41(0,05)
Harina de trigo 0,627 0,384
Harina de plátano 2,18 0,442
CRA: Capacidad de retención de agua, CRG: Capacidad de retención de aceite
() Desviación estándar
Los resultados de los análisis de composición química y pH de las variantes con harina de
quinua y carragenato se reflejan en la Tabla 14. El contenido de humedad varió desde 62,09
hasta 74,10%, la grasa desde 8,1 hasta 12,2%, y la proteína desde 10,87 hasta 13,42%. Las
variaciones en el porcentaje de proteínas están dadas por la utilización de harina de quinua,
teniendo en cuenta que se ha fijado el nivel de proteína cárnica para todas las variantes y
que la disminución del contenido de grasa se ha realizado a costa de aumentar la cantidad
de agua añadida.
Como se puede observar los valores de proteína son mayores a medida que aumenta la
concentración de harina de quinua, tal como se esperaba, pues la quinua contiene un alto
contenido de proteínas. Estos resultados concuerdan con los trabajos reportados por
Verdesoto (2005) y Salinas (2010).
El contenido de grasa de cada una de las variantes corresponde al fijado en el diseño
experimental. Los valores de cloruro y nitrito se encuentran dentro de lo establecido para
este tipo de producto.
Resultados y Discusión 59
Tabla 14. Composición de las salchichas con harina de quinua
Variantes Harina quinua (%)
Grasa (%)
Humedad (%)
Grasa (%)
Proteína (%)
Cloruro (%)
Nitrito (ppm) pH
1 0 8 74,10
(0,32)
8,50
(2,32)
10,87
(1,92)
1,50
(0,05)
92,34
(0,14) 6,1
2 5 8 69,98
(0,28)
8,10
(1,3)
12,28
(1,85)
2,00
(0,02) 74,18
(0,11) 6,3
3 10 8 67,68
(0,11) 8,62
(2,52)
13,42
(0,98)
1,83
(0,02) 83,45
(0,07) 6,2
4 0 10 72,56
(0,33)
10,40
(2,03)
10,89
(1,23)
1,97
(0,01) 85,93
(0,20) 6,1
5 5 10 68,44
(0,04) 10,78
(1,57)
12,00
(0,89)
1,98
(0,02) 95,14
(0,06) 6,0
6 10 10 65,89
(0,35) 11,26
(3,26)
12,98
(0,76)
2,03
(0,04) 82,10
(0,02) 6,3
7 0 12 71,04
(0,01)
11,89
(1,49)
10,95
(1,39)
1,94
(0,1)
90,38
(0,15) 6,0
8 5 12 67,12
(0,06) 11,40
(2,28)
12,13
(0,79)
2,05
(0,09) 87,91
(0,07) 6,1
9 10 12 62,09
(0,13)
12,20
(3,26)
13,15
(2,16)
1,89
(0,02)
89,20
(0,42) 6,1
() Desviación Estándar
Los resultados microbiológicos, como se puede observar en la figura 6 no presentan diferencias
señalables. Los conteos de mesófilos y psicrófilos son bajos, manteniendo los niveles
adecuados para este tipo de producto; en el caso de las Enterobacterias los conteos dieron
resultados negativos, lo que está en correspondencia con el tratamiento térmico recibido.
Resultados y Discusión 60
Figura 6. Calidad microbiológica de las pastas cárnicas (log10 u.f.c/g)*.
Del análisis de regresión, los modelos que resultaron significativos con probabilidades del 5 %,
fueron lineal para la dureza instrumental y cuadráticos para la elasticidad, textura sensorial,
sabor y jugosidad. El resto de las variables respuesta, cohesividad y atributos sensoriales
(aspecto, y color) fueron no significativas (Tabla 15). Observándose una interacción entre la
grasa y la harina de quinua.
Los valores de R2 fueron adecuados (superiores a 0,8 en todos los casos significativos, lo
cual indica que el modelo responde por el 80 a 95 % de la variabilidad) ya que están en el
rango considerado como bueno (Joglekar, 1987). En todos los casos la prueba de falta de
ajuste de los modelos resultó no significativa. En el análisis de los residuos no se encontraron
observaciones atípicas y los residuos estandarizados siguieron una distribución normal
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Log
10 (u
.f.c/
g)
VARIANTES
Conteo de mesófilos
Conteo de psicrófilos
Resultados y Discusión 61
Tabla 15. Resultados del análisis de varianza para evaluar los modelos de las variables respuesta analizadas.
Las expresiones matemáticas codificadas para las variables significativas son las siguientes:
Dureza = 6,69 + 2,39 X1 + 0,90 X2 (III)
Elasticidad = 7,76 + 0,84 X1+ 0,44 X2 + 0,34 X1X (IV)
Textura = 5,50 – 0,52 X1 + 0,09X2 – 0,04 X1X2 – 0,38 X12 – 0,14 X2 2 (V)
Sabor = 5,63 – 0,19 X1 – 0,023 X2 + 0,11 X1X2+ 0,17 X12 – 0,092 X2 2 (VI)
Jugosidad = 2,44 – 0,88 X1 – 0,16 X2 – 0,33 X1X2 – 0,18 X12 + 0,56 X2 2 (VII)
Como puede apreciarse en la expresión matemática (III), el contenido de harina de quinua
(X1) y de grasa (X2), son significativos, teniendo una influencia directa sobre este parámetro;
al aumentar la harina de quinua y la grasa se produce un aumento en la dureza (Fig. 7),
observándose una influencia más marcada con la harina de quinua.
Variable respuesta
Modelo F R2 Significación
Dureza Lineal 38,45 0,8849 Significativo Cuadrático 2,88 0,9370 NS
Elasticidad Lineal 27,01 0,8438 NS Cuadrático 7,63 0,9154 Significativo
Aspecto Lineal 1,18 0,1904 NS Cuadrático 0,39 0,3734 NS
Textura Lineal 9,38 0,6522 NS Cuadrático 11,24 0,9181 Significativo
Sabor Lineal 6,61 0,5694 NS Cuadrático 7,31 0,8969 Significativo
Color Lineal 0,39 0,0729 NS Cuadrático 0,87 0,2617 NS
Jugosidad Lineal 14,8 0,7475 NS Cuadrático 9,75 0,9511 Significativo
Resultados y Discusión 62
Figura 7. Superficie de respuesta para la dureza instrumental de las salchichas elaboradas con harina de quinua
Los valores de la dureza oscilaron entre 4,18 kg y 10,03 kg (Tabla 16). Al comparar las
formulaciones con distintos contenidos de grasa (8, 10 y 12%), se observó que los menores
valores de dureza los presentan las variantes 1 (4,18 kg), 4 (4,74 kg) y 7 (5,07 kg), este
comportamiento puede deberse en parte a la cantidad de agua adicionada, por el tipo de
carragenato empleado y porcentaje de sal utilizado en las formulaciones (2 %), ya que por su
composición y la fuerza de gel reportada por el proveedor de 750 g/cm2, puede deberse a que
estamos en presencia de una mezcla de carragenato kappa, el cual se afecta por la
concentración de sal (Rasmunsen, 1972; Pedersen, 1977; Glicksman, 1983, Guerra y col.,
1990). Estos resultados no coinciden totalmente con lo reportado en la literatura, ya que según
el tipo de carragenato (kappa, iota o lambda), aumenta o disminuye directamente la dureza en
las salchichas con bajo contenido en grasa. Matulis y col (1995) investigaron los efectos de la
adición de carragenato (0,2 a 0,4%) a las salchichas de bajo contenido en grasa (12 a 18%) y
diferentes contenidos de sal (1,3 a 2,0%), encontrando que el carragenato tuvo poco efecto
sobre la dureza con el incremento de la sal, el carragenato aumentó la dureza en
concentraciones bajas de sal por debajo del 1,7% y redujo la jugosidad en concentraciones
Resultados y Discusión 63
de grasa por encima del 15%. Foegeding y Ramsey (1986) hallaron que las características
de textura de las salchichas de poca grasa (10%) y alta humedad, elaboradas con iota-
carragenato, no resultaron diferentes a la salchicha control con poca grasa y alta humedad
pero en ambas formulaciones se utilizó 2,35% de sal. Los carragenatos pueden retener el
exceso de agua en presencia de poca sal.
Tabla 16. Resultados de los parámetros texturales de perfil textura de las salchichas con harina de quinua y carragenato
Variantes Quinua (%) Grasa (%) Dureza (kg) Elasticidad (mm) Cohesividad
1 0 8 4,18(0,47) 7,00(0,76) 0,29(0,01)
2 5 8 5,37(0,43) 6,90(0,33) 0,27(0,01)
3 10 8 8,96(0,45) 8,05(0,60) 0,30(0,01)
4 0 10 4,74(0,60) 7,03(0,62) 0,28(0,02)
5 5 10 6,05(1,56) 7,80(0,29) 0,30(0,02)
6 10 10 9,36(1,11) 8,63(0,38) 0,29(0,01)
7 0 12 5,07(0,96) 6,8(1,16) 0,32(0,26)
8 5 12 8,83(1,52) 8,6(1,20) 0,32(0,02)
9 10 12 10,03(1,90) 9,21(0,83) 0,30(0,08)
() Desviación Estándar
Algunas de las variantes poseen valores altos de dureza que caen fuera del rango de las
restricciones impuestas (5 a 8 kg). Estos valores a pesar de estar fuera de las restricciones
prefijadas, son muy similares a los encontrados por Martín y col. (1992; 1996) en productos
similares con carne de cerdo y oca.
Al igual que la harina de trigo, las harinas procedentes del algodón, avena, soya y quinua han
sido empleadas en los productos cárnicos emulsificados y conformados, sin embargo, no se
han encontrado en la literatura trabajos que estudien la incorporación de la harina de quinua en
productos cárnicos reducidos en grasa tipo salchicha. Por lo general la harina de quinua se ha
utilizado como extensor en productos cárnicos embutidos (Maldonado, 2010; Verdesoto, 2005),
en productos conformados tipo Nuggets (Arteaga y Martínez., 2001) y en productos
emulsificados tipo salchicha y mortadela sustituyendo la harina de trigo por harina de quinua
(Guerra y col., 1994 y Salinas, 2010).
Con respecto a las variantes que contienen harina de quinua se observa que al aumentar los
porcentajes de grasa y harina de quinua se produce un incremento de la dureza. Las
Resultados y Discusión 64
salchichas que tienen valores de dureza por encima de 9 kg, corresponden a
concentraciones de harina de quinua de 10 % y de grasa entre 10 y 12 % (variantes 6 y 9
respectivamente).
Dentro de las variantes estudiadas, los valores de dureza superiores se encontraron en las
salchichas con 10% de harina de quinua, esto se debe en gran medida a las propiedades
funcionales que posee esta harina, las cuales ayudan a retener el agua añadida y a la
estabilidad de la emulsión. Los valores obtenidos en este trabajo son similares a los
encontrados en productos emulsionados tradicionales como embutidos con carne de res y
cerdo (Santos y col., 1992), salchichas elaboradas con carne de cerdo y oca (Martín y col.,
1992, 1996), con carne de cerdo y proteínas aisladas de soya y carragenato (Guerra, 1998),
los cuales reportaron valores de dureza de 9,26 kg y 8,3 kg respectivamente. Estos
resultados también son comparables con los obetenidos por Guerra y col. (1994), en
productos cárnicos emulsificados con carne de cerdo tipo salchicha sustituyendo 12 % de
harina de trigo por harina de quinua, que reportaron valores de dureza de 8,9 kg.
La ecuación (IV) correspondiente a la variable
respuesta elasticidad, demuestra que tanto la
harina de quinua como la grasa influyen en
este parámetro, siendo mayor la influencia de
la harina de quinua, en donde a medida que
aumenta su concentración se obtienen
valores más altos de elasticidad (Fig. 8).
Los valores de respuesta de la elasticidad
para las variantes elaboradas (Tabla 16),
oscilaron desde 6,8 mm (variante 7) hasta
9,21 mm (variante 9). Los resultados
obtenidos son muy similares a los
encontrados por Martín y col., 1996.
Figura 8. Superficie de respuesta para la elasticidad instrumental de las salchichas
elaboradas con harina de quinua.
Resultados y Discusión 65
La cohesividad de las variantes, se corresponde con los productos análogos elaborados con
carne de diferentes especies (Barbut y Mittal, 1992; Martín y col., 1996).
La textura sensorial (ecuación V), se aprecia que el contenido de harina de quinua (X1) y la
grasa (X2) tienen un efecto significativo, donde a medida que se incrementa el contenido de
harina de quinua (X1) y se reduce el contenido de grasa (X2) disminuye la textura evaluada
sensorialmente (Fig. 9).
Se puede observar que los jueces evaluaron como “Buena” casi la totalidad de las variantes
excepto la variante 6 (que contiene 10 % de harina de quinua y 10 % de grasa) que la
evaluaron de regular, lo cual puede atribuirse a que las variaciones de dureza detectadas
respecto a su patrón mental no son importantes como para devaluar el atributo.
Figura 9. Superficie de respuesta textura sensorial de las salchichas elaboradas con
harina de quinua.
Otra variable respuesta significativa es el sabor (ecuación VI), la cual obedece a un modelo
cuadrático (Tabla 15), que predice que a medida que aumentan la proporción de harina de
quinua y la grasa, en el producto disminuye la puntuación observándose una mayor
influencia de la quinua (Fig. 10). No obstante los jueces evaluaron favorablemento a todas
Resultados y Discusión 66
las variantes con califcaciones que oscilan de 5 a 6 de "Bueno" a "Muy Bueno", lo que indica
que los niveles de inclusión de harina de quinua utilizados en este trabajo resultan
aceptables en cuanto al sabor, demostrando así que la harina de quinua utilizada tuvo un
proceso de saponificación adecuado.
Figura 10. Superficie respuesta para el sabor de salchichas elaboradas con harina de quinua
En cuanto a la jugosidad el modelo obtenido (ecuación VII), que relaciona la jugosidad con
las variables independientes, muestra la influencia que tiene la harina de quinua (X1) y la
grasa (X2) sobre este parámetro, a medida que la concentración de éstas aumentan,
disminuye significativamente la jugosidad (Fig. 11), los jueces perciben salchichas más secas
(Fig. 12), observándose una influencia más marcada con la harina de quinua. Las
puntuaciones oscilaron de 1 a 4, correspondiente a “Extremadamente seca” y “Óptima”. Los
valores más bajos corresponden a las variantes 3 (2,31), 6 (1,67) y 9 (1,30), que contienen
los mayores porcentajes de harina de quinua (10%). Este resultado indica que el 10 % de
harina de quinua afecta sensiblemente las características organolépticas de las salchichas.
Resultados y Discusión 67
Figura 11. Superficie de respuesta para la jugosidad de las salchichas elaboradas con
harina de quinua.
Esto se puede explicar debido a que la quinua tiene una alta capacidad de retención de
agua lo que incide en la obtención de salchichas menos jugosas. Estos resultados fueron
similares a los reportados por Verdesoto (2005) y contradictorios a los obtenidos por Salinas
(2010) en su estudio, reemplazando la harina de trigo por 4% de quinua en productos
cárnicos emulsificados; los jueces reportaron un incremento de la firmeza a medida que
aumenta la concentración de quinua pero igualmente jugosos.
Las variables evaluadas sensorialmente color y aspecto no resultaron significativas, esto
puede deberse a que en la formulación del producto se incluyó una solución de colorante rojo
Ponceau 4R, lo que hace que el color sea muy similar en todas las muestras. Ambos
parámetros obtuvieron califiaciones de 5 a 5,5 que corresponde “Buena” a "Muy Buena”.
Resultados y Discusión 68
Figura 12. Resultados de la evaluación sensoriales de las salchichas con harina de
quinua.
3.3. Resultados de la caracterización del envase. El material de la tripa está compuesto por poliamida 6, el peso base y espesor fue de 46,23
(0,69) g/m2 y 44,90 (2,43) mµ. La fuerza de tensión y la elongación fue de 70,67 (4,76) N/15
mm y 49,45 (4,80) % respectivamente. Estos resultados concuerdan con lo reportado por el
proveedor de las tripas (Kalle, 2010) y resistieron la presión de embutido de la salchicha. La
permeabilidad al vapor de agua de la tripa fue de 13,15 (0,36) g/m2día, acorde con lo
reportado por el fabricante de acuerdo a su espesor y se encuentra dentro de los valores
reportados en la literatura para tripas impermeables (Theller, 1998). En la Tabla 17 se reporta el resultado obtenido de la medición del espesor del material
complejo de ambas caras de la bolsa y sus respectivas capas, así como la identificación de
los polímeros que la componen.
Tabla 17. Espesor (µm) del material de envase de las dos caras de la bolsa y las capas que lo componen. Valores medios
Material Material complejo Capa externa (PET) Capa interna (PEBD) Cara superior 89,0 (0,8) 22,8 (0,4) 66,2 (0,6) Cara inferior 88,8 (0,8) 22,4 (0,5) 66,4 (0,5)
PET = Polietileno tereftalato (Poliéster); PEBD = Polietileno de baja densidad1
() Desviación Estándar
0
1
2
3
4
5
6
7
1 2 3 4 5 6 7 8 9VARIANTES
ASPECTO
TEXTURA
SABOR
COLOR
JUGOSIDAD
Resultados y Discusión 69
Como puede observarse de la Tabla 17, el material complejo de la cara inferior de la bolsa no
presenta diferencias apreciables con el de la cara superior en cuanto al espesor y la
composición de sus capas (externa poliéster e interna polietileno de baja densidad), por lo
que puede afirmarse que ambas caras de la bolsa están compuestas por el mismo material
complejo. No se tuvo en consideración la capa de tinta de la impresión por ser mínima el
área impresa. De la misma Tabla se aprecia que la capa de polietileno es más gruesa que la
de poliéster, esto es debido a que la función fundamental de la capa de polietileno es la de
garantizar un buen cierre térmico y a mayor grosor la fuerza del cierre es mayor, mientras
que la función de la capa externa de poliéster es de barrera, para lo cual este polímero reúne
las condiciones óptimas para la tecnología de envasado empleada (Freund, 1999)
En la Tabla 18 se muestra la permeabilidad al vapor de agua de las dos películas complejas
PET/PEBD correspondientes a la cara superior e inferior de la bolsa. Los valores obtenidos
de permeabilidad al vapor de agua para este material complejo concuerdan con lo reportado
en la literatura para los espesores de película evaluados (Anon, 1990).
Tabla 18. Permeabilidad al vapor de agua de las películas complejas de la cara superior e inferior de la bolsa. Valores medios
Material complejo Espesor (µm) Permeabilidad al vapor de agua (g/m2día) a 23 ºC y 85 % HR
Cara superior 89,0 (0,8) 1,89 (0,06)
Cara inferior 88,8 (0,8) 2,01 (0,07)
() Desviación Estándar
En la Tabla 19 se reportan los resultados de resistencia al sellado térmico de los diferentes
cierres de la bolsa. En el caso de los cierres confeccionados por el fabricante de las bolsas
encontramos que ninguno de ellos se despegó o partió al aplicársele tensión. En los 5
ensayos realizados a cada uno de estos cierres la probeta elongó hasta una fuerza de 16 N,
partiendo la película por una zona fuera del área de sellado después de haber elongado más
de 25 mm., lo que indica la alta resistencia al sellado de estos cierres. Con relación al sellado
superior realizado mediante la máquina de laboratorio, el valor obtenido concuerda con lo
reportado en la literatura para este tipo y composición de material complejo y dicho valor se
encuentra dentro de los establecidos en la literatura para garantizar la hermeticidad requerida
Resultados y Discusión 70
en el envasado al vacío para este tipo de bolsa flexible y contenido de producto (Styles, 1990
y Urs, 1994).
Tabla 19. Resistencia al sellado de las bolsas de poliéster polietileno de baja densidad
Resistencia al sellado
(N/15mm)
Sellado superior Sellado Inferior
Sellado lateral derecho
Sellado lateral izquierdo
15,1 (0,7) No partió ni despegó
No partió ni despegó
No partió ni despegó
N=10, Valores entre paréntesis= desviación típica
3.4. Resultados de selección de las mejores variantes. En la Fig. 13 se presenta la superficie de respuesta óptima que cumple con las restricciones
impuestas en la Tabla 7 para las variantes del experimento 1.
Del análisis de las combinaciones posibles de las variantes estudiadas con las que se
obtienen las fórmulas de óptima calidad y los resultados de la evaluación sensorial, se
recomienda utilizar como fórmula económica y de buena calidad la que contiene: 6,67% de
inulina y 8,73% de grasa.
Figura 13. Superficie de respuesta óptima de salchichas con inulina y almidón de papa
La superficie de respuesta óptima correspondiente al experimento 2, donde se evaluó la
interacción harina de quinua/grasa en salchichas se muestra en la Fig. 14; tal como puede
apreciarse en concentraciones de 10% de grasa no hay ninguna variante que cumpla con las
Resultados y Discusión 71
restricciones impuestas, por lo que se seleccionó como mejor variante la correspondiente a:
quinua (5%) y grasa (8%) ya que cumple con las restricciones impuestas y tiene un bajo
contenido de grasa.
Figura 14. Superficie de respuesta óptima de salchichas con harina de quinua y carragenato
3.5. Resultados de la durabilidad de las salchichas seleccionadas.
Los productos recién elaborados presentaron una composición química acorde con los
índices que se prescriben para el mismo (Tabla 20) y se consideraron aptos para realizar las
pruebas de durabilidad.
Tabla 20. Composición, nitritos pH y aw al inicio del almacenamiento en refrigeración
Variantes Humedad (%) Grasa (%) Proteína (%) Nitritos (ppm) pH aw
6,67% I-8,73%G 63,52 10,20 11,78 88,39 6,2 0,979
5% HQ-8%G 66,98 11,53 12,00 94,67 6,1 0,977
I: inulina, G:grasa; HQ:harina de quinua
Como se puede observar en la Fig. 15, en las 4 variantes estudiadas hay una disminución del
pH, pero mucho más marcado en las muestras refrigeradas, mientras que en las salchichas
repasteurizada-refrigerada es menos marcado. En el caso de las variantes respasteurizada–
Resultados y Discusión 72
refrigerada se tiene un nuevo obstáculo, que tiene efecto sobre la flora contaminante que
pudo haber quedado luego del empacado al vacío de las variantes.
Figura 15. Resultados medios de la variación del pH de las variantes durante el estudio de conservación
La disminución de pH observada puede explicarse en parte por el incremento en los conteos
microbianos (Fig.15). Además, conforme el pH disminuye, se ven afectadas las
características organolépticas del producto (olor, sabor y aroma) influyendo directamente en
la aceptación del mismo y por lo tanto en la vida útil, ya que la evaluación sensorial es el
criterio de rechazo elegido por ser este el parámetro utilizado por los consumidores.
La calidad microbiológica de los productos al inicio del almacenamiento fue excelente (Tabla
21), cumpliendo con las exigencias de la Norma de Contaminantes Microbiológicos del
Sistema de Normas Sanitarias de Alimentos. El conteo de aerobios mesófilos totales fue del
orden de 101; el de psicrófilos algo más elevado, es lógico suponer esta diferencia entre los
conteos pues se trata de un producto refrigerado. El conteo de enterobacterias fue negativo,
lo que significa que los productos recibieron un adecuado tratamiento térmico y fueron
elaborados con buenas prácticas de higiene, por lo que están aptos para los estudios de
durabilidad.
Resultados y Discusión 73
Tabla 21 Calidad microbiológica (log. U.f.c./g) de los embutidos tipo salchicha al inicio del almacenamiento en refrigeración Muestras de Salchicha Conteo de aerobios mesófilos Conteo de psicrófilos Con inulina 1,48±0,008 2,70±0,007
Con harina de quinua 1,95±0,003 2,90±0,004
Fig. 16. Resultados medios de los conteos de aerobios mesófilos durante el estudio de durabilidad (Log 10 UFC/g)
Como se puede observar en la figura 16 los conteos de aerobios mesófilos aumentan
significativamente conforme el tiempo en el caso de las cuatro variantes, sin embargo este
comportamiento es más marcado en las variantes que sólo recibieron el tratamiento de
empaque al vacío mientras que en las repasteurizadas, el crecimiento de microorganismos
alcanza la fase aceleración en un intervalo mayor de tiempo, lo que podría deberse al efecto
combinado de los 2 obstáculos que deben vencer los microorganismos presentes para
mantener su homeostasis. Se observa, además, que en las variantes que sólo están
empacadas al vacío, en menos de 40 días los conteos de aerobios mesófilos se encuentran
en 4 unidades logarítmicas, valor límite que se permite para este tipo de productos (ICMSF,
1986; NC 585: 2011). En el caso de las variantes que se someten a los 2 tratamientos:
empaque al vacío y repasteurización, después de los 130 días, los valores de aerobios
mesófilos están en el límite establecido. Esto, por sí solo, habla de que al someter a los
Resultados y Discusión 74
microorganismos a mayor cantidad de obstáculos, la energía que necesitan para mantener
su homeostasis se incrementa y por esta razón es más difícil su sobrevivencia.
Se produce un incremento de las bacterias productoras de ácido (Fig. 17), que se encuentran
desde el inicio en las 4 variantes, pero su incremento es más marcado en aquellas que sólo
se someten al tratamiento de empaque al vacío. Herrera y col. (1999) informan que la
microbiota presente en los productos cárnicos envasados al vacío es muy variada, está
compuesta por bacterias Gram (+) en su mayoría, pero también pueden encontrarse algunas
bacterias Gram (-). Estos cambios en la microbiota están relacionados con factores
extrínsecos e intrínsecos. La influencia de estos factores conduce a la obtención de un
producto más o menos perecedero y más o menos inocuo. Estos resultados concuerdan con
los obtenidos en este estudio. Como se puede ver en la Fig. 17 la tendencia de los conteos
de las bacterias productoras de ácido durante el almacenamiento es ir en aumento entre los
35 y los 40 días, dato que coincide con la fecha del rechazo de las variantes empacadas al
vacío; los conteos de este grupo microbiano estaban por encima de 4 unidades log. Estos
microorganismos tienen un lento crecimiento, por lo cual son capaces de desarrollarse en
productos envasados al vacío donde otras bacterias de más rápido crecimiento no se
desarrollan debido al ambiente microaerofílico.
Figura. 17 Resultados medios de los conteos de bacterias productoras de ácido durante el estudio de conservación (Log 10 UFC/g)
Resultados y Discusión 75
Al utilizar la medida de control de repasteurización de las variantes, el incremento en el
tiempo de las bacterias productoras de ácido se hace más paulatino y se extiende la
durabilidad de los productos, sin embargo, entre los 125 y 130 días, los recuentos de estos
microorganismos indicadores están por encima de 4 unidades log.
Shumaker y Feirtag, (1997) observaron que el deterioro de los productos empacados al vacío
ocurría por la presencia de bacterias productoras de ácido, que se eliminan durante el
tratamiento térmico que se administra al producto, sin embargo se produce una
recontaminación posterior a la cocción. Estos autores aislaron e identificaron 38 especies de
lactobacilos procedentes del producto crudo, del medio ambiente de la planta y del agua de
enfriamiento de los productos, concluyendo que las principales fuentes de contaminación del
producto son el ambiente del área de envasado y el agua de enfriamiento.
Varios autores señalan que este exudado lechoso se debe al crecimiento de bacterias ácido
lácticas (Andersen, 1990; Carrascosa, y col., 1996; Papadima y Bloukas, 1999). También
explican que altas poblaciones de bacterias acido-lácticas inhiben el crecimiento de bacterias
del deterioro y patógenos, especialmente el Staphylococcus aureus (Andersen, 1989,
Papadima y Bloukas, 1999); otros dicen que el crecimiento de las Gram (-), producen ácidos
orgánicos y varios productos metabólicos antibacterianos (Andersen, 1989; Papadima y
Bloukas, 1999). También se encontró en embutidos escaldados envasados al vacío que el
conteo total de microorganismos aerobios era de 8,05 a 8,69 log. u.f.c./g a los 30 días
(conservados a 2±1 °C), pero el conteo de bacterias ácido lácticas en esas mismas muestras
fue de 6,81 a 7,65 log. u.f.c/g (Carrascosa, y col., 1996).
Con relación al resto de los indicadores microbianos determinados, en el caso de las
levaduras y microorganismos psicrófilos, los conteos durante todo el estudio de durabilidad
se mantuvieron en 1 unidad logarítmica, mientras que no se encontró presencia de
coliformes, coliformes fecales, hongos y Staphylococcus coagulasa positivos, lo que avala la
calidad sanitaria de los productos. Además, en ninguno de los productos se encontró
presencia de Salmonella.
La seguridad y calidad de este producto almacenado en estas condiciones dependerá
fundamentalmente de las características iniciales del producto tales como su composición,
sus propiedades organolépticas y sobre todo la calidad microbiológica de las materias
Resultados y Discusión 76
primas. Éstas están asociadas, además, con las operaciones de envasado, cuyo éxito está
en función de las propiedades del material de envase, la eficiencia en conseguir el vacío
deseado y la integridad del envase así como de las condiciones y del control de la
temperatura de almacenamiento y distribución de los productos y particularmente la higiene
en todas las etapas del proceso productivo.
En las salchichas repasteurizadas y envasadas al vacío con inulina, la vía principal de rechazo
fue por cambios en el sabor. Los jueces referían sabores atípico o débil. En el caso de las
salchichas con quinua se presentó un exudado lechoso y los jueces calificaron el sabor de las
mismas como ácidas.
Los parámetros texturales se muestran en la Tabla 22; el tratamiento de repasterurización dio
lugar a productos más duros, (p>0,05) para ambas formulaciones; esto puede estar dado por el
incremento de la dureza del gel proteico que aumenta a medida que se apliquen tratamientos
térmicos más prolongados. No se apreciaron diferencias significativas en los valores de
elasticidad y cohesividad (p<0,05), estos parámetros no se vieron afectados por el tratamiento
de repasteurización aplicado. En general los parámetros de textura de las salchichas no
variaron en función del tiempo refrigerado (p<0,05), tal como se aprecia en la Tabla 22.
Tabla 22. Resultados de los parámetros del perfil de textura de las variantes seleccionadas refrigeradas y repasteurizadas-refrigeradas al inicio y final del estudio de durabilidad Parámetros Tratamiento Inicio – Inulina Final – Inulina Inicio - Quinua Final –Quinua
Dureza (kg) C/R 5,50a 5,47a 8,09c 7,98c
RP/R 6,23b 6,12b 8,93d 8,89d
Elasticidad (mm) C/R 7,32 7,28 8,53 8,48
RP/R 8,02 8,13 8,98 8,95
Cohesividad C/R 0,23 0,22 0,32 0,33 RP/R 0,25 0,23 0,32 0,31
C/R=Cocinada-refrigerada; RP/R=Repasteurizada-refrigerada
Letras distintas indincan diferencia significativa (p>0,05)
En la Tabla 23 se muestran los resultados de ploteo de riesgo para la determinación de la
durabilidad de las salchichas envasadas al vacío y refrigeradas y las que recibieron después de
envasadas al vacio un tratamiento de repasteurización y posteriormente se refrigeraron. Se
exponen los percentiles del 5 % por ser el riesgo aceptado en el trabajo.
Resultados y Discusión 77
Tabla 23. Durabilidad de las salchichas almacenadas entre 2 y 3 °C
Muestras Tratamiento Valores del percentil 5 %
Valor Límite inferior Límite superior
Con Inulina R 29,77±0,012 26,56±0,007 33,37±0,011
Con harina de quinua R 36,28±0,017 34,81±0,006 37,81±0,017
Con Inulina RP/R 114,37±0,008 112,18±0,009 116,60±0,012
Con harina de quinua RP/R 129,36±0,015 127,70±0,006 131,03±0,002
R=Refrigerada; RP/R=Repasteurizada-refrigerada
La prueba de bondad de ajuste de Kolmorov-Smirnov indicó que en todos los casos la
distribución probabilística de los tiempos de fallos pudo ser descrita por la ley de Weibull
(Cantillo y col., 1994).
Seleccionando de estos valores el límite inferior, para una mayor confianza (Anexo 11, 12, 13 y
14), se puede decir que la durabilidad de las salchichas envasadas al vacío y refrigeradas es de
26 días para la formulación con 6.67% de inulina, 8,73% de grasa y 4% de almidón de papa y
de 34 días para la formulación con 5% de harina de quinua, 8% de grasa y 1% de carragenato.
Para las salchichas envasadas al vacío y repasteurizadas es de 112 días para la formulación
con 6,67% de inulina, 8,73% de grasa y 4% de almidón de papa y de 127 días para la
formulación con 5% de harina de quinua, 8% de grasa y 1% de carragenato (Tabla 23).
Resultados similares fueron reportados por Guerra y col. (2001), los cuales informaron
durabilidades de salchichas envasadas al vacío y refrigeradas de 27 días para las de bajo
contenido de grasa y de 26 días para las de alto contenido de grasa y para las salchichas
envasadas al vacío y repasteurizadas, 129 días para las de bajo contenido de grasa y de 122
días para las de alto contenido de grasa, lo que no se encuentra muy alejado de lo obtenido en
este trabajo.
Sarantopoulus y col. (1990), informaron haber obtenido durabilidades entre 29 y 35 días en
salchichas envasadas al vacío repasteurizadas a 80 °C durante 25 min. y refrigeradas de 3 a
2°C, el tiempo de repasteurización de dicha investigación parece ser excesivo pues en este
trabajo con sólo 10 min. de repasteurización la durabilidad de las salchichas se extendió de 26 a
112 días (6,67 % de inulina y 8,73% de grasa) y de 34 a 127 días (con 5 % harina de quinua y
8% de grasa) (Tabla 23). Otros autores plantean tiempos aún mayores de repasteurización y
durabilidades de 3 a 4 meses (Herrera, 1998), lo que se asemeja a los resultados obtenidos en
Resultados y Discusión 78
el presente trabajo. Es de resaltar que el método de la repasteurización resulta sencillo de
aplicar y efectivo ya que se logra la misma durabilidad que con un proceso de congelación
profunda, que resulta más costoso (Santos y col., 2003).
3.6 Resultados de los Índices del consumo energético. 3.6.1. Cálculo del Calor Específico de la Salchicha.
Los valores promedios de carbohidrato, proteína, grasa, ceniza y humedad para las
salchichas seleccionadas se muestran en la siguiente tabla:
Tabla .24 Propiedades necesarias para realizar el cálculo del Cp de la salchicha
Carbohidrato(%) Proteína(%) Grasa(%) Ceniza(%) Humedad (%) 6,8 10,3 7,8 2,6 65
Con estos valores se calculó el calor específico, obteniéndose: Cp = 3,23 kJ/kgºC 3.6.2. Consumo eléctrico.
3.6.2.1. Consumo eléctrico en el proceso de elaboración de salchicha. El consumo de electricidad de los equipos empleados se muestra en la tabla 25, como se
puede apreciar el consumo eléctrico total es 116,15 kW.h para el proceso de elaboración de
una tonelada de producto.
Tabla. 25 Consumo eléctrico en el proceso de elaboración Equipo Cantidad Potencia
(kW) Tiempo
(h) Consumo
(kW.h) Consumo Total
(kW.h) Motor de Molino 1 17 1 17 17
Motor de Cutter 1 20 2 40 40
Motor de Embutidora 1 5,5 5,55 30,50 30,55
Luminarias 17 0,04 5 0,2 3,4 Selladora 1 0,7 36 25,2 25,2
TOTAL (kW.h): 116,15
Resultados y Discusión 79
3.6.2.2. Consumo eléctrico por refrigeración. Para el cálculo del consumo eléctrico por refrigeración, primero se determinaron las cargas
térmicas dentro de la cámara, los resultados se muestran en la tabla 26. La carga térmica
total es 2,38 kW.
Tabla. 26 Resultado de la carga térmica total Concepto Cantidad (W) Carga por producto 1082,22 Carga por cambios de aire 497 Carga por el techo 99,18 Carga por el piso 107,64 Carga por las paredes 405,9 Carga por entrada y salida del personal 21,61 Carga por luces 6,67 Carga por motores 155,7 CARGA TÉRMICA TOTAL 2375,92 (W) Tomando en cuenta un margen de seguridad del 10% (Dossat, 1985) la carga térmica del
sistema es 2,61 kW, y la capacidad del sistema, tomando en cuenta los períodos de
descarchado, es 3,92 kW.
El refrigerante utilizado en la cámara es amoníaco, y se requiere un flujo másico de 0.0035
kg/s, la eficiencia del compresor es 80% por lo que se requiere un trabajo del mismo de
418,75 kJ/kg. Por tanto se determina que la potencia total del compresor es de 1,47 kW.
En la tabla 27 se muestra el consumo eléctrico total de la cámara de refrigeración
Tabla. 27 Consumo eléctrico por refrigeración Equipo Cantidad Potencia(kW) Tiempo(h) Consumo(kW.h) Consumo Total (kW.h) Luces 2 0,04 2 0,08 0,16 Ventilador 1 0,093 24 2,23 2,23 Compresor 1 1,47 16 23,52 23,52
TOTAL 25,91 (kW.h) Por tanto el consumo eléctrico total para elaborar y conservar una tonelada de producto en
frío, es 142,06 kW.h correspondiente a la sumatoria del consumo eléctrico de los equipos
involucrados en el proceso de elaboración y de la cámara de refrigeración.
Tal como se aprecia en la Fig. 18. El mayor consumo de energía eléctrica se produce en el
cutter pues es el equipo que posee la mayor potencia de los utilizados en el proceso.
Resultados y Discusión 80
Figura. 18 Consumo Eléctrico Total 3.6.3. Consumo energético de el autoclave.
La base de cálculo para el consumo de vapor en el autoclave fue la máxima capacidad de
trabajo del mismo, es decir 500kg pero como el cálculo de todos los otros portadores
energéticos se hicieron en base a una tonelada, se consideró que la cocción total del
producto se realizará en dos tandas, en donde el consumo de vapor en el segundo batch es
un tanto menor pues en la etapa de precalentamiento tanto el equipo como el agua no parten
de la temperatura ambiente lo que repercute en una disminución del consumo de vapor.
Datos necesarios para el cálculo: Peso del autoclave vacío: 1085 kg Peso de la cesta: 100 kg Calor Específico Autoclave y cesta de Acero inoxidable, AISI 304: 0.477kJ/kgºC (Incropera, 1999) Longitud del Autoclave: 0.89m Altura de la tapa y fondo autoclave: 0.21m Radio exterior del autoclave: 0.465m Radio interior del autoclave: 0.45m Densidad del agua a 27ºC: 994.53kg/m3 Temperatura inicial cesta: 27ºC Temperatura inicial del autoclave (primera tanda): 33ºC considerando que en el local donde está ubicado el autoclave le rodean otros equipos que emiten calor.
Resultados y Discusión 81
Temperatura inicial del autoclave (segunda tanda): 45ºC Temperatura inicial del agua (primera tanda): 27ºC Temperatura inicial del agua (segunda tanda): 45ºC Temperatura final del agua: 81ºC Calor específico del agua: 4.18kJ/kgºC (Incropera, 1999) Peso del producto: 500kg Calor específico del producto: 3.23kJ/kg°C Temperatura inicial del producto: 10°C Temperatura final del producto: 72°C Tiempo de calentamiento necesario para alcanzar 72°C en el centro de la salchicha: 26 minutos Longitud de la tubería: 52m Radio externo de la tubería: 0,0215m
En las tablas 28 y 29 se presentan los consumos de vapor durante el proceso de cocción de
una tonelada de salchicha
Tabla. 28 Consumo de calor en el autoclave en la primera tanda
Concepto Cantidad (kJ) Consumo energético para el precalentamiento del equipo 37402,98 Consumo energético para el precalentamiento de la cesta 2575,8 Consumo energético para precalentar el agua 55502,3 Consumo energético para calentar el producto 100130 Consumo energético por pérdidas al medio ambiente en el equipo (etapa de precalentamiento y cocción)
12254,4
Consumo energético por pérdidas al medio ambiente en las tuberías (etapa de precalentamiento y cocción)
5575,2
CALOR TOTAL CONSUMIDO 213440,68 (kJ)
Tabla. 29 Consumo de calor en el autoclave en la segunda tanda
Concepto Cantidad (kJ) Consumo energético para el precalentamiento del equipo 31192,44 Consumo energético para el precalentamiento de la cesta 2575,8 Consumo energético para precalentar el agua 37001,53 Consumo energético para calentar el producto 100130 Consumo energético por pérdidas al medio ambiente en el equipo (etapa de precalentamiento y cocción) 10922,4
Consumo energético por pérdidas al medio ambiente en las tuberías (etapa de precalentamiento y cocción)
4969,2
CALOR TOTAL CONSUMIDO 186791,37(kJ)
Resultados y Discusión 82
La cantidad de calor requerida total es 400232,05 kJ, por lo que la masa de vapor a consumir
es 149,13kg. Con esta masa de vapor se calculó la cantidad de combustible requerida para
este proceso, tomando en cuenta que la eficiencia del generador de vapor es del 73% y
como combustible se emplea fuel oil el cual tiene un VCI de 40600kJ/kg (datos reportados
por la caldera central del IIIA) como resultado se obtiene que para la cocción de una tonelada
de producto se necesitan 13.5 kg de fuel oil.
Como se puede apreciar en la Fig. 19 el mayor consumo de vapor corresponde a la cocción
del producto como era de esperarse.
Figura. 19 Consumo de vapor en el autoclave
Después de conocer los consumos de vapor, combustible y electricidad para el proceso de
elaboración de salchicha, se puede determinar los índices de consumo energético por
kilogramo de producto. En la tabla 30 se presentan dichos valores.
Tabla. 30 Índices de consumo energético
Índices de Consumo Vapor Combustible Electricidad 0,149
kg vapor/kg de producto 0,0135
kg combustible/ kg de producto 0,142
kW.h/kg de producto
Resultados y Discusión 83
3.7. Resultados de los análisis económicos de los productos. En los Anexos 15, 16 y 17 se muestran las fichas de costo correspondientes a la variante
seleccionada con inulina, harina de quinua y salchicha control. Los costos están detallados
en CUP y CUC.
En la Fig. 20 se aprecia la diferencia de costos de las materias primas en CUP de las
variantes seleccionadas del experimento 1 y 2 así como la diferencia con respecto al control.
Como se puede observar los costos entre las variantes no tienen una diferencia significativa,
sin embargo la salchicha control tiene un precio ligeramente más elevado, pues contiene un
mayor porcentaje de grasa lo que encarece un tanto al producto en esta moneda.
8900
9000
9100
9200
9300
9400
9500
9600
9700
CONTROL QUINUA INULINA
COSTO POR TONELADA DE PRODUCTO CUP
Figura 20. Costos en CUP
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
CONTROL QUINUA INULINA
COSTO POR TONELADA DE PRODCUTO CUC
Figura 21. Costos en CUC
Resultados y Discusión 84
Tal como muestra la Fig. 21, existe un incremento en el precio de las salchichas con inulina y
harina de quinua con respecto al control, siendo mayor la diferencia en el costo de la
salchicha con inulina. Este incremento era de esperarse pues los alimentos funcionales por lo
general tienen una tendencia a tener un costo más elevado por los beneficios que aportan a
la salud del consumidor. Es importante recalcar que con el consumo de alimentos
funcionales se espera una disminución en los costos de atención médica pues el ingerir este
tipo de alimentos disminuye el riesgo de contraer enfermedades y se logra mejorar la calidad
de vida de sus consumidores lo que recompensa el incremento del costo en este tipo de
productos.
El efecto de incremento del precio, al incluir inulina en productos cárnicos coincide con lo
reportado por Hadorn y col. (2008) quien al adicionar inulina en salchichas tipo lyoner,
aumentaron los costos de producción.
Cabe señalar que las materias primas utilizadas como sustitutos de grasa fueron traídas del
Ecuador por lo que en la ficha de costos correspondiente se carga su costo completo en
CUC, lo cual repercute en el incremento del precio por el manejo de costos que se lleva a
nivel estatal en Cuba.
Conclusiones 85
Conclusiones � La inulina produce un aumento significativo de la dureza de los productos cárnicos
embutidos tipo salchicha, independientemente del porcentaje utilizado, sin embargo no
afecta ninguna de las características sensoriales.
� Se pueden obtener productos cárnicos embutidos tipo salchichas de bajo contenido de
grasa con buena calidad sensorial y textural, empleando inulina de 6 a 12%, de 8 a 12
% de grasa y 4% de almidón de papa.
� La harina de quinua a los niveles de 10 % produce un aumento significativo de la
dureza y afecta sensiblemente la jugosidad de las salchichas, el resto de los atributos
sensoriales; sabor, color y aspecto no se ven afectados a estas concentraciones.
� Se pueden obtener productos embutidos tipo salchicha de bajo contenido de grasa de
merma cero y buena calidad, empleando concentraciones de harina de quinua entre
5% y 10%, de grasa entre 8% y 12% y 1% de carragenato.
� La vida de anaquel de los embutidos tipo salchicha con 6,67% de inulina y 8,73% de
grasa y 5% de harina de quinua y 8% de grasa, empacados en bolsas al vacío
almacenadas en refrigeración, utilizando como criterio de rechazo la evaluación
sensorial se prolongó hasta 26 y 34 días respectivamente.
� El tratamiento repasteurización-refrigeración extendió la durabilidad hasta 112 de los
embutidos tipo salchicha con 6,67% de inulina y 8,73% de grasa y 127 días para los
embutidos tipo salchicha con 5% de harina de quinua y 8% de grasa, lo cual da la
posibilidad de tener esta opción para uso industrial, de acuerdo a la durabilidad que se
desee en el producto.
� Los índices de consumo energético para el proceso de elaboración de salchicha son:
vapor: 0,149 kg vapor/kg de producto, fuel oil: 0,135 kg combustible/ kg de producto y
electricidad: 0,142 kW.h/kg de producto
� La salchicha con inulina tiene un costo de 937,22 CUC/ton de producto, por encima de
las elaboradas con harina de quinua y control: 875,01 y 604,12 CUC/ ton de producto
respectivamente. En CUP los costos por tonelada son 9194,8 para la variante con
inulina, 9274,79 en la salchicha con harina de quinua y 9611,47 para la salchicha
control.
Recomendaciones 86
Recomendaciones
� Estudiar el efecto de la inulina y harina de quinua en productos cárnicos emulsificados
en tripa de colágeno.
� Los beneficios que aportan los alimentos funcionales deben ser apropiadamente
comunicados a los consumidores en una manera adecuada que facilite su
comprensión, esto permitirá que el aumento de los costos de las salchichas
funcionales con relación a las comerciales sean pagadas por la mayor parte de la
población y se tome conciencia de la importancia de consumir este tipo de alimentos.
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Anexos 102
Anexos ANEXO 1. Tabla de criterio rechazo (Cantillo y col., 1994)
Número de Jueces Número mínimo significativo 5% 1% 0,1%
7 2 3 4 8 2 3 4 9 3 3 4
10 3 3 4 11 3 4 5 12 3 4 5 13 3 4 5 14 3 4 5 15 4 5 6 16 4 5 6 17 4 5 6 18 4 5 6 19 4 5 7 20 4 6 7
Anexos 103
ANEXO 2. Diseño del experimento para el estudio del efecto de inulina/almidón de papa con diferentes contenidos de grasa sobre las características de los embutidos tipo salchicha.
Carne
Refrigeración (2 a 4°C, 24 horas)
Homogeneización y picado
Inulina Almidón de papa
Embutido (tripa impermeable)
Cocción con agua (80 °C)
Tocino de lomo
Atemperado
Refrigeración (2 a 4 °C hasta sus análisis)
Sal común Sal de cura Ascorbato Tripolifosfato de sodio Condimentos Humo líquido Colorante Agua/hielo
Anexos 104
ANEXO 3. Diseño del experimento para el estudio del efecto de harina de quinua/carragenato con diferentes contenidos de grasa sobre las características de los embutidos tipo salchicha.
Carne
Refrigeración (2 a 4°C, 24 horas)
Homogeneización y picado
Harina de Quinua Carragenato
Embutido (tripa impermeable)
Cocción con agua (80 °C)
Tocino de lomo
Atemperado
Refrigeración (2 a 4 °C hasta sus análisis)
Sal común Sal de cura Ascorbato Tripolifosfato de sodio Condimentos Humo líquido Colorante Agua/hielo
Anexos 105
ANEXO 4. Equipos para determinar el peso base
ANEXO 5. Equipo para medir el espesor
Anexos 106
ANEXO 6. Equipo Universal de tracción, elongación y resistencia al sellado térmico.
ANEXO 7. Equipo para determinar la permeabilidad al vapor de agua mediante método gravimétrico.
Anexos 107
ANEXO 8. Modelo empleado de reporte para la evaluación de los atributos sensoriales
Escala de los atributos a evaluar
Aspecto, Textura, Sabor y Color Jugosidad 7 Excelente 1 Extremadamente seco 6 Muy Bueno 2 Seco 5 Bueno 3 Ligeramente Seco 4 Regular 4 Óptimo 3 Malo 5 Ligeramente jugoso 2 Muy Malo 6 Jugoso 1 Pésimo 7 Extremadamente jugoso
Nombre: Fecha: Evalúe las muestras según la escala de puntuación de atributos:
Muestra Aspecto Textura Sabor Color Jugosidad
Anexos 108
ANEXO 9.
Modelo de reporte empleado en el Estudio de Conservación para la Evaluación
Sensorial de las variantes
Nombre: Fecha: Marque con una X, si la muestra es aceptable o rechazable de acuerdo al grado de deterioro por almacenamiento que aprecie en cada una de ellas.
Muestra Olor Sabor Aceptable Rechazable Aceptable Rechazable
Anexos 109
ANEXO 10. Formulación de la salchicha control (IIIA)
Ingredientes %
Carne de cerdo (con 16 % de grasa) 65,00
Tocino de lomo 14,00
Sal común, sal de cura, tripolifosfato de sodio y ascorbato de sodio 2,12
Proteína asilada de soya 2,00
Hielo 15,96
Pimienta blanca, pimentón dulce y ajo deshidratado, humo líquido y
colorante Rojo Ponceau 4R
0,916
Anexos 110
ANEXO 11. Resultado del Ploteo de Riesgos de la salchicha con inulina y almidón de papa, refrigeración.
Anexos 111
ANEXO 12. Resultado del Ploteo de Riesgos de la salchicha con inulina y almidón de papa, refrigeración-repasteurización.
Anexos 112
ANEXO 13. Resultado del Ploteo de Riesgos de la salchicha con harina de quinua y carragenato, refrigeración.
Anexos 113
ANEXO 14. Resultado del Ploteo de Riesgos de la salchicha con harina de quinua y carragenato, refrigeración-repasteurización.
A
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