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Facultad de Ciencia y Tecnología
Ingeniería en Alimentos
“Contribución de una masa madre Tipo III elaborada con exudados
de fermentados de cacao en las características fisicoquímicas y
sensoriales de un pan blanco”.
Trabajo de graduación previo a la obtención del título de:
INGENIERA EN ALIMENTOS
Autora:
MARÍA CIRILA CORTÉZ GUERRERO
Director:
MARCO ANTONIO LAZO VÉLEZ
CUENCA – ECUADOR
2019
Cortéz Guerrero ii
DEDICATORIA
Dedico la presente tesis a Dios, por ser el que me dio la fuerza
para continuar y cumplir con uno de mis anhelos más deseados.
A mis hermanos, por estar siempre presentes, acompañarme y
brindarme el apoyo moral.
A mis padres, que, desde el cielo, me guían con amor para seguir
adelante.
A mi director y a todas las personas que me apoyaron para que mi
trabajo finalice con éxito.
Cortéz Guerrero iii
AGRADECIMIENTOS
Quiero agradecer a Dios, quien fue la más grande bendición que llenó siempre mi vida para seguir
adelante y mantenerme siempre optimista.
Además, agradezco a mi familia y mejores amigos, ya que ellos fueron mi ánimo para que día a
día, pueda cumplir con cada etapa.
Del mismo modo, me siento profundamente agradecida con todos los laboratoristas y personal
administrativo que conforma la Facultad de Ciencia y Tecnología, ya que confiaron en mí, y me
abrieron las puertas para realizar el proceso investigativo con éxito.
Finalmente, quiero expresar mi más grande y sincero agradecimiento al Ing. Marco Lazo, Ing. Ma.
Fernanda Rosales e Ing. Rodrigo Caroca, quienes fueron los principales colaboradores que me
impartieron el conocimiento, enseñanza y apoyo para desarrollar de la mejor manera mi tesis.
Cortéz Guerrero iv
CONTRIBUCIÓN DE UNA MASA MADRE TIPO III ELABORADA CON EXUDADOS DE
FERMENTADOS DE CACAO EN LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS Y
SENSORIALES DE UN PAN BLANCO
RESUMEN
Los exudados recolectados hasta el quinto día de fermentación del grano de cacao (CCN-51) no
son totalmente aprovechados por la industria chocolatera. En este estudio, se fabricó un pan con
20% de masa madre tipo III elaborada con estos exudados. La adición provocó cambios en las
propiedades físico-químicas de la masa y organolépticas del pan (p<0,05). Aunque un menor
volumen y una menor aceptabilidad para el color de la corteza y la miga fueron observados en
comparación con los controles. La aceptabilidad general fue alta. Así, el exudado puede ser
empleado en la obtención de panes funcionales.
Palabras claves: CCN-51; ácidos orgánicos; azúcares; microorganismos; fermentación.
Cortéz Guerrero v
CONTRIBUTION OF TYPE III SOURDOUGH PREPARED WITH EXUDATES OF COCOA
FERMENTS IN THE PHYSICOCHEMICAL AND SENSORY CHARACTERISTICS OF A WHITE
BREAD.
ABSTRACT
Exudates collected until the fifth day of cocoa bean fermentation (CCN-51) are not totally utilized
by the chocolate industry. In this study, bread was made with 20% type III sourdough prepared
with these exudates. This addition changed the physical-chemical properties of the dough and the
organoleptic characteristics of bread (p<0.05). Although bread volume and color acceptability
(crust and crumb) were lower when compared to controls, the overall acceptability was high. Thus,
exudate can be used to obtain functional breads.
Keywords: CCN-51; organic acids; sugars; microorganisms; fermentation.
Cortéz Guerrero vi
ÍNDICE DE CONTENIDOS
DEDICATORIA ............................................................................................................................. ii
AGRADECIMIENTOS .................................................................................................................. iii
RESUMEN ................................................................................................................................... iv
ABSTRACT .................................................................................................................................. v
ÍNDICE DE CONTENIDOS .......................................................................................................... vi
ÍNDICE DE TABLAS.................................................................................................................. viii
ÍNDICE DE FIGURAS .................................................................................................................. ix
ÍNDICE DE ANEXOS .................................................................................................................... x
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 1
CAPÍTULO I .................................................................................................................................. 3
1. MATERIALES Y MÉTODOS................................................................................................. 3
1.1 Obtención del exudado de cacao de la variedad CCN-51 ............................................. 3
1.3 Efecto de la adición de exudados en masas madres .................................................... 3
1.3.1 Determinación de parámetros físico-químicos y microbiológicos de las masas
madres tipo III ........................................................................................................................... 4
1.4 Efecto de la adición de masa madres tipo III en pan ..................................................... 6
1.4.1 Elaboración del pan ................................................................................................... 6
1.4.2 Colorimetría de la corteza y la miga del pan.............................................................. 6
1.4.3 Análisis sensorial ....................................................................................................... 7
1.5 Análisis estadístico ........................................................................................................ 7
CAPITULO II ................................................................................................................................. 8
2. RESULTADOS ...................................................................................................................... 8
2.1 Composición y características físico químicas del exudado liofilizado del grano de
cacao fermentado...................................................................................................................... 8
2.2 Efecto de la adición de exudados en masa madres tipo III ........................................... 9
2.2.1 Análisis físico-químicos ............................................................................................. 9
2.2.2 Análisis microbiológicos .......................................................................................... 10
2.3 Efecto de la adición de masa madres tipo III en pan ................................................... 11
Cortéz Guerrero vii
2.3.1 Efecto de la adición de masa madre tipo III en la masa y panes elaborados con el
método de micropanificación de masa directa ........................................................................ 11
2.3.2 Efecto de la adición de masa madre tipo III en el color de la miga y corteza de
panes elaborados con el método de micropanificación de masa directa ................................ 12
2.3.3 Efecto de la adición de masa madre tipo III en las características sensoriales de
panes elaborados con el método de micropanificación de masa directa ................................ 12
CAPITULO III .............................................................................................................................. 14
3. DISCUSIÓN ........................................................................................................................ 14
3.1 Composición y características físico químicas del exudado ........................................ 14
3.2 Efecto de la adición de exudados en masas madres .................................................. 15
3.3 Efecto de la adición de masa madres tipo III en pan ................................................... 16
CONCLUSIÓN ............................................................................................................................ 17
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................... 18
ANEXO ....................................................................................................................................... 21
Cortéz Guerrero viii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Composición proximal y características del exudado liofilizado. ..................................... 8
Tabla 2. pH y acidez total titulable de las masas madres tipo III. ................................................. 9
Tabla 3. Contenido microbiológico de masas madres tipo III (Log UFC/g). ................................ 10
Tabla 4. Efecto de las harinas enriquecidas en las muestras PMC y PMX en las propiedades
reológicas y colorimétricas en panes elaborados con masa directa. .......................................... 11
Cortéz Guerrero ix
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Proceso empleado para la elaboración de masa madre tipo III. ................................... 5
Figura 2. Características del exudado liofilizado .......................................................................... 9
Figura 3. Color de la corteza y miga del pan control (PCT), pan con MC (PCM) y pan con MX
(PMX), respectivamente. ............................................................................................................. 12
Figura 4. Parámetros organolépticos y de aceptabilidad en panes preparados con el método de
micropanificación de masa directa (PCT, PMC y PMX). ............................................................. 13
Cortéz Guerrero x
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1. Ficha de cata para el análisis sensorial del pan. ........................................................ 21
Anexo 2. Efecto de la adición de exudado (MX), eritromicina (ME), natamicina (MN), masa
madre comercial (MC), control (MB) y ácido acético (MA) en masas madres............................. 22
Cortéz Guerrero 1
María Cirila Cortéz Guerrero
Trabajo de Graduación
Ing. Marco Lazo Vélez, PhD.
Noviembre, 2019
INTRODUCCIÓN
En Ecuador, los residuos orgánicos generados durante la elaboración de alimentos superan los
4.06 millones de toneladas métricas de desechos cada año a escala nacional; de este total, al
menos el 60%, corresponde a desechos orgánicos (residuos de alimentos). Los residuos
generados durante el procesamiento de frutas, vegetales y semillas pueden devenir en efectos
adversos en el medio ambiente, la salud humana, la elevación de costos de fabricación y una
pérdida valiosa de biomasa y nutrientes (Khedkar & Singh, 2016). Los residuos agroindustriales
tienen el potencial de ser utilizados en la alimentación animal y humana. Sin embargo, por falta
de conocimiento y desinterés en la innovación, no se ha dado un aprovechamiento de éstos para
el desarrollo económico de las actividades productivas (Arteaga, 2013; Fernández, 2014).
Los residuos orgánicos con altos contenidos de fitoquímicos o nutrientes, una vez estandarizados,
juegan un papel fundamental en la elaboración de productos con valor agregado o alimentos
funcionales para la industria de alimentos. Los alimentos funcionales, que a su vez son un
segmento de muy alto crecimiento, representan el 5% del mercado global y retienen el mayor
impacto de inversión de esta industria en su conjunto (Fuentes-Berrio & Acevedo-Correa, 2015).
En la producción de cacao fino y sus derivados, una de las mayores industrias en el Ecuador, se
generan elevadas cantidades de residuos orgánicos, especialmente durante la fermentación y
tostado de los granos de cacao (Teneda, 2016). Durante la fermentación del grano de cacao, la
pulpa mucilaginosa que rodea al grano es eliminada por una serie de procesos bioquímicos en
los que están involucrados microorganismos propios del medio. Los exudados recolectados al
finalizar la fermentación son, en su mayoría, desechados. Sin embargo, estos están formados
por células esponjosas parenquimatosas, que contienen azúcares (10-13%), pentosas (2-3%),
ácido cítrico (1-2%), y sales (8-10%). Dichos exudados tienen un sabor agradable y aroma frutal,
poseen un alto contenido nutricional y microorganismos de gran importancia como levaduras,
bacterias ácido lácticas y ácido acéticas, percusores de sabor y aroma del cacao (Vallejo, Díaz,
Morales, Soria, & Vera, 2016; Arteaga, 2013).
Cortéz Guerrero 2
Los exudados del proceso de fermentación del cacao son usados para la elaboración de jalea,
alcohol, vinagre, nata y pulpa concentrada. Aproximadamente 40 litros de pulpa se pueden
obtener de 800 kilos de semillas frescas (Vallejo et al., 2016). No obstante, el exudado de la
variedad CCN-51 por el desconocimiento de sus cualidades, no es ampliamente utilizado
(Garzaro, Kalvatchev, & Guerra Cedezo, 1998).
Por otro lado, el pan es el producto resultante de la cocción de una masa obtenida por la mezcla
de harina de trigo, sal comestible, agua potable y fermentada por microorganismos propios de la
fermentación panaria, como Saccharomyces cerevisiae. El pan encabeza la lista de los alimentos
básicos que más se consumen en el Ecuador (INEC, 2012). Es considerado un buen vehículo
para la fortificación de nutrientes y fitoquímicos (Lazo-Vélez, et al., 2015).
En la actualidad, la industria panadera se centra en la aplicación de tecnologías que conllevan a
mejorar las características organolépticas, calidad y vida útil del pan. Debido a eso, se busca
regresar a la elaboración tradicional y uso de masas madres (Sesama, 2017). La masa madre es
un producto intermediario entre la preparación del pan y la masa; contiene agua, harina y
microorganismos metabólicamente activos tales como bacterias ácido lácticas (BAL) y levaduras.
Durante la fermentación de la masa, los microorganismos, mejoran las características
organolépticas y propiedades del pan, incluyendo su vida útil, valor nutricional y beneficio a la
salud (Behera & Ray, 2015).
De acuerdo con la tecnología aplicada, las masas madres se dividen en tres tipos: tipo I (masa
madre que se reinicia utilizando una parte de la fermentación anterior), tipo II (generalmente se
utiliza como suplementos de masas agrias en preparaciones semifluidas) y tipo III (preparaciones
secas). A diferencia de las masas madres tipo I, las masas tipo II y III requieren de la adición de
la levadura panaria (S. cervisiae) como agente de fermentación (Behera & Ray, 2015).
Estudios han demostrado que el exudado del grano de cacao es un medio rico para el crecimiento
de los microrganismos, en donde se encuentran importantes bacterias ácido lácticas y levaduras
(Quimbita, Rodriguez, & Vera, 2013). Dada la presencia de estos microorganismos, el exudado
podría ser aprovechado en la elaboración de una masa madre para la fabricación del pan. En
vista de estos antecedentes, el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto en las
características físico-químicas y sensoriales de un pan, a partir de una masa madre elaborada
con el exudado recolectado hasta el quinto día de fermentación del cacao de la variedad CCN-
51.
Cortéz Guerrero 3
CAPÍTULO I
1. MATERIALES Y MÉTODOS
1.1 Obtención del exudado de cacao de la variedad CCN-51
El cacao de la variedad CCN-51 se cosechó en la finca cacaotera ubicada en el Sector de
Putucay, Cantón Cuenca; el cual provee mazorcas en estado de madurez y libres de
enfermedades. El exudado recolectado hasta el quinto día de la fermentación, se caracterizó por
un aroma frutal, color beige oscuro y textura viscosa. El exudado, se colocó en balones de 500cc
y se liofilizó (KD-10N Series Freeze Dryer, ZZKD, China) por 48h a -80°C y < 100Pa. El liofilizado
se dividió en tubos de 50ml y almacenó a -20°C hasta su uso.
1.2 Composición y características físico químicas del exudado
Para el exudado de cacao ya liofilizado, se determinó los siguientes parámetros: a) propiedades
físico-químicas: °Brix (con el método NTE INEN 0273:2012), humedad (por secado en estufa con
el método NTE INEN 1632:2012), cenizas (con el método NTE INEN 533 1980-12), pH (con la
norma técnica NTE INEN 0389), acidez (con el método NTE INEN 1091:2013), proteína total
(mediante destilación con el método NTE INEN- ISO 8968-1/IDF 20-1), grasa o extracto etéreo
(con el método NTE INEN 523 1980-12), fibra cruda (con el método NTE INEN 534 1980-12),
ácido cítrico (con el kit de ensayos Megazyme K-CITR 06/18), ácido acético (con el kit de ensayos
Megazyme K-ACETRM 06/18), ácido láctico (con el kit de ensayos Megazyme K-DLATE 08/18)
y sacarosa, fructosa y glucosa (con el kit de ensayos Megazyme K-SUFRG 04/18). Estos últimos
kits de Megazyme se basan en la norma ISO 9001:2015); b) propiedades microbiológicas
(coliformes, bacterias ácido lácticas, aerobios mesófilos, hongos y levaduras) se aplicaron los
métodos establecidos en NTE INEN 1529-8:2013, NTE INEN 1529-7:2013, NTE INEN 1529-
5:2012 y NTE INEN 1093:2013, respectivamente. Todos los ensayos se realizaron por duplicado.
1.3 Efecto de la adición de exudados en masas madres
Se realizaron 6 masas madres: a) madres tipo III con exudado (MX), b) masa madres tipo III con
exudado más antibiótico eritromicina (0,4mg/50g de masa) (ME), c) masa madres tipo III con
exudado más antifúngico natamicina (3,5mg/50g de masa) (MN), d) masa madres tipo III con
masa madre comercial (Panadería Tosta Gastropub, Ecuador), el cual presentó una carga
microbiana de BAL 5,58 log UFC/g y hongos y levaduras de 3,15 log UFC/g (MC), e) masa madres
tipo III ajustado el pH a 4,2 (pH del MX) con ácido acético al 5% (MA) y f) masa madres tipo III
blanco (MB).
Cortéz Guerrero 4
La preparación de las masas madres fue a razón de 1.5:1 p/p agua/harina. Para la MX y MC se
usó 20g de exudado y 42,5 g de masa comercial conteniendo 5,07 log UFC/g y 4,75 log UFC/g,
respectivamente, esto según Katina, Heinio, Autio, & Poutanen (2006). La harina de trigo
comercial para panificación (Cordillera Harina de trigo Fortificada, Ecuador), contiene una carga
microbiana de 1,30 log UFC/g de BAL, 1,30 log UFC/g de hongos y levaduras, y 4,85 log UFC/g
de aerobios mesófilos. No se presentaron coliformes (<10 log UFC/g). Estos valores están dentro
del rango permitido por NTE INEN 616 para harina de trigo (2006). Adicionalmente para la
preparación de la masa a la harina se le adicionó agua destilada y esterilizada, sal de mesa
yodada (Cris-sal, ECUASAL, Ecuador) y exudado liofilizado resuspendido en suero fisiológico
(Fisiol UB, Laboratorio Farmacéutico Lamosan Cía. Ltda., Ecuador). Las etapas del proceso
empleadas en la elaboración de la masa madre se describen en la Figura 1. La fermentación se
realizó en una cámara climática (Orbital Shaker-Incubator, Biosan, Letonia) durante 24 horas a
una temperatura de 30°C. La preparación para cada masa se realizó por duplicado. Las masas
obtenidas se liofilizaron a -80°C y <100Pa durante 24 horas. Finalmente, las masas fueron
almacenadas en fundas de aluminio con cierre hermético a -20°C.
1.3.1 Determinación de parámetros físico-químicos y microbiológicos de las
masas madres tipo III
Para las masas madres tipo III, se determinaron los parámetros: a) físico-químicos: pH (con norma
técnica NTE INEN 0389) y acidez (con el método NTE INEN 1091:2013) y b) microbiológicos
(bacterias ácido láctica, hongos y levaduras y aerobios mesófilos) aplicando los métodos
establecidos por NTE INEN 1529-7:2013, NTE INEN 1529-5:2012 y NTE INEN 1093:2013,
respectivamente. Todos los ensayos se realizaron por duplicado.
Cortéz Guerrero 5
Figura 1. Proceso empleado para la elaboración de masa madre tipo III.
Cortéz Guerrero 6
1.4 Efecto de la adición de masa madres tipo III en pan
1.4.1 Elaboración del pan
Los panes se realizaron de acuerdo a Lazo-Vélez, et al. (2015) y Aplevicz, et al. (2013). Esto
consiste en la elaboración de panes de masa directa, basada en el método de micropanificación
norma AACC 10-11 0-10.03 (AACC Internacional, 2000). Para la elaboración de los panes se
mezcló 20 gramos de masas liofilizadas (MX y MC) y 80 gramos de harina comercial. Además,
se agregó 5% de azúcar blanca de caña (Azúcar La Troncal, La Troncal S.A., Ecuador), 4% de
manteca vegetal (Mante Plus, La Fabril S.A., Ecuador) 2% de sal de mesa yodada (Cris-sal,
ECUASAL, Ecuador), 2% de levadura seca (Saccharomyces cereviceae) (La Repostería,
Levapan del Ecuador, Ecuador). Todos los ingredientes fueron incorporados en la primera etapa
del amasado y se mezclaron con una cantidad determinada de agua destilada en un micro mixer
(National Manufacturing Co., Nebraska).
La cantidad de agua y el tiempo óptimo de amasado fueron determinados mientras se observaban
las cualidades de la masa (formación del gluten, brillo, adherencia y elasticidad de la masa). Se
midieron el pH inicial y final de la masa con un potenciómetro para masas semisólidas (pH-meter
HI99161, HANNA instruments, Ecuador) previos a ser colocadas en la cámara de fermentación
(XL415, UNOX S.p.A., Italia) a 28°C y 85% de humedad y horneadas (XEBC-06EU-E1R, UNOX
S.p.A., Italia) a 210°C por 20 minutos, en ese orden.
Finalmente, se determinó la absorción de agua, tiempo de mezcla, altura de la masa, resorteo de
horneado, altura, volumen y densidad aparente del pan de acuerdo a la norma AACC 10-05.01
(Lazo-Vélez et al., 2015). La altura de la hogaza y del pan se midieron con un medidor de altura
y la diferencia de estos se tomó como el resorteo de horneado. El volumen se determinó por el
método de desplazamiento de colza (AACC 10-05.01) . Después de enfriar 2 horas, se procedió
a cortar en una cortadora (G. Paniz FP14, Inmeza, México) en rodajas de 1,5 cm de grosor. Se
almacenó en fundas plásticas con cierre hermético a temperatura ambiente para su próximo
análisis.
1.4.2 Colorimetría de la corteza y la miga del pan
La prueba de color se realizó con un colorímetro (Precise Colorimeter CS-210, CHN Spec, China).
Se midió los parámetros “L” y “a” y “b” para la corteza y la miga de las muestras de pan, según el
procedimiento 14-22 de AACC (2000). El ensayo se realizó en la corteza y en rodajas de 1,5 cm
de grosor, en la parte central de la rebanada del día 0.
Cortéz Guerrero 7
1.4.3 Análisis sensorial
Este análisis se realizó de acuerdo con Lazo-Vélez et al. (2015). Brevemente, un panel de
consumidores in-house constituido por un mínimo de cuarenta panelistas no entrenados y
seleccionados al azar, evaluaron las características sensoriales y aceptabilidad general de los
panes. Para la obtención de una evaluación global, se le entregó a cada panelista las muestras
codificadas y una ficha en la que calificaron aspectos como: color, sabor, olor, textura y valoración
total en una escala hedónica de 9 puntos. La ficha se presenta en la parte de Anexo (Anexo 1).
1.5 Análisis estadístico
Los resultados se expresaron como medias ± error estándar de dos replicas. Se realizó un análisis
de medias (ANOVA) y la comparación de medias se realizó por el método de Tukey HD, con un
nivel de significancia de p < 0,05. Los datos fueron analizados usando el software Minitab, LLC
(State Collage, Pennsylvania, EE.UU.).
Cortéz Guerrero 8
CAPITULO II
2. RESULTADOS
2.1 Composición y características físico químicas del exudado liofilizado del grano de
cacao fermentado
Los valores de la composición proximal del exudado liofilizado del grano de cacao CCN-51 y la
textura del mismo se pueden observar en la Tabla 1. De un total de 3,3 litros de exudado
recolectado, se obtuvo 179g de muestra liofilizada (54,24 g por cada L); el producto liofilizado
presentó una coloración beige y aroma frutal (Figura 2).
Tabla 1. Composición proximal y características del exudado liofilizado1.
Composición Proximal Unidades Resultados
Grasa % 0
Proteína % 1,6 ± 0,56
Fibra % 0,2 ± 0,0
Cenizas % 3,4 ± 0,07
Humedad BS % 7,5± 1,33
pH 4,2 ± 0,10
Acidez Total Titulable % 3,5 ± 0,15
Brix ° 16,2 ± 0,35
Ácidos orgánicos
Ácido cítrico % 1,33 ± 0,0
Ácido láctico % 1,00 ± 0,0
Ácido acético % 1,02 ± 0,0
Azúcares
Sacarosa g/L 4,7 ± 0,0
Fructosa g/L 4,5± 0,0
Glucosa g/L 5,9 ± 0,0
Composición Microbiológica
BAL Log UFC/g 5,1 ± 0,03
Levaduras Log UFC/g 2,4 ± 0,02
Aerobios Mesófilos Log UFC/g 7,3 ± 0,10
Coliformes Log UFC/g 0 1Los datos son media ± desviación estándar de dos réplicas de base seca.
Cortéz Guerrero 9
Figura 2. Características del exudado liofilizado
2.2 Efecto de la adición de exudados en masa madres tipo III
La masa madre elaborada con el exudado (MX), presentó un olor ácido y frutal y color café claro.
No presentó un crecimiento relativamente significativo, al igual que en ME y MN. En cambio, la
MC y MB crecieron un 50%, tenían un olor a trigo y color blanco. Finalmente, en MA al ajustarse
el pH inicial de la MX, no hubo ningún crecimiento ni cambios en sus características (Anexo 2).
2.2.1 Análisis físico-químicos
Para cada masa madre tipo III se midió el pH y la acidez total titulable al inicio y pasadas las 24h
de fermentación. En todas las masas, pasadas las 24h, el pH disminuyó y el ATT aumentó (Tabla
2). La MC presentó significativamente el pH final más bajo, sin embargo, en la diferencia del pH
como era de esperar, la MA presentó un mayor cambio debido a la acidificación inducida con
ácido acético. La ATT final de la MX, ME, MN y MC presentaron un incremento significativo (< p
0,05) comparadas con MA y MB. Sin embargo, el mayor delta de incremento fue para MC.
Tabla 2. pH y acidez total titulable de las masas madres tipo III1.
Muestras2 pH inicial pH final ΔpH ATT3 inicial (%) ATT final (%) ΔATT (%)
MX 4,22±0,02ᶜ 4,15±0,0ᶜ -0,06±0,02ᵃ 1,73±0,05ᵃ 1,98±0,06ᵃ 0,25±0,11ᵈ
ME 4,23±0,02ᶜ 4,16±0,01ᶜ -0,07±0,02ᵃ 1,73±0,05ᵃ 2,02±0,0ᵃ 0,3±0,05ᶜᵈ
MN 4,23±0,02ᶜ 4,14±0,01ᶜ -0,09±0,02ᵃ 1,74±0,04ᵃ 2,11±0,04ᵃ 0,37±0,0ᵇᶜᵈ
MA 5,82±0,02ᵃ 4,23±0,01ᵇ -1,60±0,02ᶜ 0,45±0,04ᵇ 1,00±0,07ᵇ 0,55±0,03ᵇ
MB 5,82±0,02ᵃ 4,98±0,01ᵃ -0,85±0,02ᵇ 0,32±0,04ᵇ 0,84±0,06ᵇ 0,52±0,02ᵇᶜ
MC 4,48±0,02ᵇ 3,77±0,01ᵈ -0,72±0,02ᵇ 0,39±0,05ᵇ 2,02±0,12ᵃ 1,63±0,07ᵃ
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1Los datos son media ± desviación estándar de dos réplicas expresadas en % de base seca. Los
valores con la misma letra dentro de las columnas no son significativamente diferentes a p < 0,05.
2MX: masa madres tipo III con exudado, ME: masa madres tipo III con exudado y antibiótico
(eritromicina), MN: masa madres tipo III con exudado y antifúngico (natamicina), MA: masa
madres tipo III acidificada con ácido acético al 5% hasta un pH 4,2, MB: masa madre tipo III blanco
y MC: masa madres tipo III con masa madre comercial (Panadería Tosta Gastropub).
3ATT: Acidez total titulable.
Tabla 3. Contenido microbiológico de masas madres tipo III (Log UFC/g)1.
Muestras2
Bacterias Ácido
Lácticas
(BAL)
Levaduras
(L)
Aerobios
Mesófilos
(AM)
Bacterias
Totales
(BAL+AM)
Relación
L:BT3
MX 5,48±0,05ᶜ 1,71±0,08ᶜ 6,09±0,15ᶜ 11,57±0,2ᶜ 1:6,8ᶜ
ME 0ᵉ 1,92±0,01ᵇᶜ 3,72±0,05ᵉ 3,72±0,08ᵉ 1:1,9ᵉ
MN 5,76±0,01ᵇ 0ᵈ 6,78±0,04ᵇ 12,54±0,05ᵇ 12,5ᵃ
MA 0ᵉ 0ᵈ 0ᶠ 0ᶠ 0,0ᶠ
MB 7,26±0,01ᵃ 2,08±0,10ᵇ 8,22±0,02ᵃ 15,48±0,04ᵃ 1:7,4ᵇ
MC 5,75±0,05ᵈ 2,35±0,06ᵃ 4,87±0,01ᵈ 9,61±0,01ᵈ 1:4,1ᵈ
1Los datos son media ± desviación estándar de dos réplicas expresadas en Log UFC/g de base seca. Los valores con la misma letra dentro de las columnas no son significativamente diferentes a p < 0,05. 2MX: masa madres tipo III con exudado, ME: masa madres tipo III con exudado y antibiótico (eritromicina), MN: masa madres tipo III con exudado y antifúngico (natamicina), MA: masa madres tipo III acidificada con ácido acético al 5% hasta un pH 4,2, MB: masa madre tipo III blanco y MC: masa madres tipo III con masa madre comercial (Panadería Tosta Gastropub). 3BT: Bacterias Totales.
2.2.2 Análisis microbiológicos
Los valores de los análisis microbiológicos para cada masa madre tipo III (Tabla 3), demostraron
que la MB tiene el mayor contenido de BAL y AM, mientras que MC tiene el mayor contenido de
L; en consecuencia, MB tiene el mayor contenido de bacterias totales. La mejor relación L:BT fue
para MX y MC.
Cortéz Guerrero 11
2.3 Efecto de la adición de masa madres tipo III en pan
2.3.1 Efecto de la adición de masa madre tipo III en la masa y panes elaborados
con el método de micropanificación de masa directa
Las propiedades reológicas tanto de las masas y del pan presentaron diferencias significativas (p
< 0,05) entre los diferentes tratamientos (Tabla 4). Siendo el resorteo y el volumen del pan los
parámetros más afectados.
Tabla 4. Efecto de las harinas enriquecidas en las muestras PMC y PMX en las propiedades reológicas y colorimétricas en panes elaborados con masa directa1.
Parámetros Muestras2
PCT PMC PMX
Absorción de agua (%) 61±0,0ᵇ 68±0,0ᵃ 61±0,0ᵇ
Tiempo de mezcla de masa (min) 5±0,0ᵇ 5,75±0,4ᵃ 5±0,0ᵇ
Altura de la masa (cm) 6,6±0,1ᵇ 8,15±0,4ᵃ 6,5±0,0ᵇ
Altura del pan (cm) 9,43±0,1ᵃ 9,75±0,2ᵃ 7,13±0,4ᵇ
Resorteo (cm)3 2,83±0,1ᵃ 1,60±0,1ᵇ 0,63±0,1ᶜ
Volumen del pan (cmᶟ) 685±8,6ᵇ 795±7ᵃ 461,67±28,8ᶜ
Densidad A. del pan (g/cmᶟ)4 0,22±0,0ᵇ 0,2±0,0ᵇ 0,33±0,03ᵃ
ΔpH de la masa5 0,25±0,0ᵃ 0,21±0,0ᵃ 0,11±0,02ᵇ
Color Corteza6 (día 0)
L* 37,55±3ᵃ 36,57±4,05ᵃ 30,79±2,5ᵇ
a* 13,77±0,5ᵃᵇ 14,98±2,6ᵃ 12,57±2,8ᵇ
b* 20,91±2,8ᵃ 18,16±3,8ᵃ 14,12±4,1ᵇ
Color Miga (día 0)
L* 68,89±1,57ᵃ 63,22±1,7ᵇ 59,24±2ᵇ
a* -1,59±0,1ᵃ -3,41±0,2ᵇ -3,84±0,3ᵇ
b* 11,11±0,2ᵇ 9,75±0,6ᶜ 15,49±0,1ᵃ
1Los datos son media ± desviación estándar de tres replicas. Los valores con la misma letra dentro de las columnas no son significativamente diferentes a p < 0,05 entre PCT, PMC y PMX. 2PCT: pan comercial control, PMC: pan con masa madre comercial, PMX: pan con masa madre con exudado. 3Resorteo=Altura pan – Altura masa 4Densidad A. del pan=Peso del pan/Volumen del pan 5ΔpH de la masa= pH final – pH inicial 6L*: luminosidad, a*: coordenadas rojo/verde y b*: coordenadas amarillo/azul.
Cortéz Guerrero 12
2.3.2 Efecto de la adición de masa madre tipo III en el color de la miga y corteza
de panes elaborados con el método de micropanificación de masa directa
El análisis del color de la miga y corteza en el día 0 (Tabla 4) (Figura 2), presentaron cambios
significativos (p < 0,05). Los valores de la corteza para L*, a* y b* denotan una coloración marrón
más intensa para el pan con MX que sus contrapartes elaboradas con MC y el pan control.
Mientras, que el color de la miga de los panes elaborados con masas madres presentaron una
coloración (a* y b*) más oscura y de menor luminosidad que el pan control, siendo esto dos
parámetros más acentuados para los panes elaborados con MX.
Figura 3. Color de la corteza y miga del pan control (PCT), pan con MC (PCM) y pan con MX
(PMX), respectivamente.
2.3.3 Efecto de la adición de masa madre tipo III en las características sensoriales
de panes elaborados con el método de micropanificación de masa directa
Los resultados del análisis sensorial se muestran en la Figura 3. El pan con MC mostró la mejor
coloración en comparación con los otros dos. Interesantemente, el pan con MX presentó el mejor
sabor, olor y aceptabilidad general.
Cortéz Guerrero 13
Figura 4. Parámetros organolépticos y de aceptabilidad en panes preparados con el método de
micropanificación de masa directa (PCT, PMC y PMX).
6,00
6,50
7,00
7,50
8,00
8,50Color
Sabor
OlorTextura
AceptabilidadGeneral
PCT PMC PMX
Cortéz Guerrero 14
CAPITULO III
1. DISCUSIÓN
3.1 Composición y características físico químicas del exudado
La coloración del exudado fue asociada con los procesos de empardeamiento químico
desarrollados durante el proceso de liofilización del exudado. Reacción que ha sido reportada
para este producto por Quimbita, Rodriguez, & Vera (2013).
El análisis proximal de los exudados (Tabla 1), si bien es presentados en base seca, representa
valores similares para a grasa, proteína, fibra, cenizas y humedad, reportados para exudaos en
base húmeda por Rojas & Rojas (2017). Con respecto al pH fue cercano al de Vallejo et. al (2016)
que tiene un valor cercano de 3,87 y el de De Vuyst et. al. (2010) que es relativamente bajo entre
3,0 – 4,0, principalmente debido a su contenido de ácido cítrico. En este punto, los ácidos
orgánicos, son un componente esencial en el cacao ya que confieren el sabor del chocolate
(Holm, Astong, & Douglas, 1993) . En esta investigación el ácido cítrico fue el más abundante con
1,3%; mientras que, el ácido acético presentó un valor de 1,02% y ácido láctico 0,06%, lo que en
conjunto determinaron un valor de acidez total titulable de 3,5%. Estos valores se encuentran
dentro de lo establecido por De Vuyst et. al. (2010), debido a que durante la fermentación de los
granos de cacao las bacterias acido láctica (BAL) generan ácido láctico con una concentración
final alrededor del 0,5%, las bacterias acido acéticas (BAA) generan alrededor de 2% de ácido
acético y por último un rango de 1% - 3% de ácido cítrico.
Por otra parte, el contenido de azúcares fue de 16,2 °Brix, valor que se encuentre en el rango de
15 – 16,8 °Brix reportados por Rojas & Rojas (2017); Vallejo et al. (2016) y Quimbita et al. (2013).
La glucosa, fructosa y sacarosa son los principales azúcares que componen los exudados. Ho,
Zhao, & Fleet (2015) reportaron que la glucosa es el principal azúcar contenido en la pulpa a los
cinco días de fermentación, seguido de la fructosa, sacarosa y pequeñas cantidades de manitol,
valores que excepción del manitol son similares a los obtenidos por nosotros. Además, según
Lefeber et al., (2010) y De Vuyst et al. (2010) la concentración de los azúcares está en función
de la técnica de cultivo y la edad de la fruta. Las frutas inmaduras tienen una concentración más
elevada de sacarosa y las maduras contienen principalmente glucosa y fructosa. Esto concuerda
con el hecho que el exudado analizado proviene de un fruto maduro.
El contenido de las bacterias y levaduras en los exudados de granos de cacao (Tabla 1) son
coherentes con los alcanzados por otros autores. De Vuyst et al. (2010) reportó que a los cinco
días de fermentación las levaduras se encuentran estables a 3,5 log UFC/g. Las BAL a 7,5 log
UFC/g y los coliformes están ausentes, indicando la buena condición de higiene en el tratamiento
de la muestra. Además, en un estudio de Lagunes, et al. (2007) sobre la microflora y bioquímica
Cortéz Guerrero 15
de la fermentación de los granos de cacao, muestra que a los cinco días de la fermentación la
cantidad de BAL es 7,8 log UFC/g, levaduras 5 log UFC/g y aerobios mesófilos 8,3 log UFC/g.
Las tres principales fases de crecimiento de microorganismos durante la fermentación son:
crecimiento de levaduras (fase 1), crecimiento de bacterias ácido lácticas (BAL, fase 2) y
crecimiento de bacterias acido acéticas (BAA, fase 3) (Vuyst, Lefeber, Papalexandratou, & Camu,
2010). Por esa razón, es esperable observar conteos de levaduras más bajos que el de bacterias
a los 5 días de fermentación que corresponde a la fase 3.
3.2 Efecto de la adición de exudados en masas madres
Después de un determinado tiempo de fermentación, la masa madre por lo general, crece el doble
de su volumen original, debido al contenido de levaduras que generan CO₂ y hacen que la masa
se gasifique y se expanda (Ali, Shehzad, Khan, Shabbir, & Amjid, 2012). Por ende, la MC aumentó
su volumen por la cantidad considerable de levaduras que contiene. Mientras que, al adicionar el
exudado en la masa, no hubo aumento, debido al menor nivel de levaduras que esta dispone.
La disminución de pH observada en las masas madres después de las 24 h de fermentación
(Tabla 2) se encuentran dentro de los rangos entre 4 – 5 reportados por Gül, Özçelik, Sa, & Certel
(2005) y 3,8 – 4,8 obtenidos por Yu, Wang, Qian, Zhang, & Qi (2017). Además, durante la fase
de fermentación, el pH disminuye a causa de las altas concentraciones de ácido láctico producto
del metabolismo de las BAL (Chavan & Chavan, 2011). Por lo cual, la masa madre comercial al
contener más BAL que el exudado, produjo con mayor cambio del pH.
En contraste con los perfiles de pH, los perfiles de ATT final de las masas, registraron un
incremento. Según Yu et al., (2017) y Clarke, Schober, Angst, & Arendt (2003) el aumento de la
acidez se debe a que las bacterias durante la fermentación se metabolizan y producen ácido.
Asimismo, la metabolización está relacionada con la temperatura de fermentación de la masa, ya
que, de acuerdo con (Chavan & Chavan, 2011) a una temperatura óptima de 30°C las BAL
proliferan correctamente, por lo tanto, la tasa de acidificación es mayor.
Con respecto a la composición microbiana (Tabla 3), según Chavan & Chava (2011), la microflora
utilizada para la fermentación es uno de los parámetros de gran importancia, principalmente el
grupo de BAL. Por ende, para asegurar una buena acidificación, saborización y aromatización de
la masa, se debe disponer de un alto contenido de BAL. Según Behera & Ray (2015) las BAL
coexisten con las levaduras típicas. La relación levadura/BAL es generalmente 1:100, de modo
que, las levaduras se encuentran en cantidades más bajas. La variabilidad del número de
levaduras se ve afectada por factores como la hidratación del agua, la temperatura de
fermentación, el tipo de cereal y el tipo de masa madre (Chavan & Chavan, 2011). Por ello, la
masa madre tipo III con exudado demostró contener altos niveles de BAL y bajo en levaduras. De
tal modo que, se consideró la relación 1:7 como base de las masas madres (Katina et al., 2006).
Cortéz Guerrero 16
3.3 Efecto de la adición de masa madres tipo III en pan
Es conocido que al añadir masa madre en la formulación del pan, existen cambios en las
propiedades reológicas de la masa y características del pan (Aplevicz, et al., 2013). La diferencia
en el volumen de los panes puede deberse a la relación de levaduras/bacteria presente en la
masa madre (Chavan & Chavan, 2011). De esta manera, el menor volumen registrado en los
panes con masa madre elaborada con MX se podría deber a una menor cantidad de levaduras o
a que la o las cepas presentes en la masa del pan, no son eficientes en la producción de gas (Ã,
Ryan, & Bello, 2007; Gobbetti & Ganzle, 2013). Esto también está relacionado con la disminución
del pH producto de la mayor participación de BAL en la fermentación de los panes en los que se
utilizó masa madre (Chavan & Chavan, 2011). Además, la mayor acidificación de la masa podría
afectar la estructura del gluten y el almidón (Aplevicz, Ogliari, & Sant`Anna, 2013; Rollán,
Gabbetti, De Angelis, Font de Valdez, 2005). Los volúmenes inferiores registrados en los panes
elaborados con masas madres pueden ser influenciados por la falta en la activación de los
liofilizados, para los cuales se recomienda activar los mismo con hidratación y reposo de máximo
30 minutos previo a su uso (Fermentis SafAle US-05, 2016). Considerando que en nuestra
investigación las masas liofilizadas fueron agregados de forma directa al amasado, esto pudo
influenciar en su resorteo y volumen final.
Con respecto a la coloración de la miga y corteza (Figura2; Tabla 4), estas son producidas por
una cierta reacción de oscurecimiento o pardeamiento no enzimático, el cual, se subdivide por la
caramelización y la reacción de Maillard. Este última es la transformación más común en el
horneado de los derivados de la panificación. Para que ocurra se necesita un azúcar reductor y
un grupo amino libre de un aminoácido o de una proteína, con lo que se producen compuestos
como las melanoidinas que van desde un amarillo claro hasta un café oscuro o negro. De igual
manera influyen ciertos factores como la temperatura elevada, la actividad de agua, tiempo de
cocción y tipo de carbohidratos y proteínas (Badui, 2006; Lallemand Inc., 2008). Por tal razón, el
pan con MX presentó una coloración marrón por el elevado contenido de azucares reductores y
aminoácidos, generando de esta manera aquella alteración.
La calidad del pan se caracteriza por su sabor, textura, olor y color. En la industria de la
panificación, estas características se pueden modificar con mejorantes de pan; sin embargo, la
adición de masa madre influye en todos los aspectos de la calidad del pan con volumen, valor
nutricional y vida útil mejorados (Gobbetti & Ganzle, 2013). Por ende, la adición de MX en el pan
generó un impacto positivo y aceptable (Figura 3). Además, el aprovechamiento del exudado
proporcionó un sabor dulce y aroma frutal. No obstante, por la alteración del color de la corteza y
miga del pan por aquel pardeamiento no enzimático, indicó ser la puntación más baja; por lo tanto,
es necesario mantener la uniformidad de los procesos y controlar los factores que influyen en la
velocidad de reacción (Badui, 2006; Lallemand Inc., 2008).
Cortéz Guerrero 17
CONCLUSIÓN
Considerando los resultados obtenidos, se puede señalar que el aprovechamiento del exudado
del grano de cacao es factible para la elaboración de una masa madre tipo III y producción del
pan. El exudado posee características organolépticas agradables como olor frutal y sabor dulce,
además de un nivel alto de nutrientes, los cuales, se consideran como un recurso saludable y
energético. Asimismo, su alto contenido de microrganismos (BAL y Levaduras) son capaces de
generar un efecto beneficioso en el pan en cuanto a la acidificación y producción de CO₂. Por otra
parte, de acuerdo con estudios realizados se espera que la aplicación de la tecnología de masas
madres puede mejorar la calidad, valor nutricional y vida útil en el pan. Asimismo, se espera
reducir el uso de aditivos para panificación y satisfacer las demandas del consumidor en
alimentarse con productos naturales y de bajo costo. Sin embargo, es necesario profundizar
aquellos estudios para obtener más información sobre el exudado del grano de cacao CCN-51 y
su empleo en masas madres.
Cortéz Guerrero 18
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Cortéz Guerrero 21
ANEXO
Anexo 1. Ficha de cata para el análisis sensorial del pan.
Cortéz Guerrero 22
Anexo 2. Efecto de la adición de exudado (MX), eritromicina (ME), natamicina (MN), masa madre comercial (MC), control (MB) y ácido acético (MA) en masas madres.