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Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo Frankfurt Jenneth Natalia Delgado Castañeda Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Agrarias, Posgrado de Ciencia y Tecnología de Alimentos Bogotá, Colombia 2014

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Evaluación de harinas deChachafruto (Erythrina edulis) y

Quinua (Chenopodium Quinoa W)como extensores en el proceso de

elaboración de salchichas tipoFrankfurt

Jenneth Natalia Delgado Castañeda

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ciencias Agrarias, Posgrado de Ciencia y Tecnología de Alimentos

Bogotá, Colombia

2014

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Evaluación de harinas deChachafruto (Erythrina edulis) y

Quinua (Chenopodium Quinoa W)como extensores en el proceso de

elaboración de salchichas tipoFrankfurt

Jenneth Natalia Delgado Castañeda

Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Ciencia y Tecnología de Alimentos

Director:

Doctor William Albarracín Hernández

Línea de Investigación:

Desarrollo de productos cárnicos

Grupo de Investigación:

Aseguramiento de la Calidad de Alimentos y Desarrollo de Nuevos Productos

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ciencias Agrarias, Posgrado en Ciencia y Tecnología de Alimentos

Bogotá, Colombia

2014

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Dedicatoria

A ti Dios, dador de sueños, quien

guía y cuida mis pasos por la vida.

A mis padres, hermana, abuelos,

familiares y amigos que me han brindado su

amor y apoyo. A mi abuelito Miguel, a mi tío

Carlos y a Nico, que desde el cielo son mi luz

y fuerza, para continuar caminando.

A mi Juli, por enseñarme que no

importan los obstáculos, pues, la fé, la

perseverancia y el amor, los vencen.

A todas las personas valientes que me

he encontrado en la vida.

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AgradecimientosLa autora de este trabajo agradece especialmente a las siguientes personas e

instituciones por su apoyo y colaboración:

A la Fundación para la Promoción de La Investigación y La Tecnología del Banco de La

República, por su apoyo financiero a través del proyecto 3014 convenio 201215.

A la Facultad de Ciencias, Ciencias Agrarias y al Programa de Posgrado en Ciencia y

Tecnología de Alimentos. Al Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos, por permitir

el desarrollo de este trabajo en sus instalaciones. A los técnicos de la planta piloto de

carnes (Esperanza, Carlos Julio y Genaro) y al laboratorio de fisicoquímica y

microbiología del ICTA.

Al Ingeniero Néstor Algecira, coordinador del Laboratorio de polímeros de Ingeniería

Química por su orientación y apoyo en la ejecución de los análisis de calorimetría

diferencial de barrido. A Ricardo Cortés, técnico del laboratorio de Ingeniería Química. Al

estudiante de posgrado de Ingeniería Química Felipe Vogelsang, por su asesoría en la

ejecución de los ensayos de reología dinámica.

A la profesora Patricia Restrepo y al panel sensorial del Departamento de Química, por

su disposición para el desarrollo de las pruebas sensoriales. A los laboratorios de

microscopía electrónica de barrido y microscopía óptica por el servicio prestado.

Al Doctor William Albarracín Hernández, por su confianza, dirección y apoyo en cada una

de las etapas de la investigación.

A mis compañeros y amigos del posgrado. A todas las personas que aunque no fueron

nombradas en las líneas anteriores, contribuyeron al desarrollo de este trabajo.

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VIII Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (ChenopodiumQuinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

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Resumen y Abstract IX

Resumen

Los extensores, son ingredientes alimentarios que han sido empleados para reemplazar

parte de la carne en la elaboración de productos cárnicos y así, satisfacer las

necesidades proteicas de los consumidores, con productos de bajo costo que cumplan

con los requerimientos nutricionales. En la primera etapa de este proyecto fueron

evaluadas y comparadas algunas propiedades funcionales de las harinas de quinua

(Chenopodium Quinoa W) y chachafruto (Erythrina edulis), potenciales extensores,

respecto a las propiedades de las harinas de soya y trigo. En la segunda etapa, se

evaluó el efecto de la inclusión de las harinas en porcentajes de 3%, 6% y 9%, sobre los

cambios en las propiedades térmicas, viscoelásticas y estructurales de las emulsiones

cárnicas elaboradas para la producción de salchichas tipo Frankfurt, empleando

calorimetría diferencial de barrido (DSC), medidas reológicas dinámicas, microscopía

óptica y microscopía electrónica de barrido (SEM). Se encontró que el comportamiento

térmico y los cambios en los módulos viscoelásticos (G’ y G’’), fueron dependientes de la

concentración y tipo de extensor incluido. Las emulsiones elaboradas con harina de

quinua presentaron los mayores módulos (G’), los cuales se relacionaron con los

cambios en el perfil de textura. Por último, se evaluó la calidad y aceptabilidad de las

salchichas, por medio de análisis bromatológico, microbiológico, sensorial (panel

entrenado y de consumidores) e instrumental (TPA, WB, color (Sistema CIE L*, a*, b*)).

Los resultados sugieren que es posible usar la harina de chachafruto y la harina de

quinua en cantidades no mayores a 3% y 6% respectivamente sin generar efectos

negativos sobre la calidad y aceptabilidad del producto.

Palabras clave: Proteínas, calidad de los alimentos, tecnología de los alimentos,

emulsión, viscoelasticidad, calorimetría, microscopía

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X Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (ChenopodiumQuinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

AbstractExtenders are food ingredients that have been used to replace some of the meat in the

meat processing and satisfy protein needs of consumers with low-cost products that meet

nutritional requirements. In the first stage of this project, some functional properties of

quinoa (Chenopodium Quinoa W) and chachafruto (Erythrina edulis) flours, as potential

extenders, were evaluated and compared regarding the properties of soy and wheat

flours. In the second stage, the effects of including flours in 3%, 6% and 9% proportions

were assessed, in relation to changes in the thermal, structural and viscoelastic

properties of meat emulsions, prepared for the production of Frankfurter-type sausages,

using differential scanning calorimetry (DSC), dynamic rheological measurements, optical

microscopy and scanning electron microscopy (SEM). We found that It was found that the

thermal behavior and changes in viscoelastic modules (G' and G'') were dependent on

the concentration and type of extender included. The emulsions made with quinoa flour

had the highest modules (G'), which were associated with changes in the texture profile.

Finally, we evaluated the quality and acceptability of sausages, through compositional,

microbiological, sensory (trained and consumer panel) and instrumental (TPA, WB, color

system (CIE L *, a *, b *) analysis, and it was found to The results suggest that it is

possible to use chachafruto flour and quinoa flour in amounts no greater than 3% and 6%

respectively without any adverse effects on the quality and acceptability of the product.

Keywords: Proteins, food quality, food technology, emulsion, viscoelasticity, calorimetry,

microscopy

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Contenido XI

Contenido

Pág.

Resumen......................................................................................................................... IX

Lista de figuras............................................................................................................ XIV

Lista de fotografías ..................................................................................................... XVI

Lista de tablas ............................................................................................................ XVII

Lista de cuadros........................................................................................................ XVIII

Lista de Símbolos y abreviaturas............................................................................... XIX

Introducción .................................................................................................................... 1

1. Extensores: Efectos tecnológicos de su inclusión en el procesamiento deproductos cárnicos ......................................................................................................... 7

1.1 Introducción ..................................................................................................... 9

2. Microestructura y Propiedades funcionales de harinas de Chachafruto(Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium Quinoa W): Potenciales extensores

cárnicos 31Introducción ................................................................................................... 32

2.1 322.2 Materiales y Métodos..................................................................................... 33

2.2.1 Obtención de harinas .......................................................................... 332.2.2 Distribución de tamaño de partícula y microestructura ........................ 332.2.3 Análisis proximal ................................................................................. 342.2.4 Propiedades funcionales ..................................................................... 34

2.3 Resultados y Discusión.................................................................................. 362.4 Conclusiones ................................................................................................. 422.5 Referencias ................................................................................................... 42

3. Efectos de la inclusión de harinas de Chachafruto y Quinua sobre laEstabilidad de las emulsiones cárnicas ...................................................................... 45

3.1 Introducción ................................................................................................... 463.2 Materiales y Métodos..................................................................................... 47

3.2.1 Procesamiento de emulsiones cárnicas .............................................. 473.2.2 pH ....................................................................................................... 483.2.3 Estabilidad de la emulsión................................................................... 48

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XII Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

3.2.4 Rendimientos por cocción....................................................................483.2.5 Análisis proximal de las salchichas......................................................483.2.6 Análisis estadístico ..............................................................................49

3.3 Resultados y Discusión ..................................................................................503.4 Conclusiones..................................................................................................533.5 Referencias ....................................................................................................54

4. Efectos de la inclusión de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre las propiedades térmicas y reológicas de las

emulsiones cárnicas......................................................................................................574.1 Introducción....................................................................................................584.2 Materiales y Métodos .....................................................................................60

4.2.1 Procesamiento de emulsiones cárnicas...............................................604.2.2 Análisis Térmico Diferencial (TGA) ......................................................604.2.3 Calorimetría Diferencial de Barrido Modulada (MDSC) ........................604.2.4 Propiedades reológicas de las emulsiones cárnicas ............................614.2.4.1 Determinación del Rango Lineal Viscoelástico.....................................614.2.4.2 Barridos de Frecuencia........................................................................614.2.4.3 Medidas reológicas..............................................................................624.2.5 Microscopía óptica...............................................................................634.2.6 Microscopía electrónica de barrido (SEM) ...........................................634.2.7 Análisis estadístico ..............................................................................64

4.3 Resultados y Discusión ..................................................................................644.4 Conclusiones..................................................................................................794.5 Referencias ....................................................................................................79

5. Evaluación instrumental y sensorial de salchichas tipo Frankfurt elaboradascon harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium Quinoa W) .85

5.1 Introducción....................................................................................................875.2 Materiales y Métodos .....................................................................................88

5.2.1 Proceso general de elaboración de las salchichas tipo Frankfurt .........885.2.2 Análisis de Textura ..............................................................................895.2.3 Medida de Color ..................................................................................895.2.4 Análisis microbiológico.........................................................................895.2.5 Evaluación Sensorial ...........................................................................905.2.6 Análisis estadístico ..............................................................................91

5.3 Resultados y Discusión ..................................................................................925.4 Conclusiones................................................................................................1035.5 Referencias ..................................................................................................103

6. Conclusiones y recomendaciones ......................................................................1066.1 Conclusiones................................................................................................1066.2 Recomendaciones........................................................................................107

A. Anexo: Resultados pruebas microbiológicas.....................................................109

B. Anexo: Resultados Microscopía óptica...............................................................111

C. Anexo: Termogramas MDSC................................................................................112

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Contenido XIII

D. Anexo: Producto académico. Presentación en Congreso especializado......... 123

E. Anexo: Producto académico. Ponencia oral en Congreso especializado........ 124

F. Anexo: Producto académico. Artículo Corto...................................................... 126

G. Anexo: Producto académico. Artículo Corto...................................................... 129

Bibliografía .................................................................................................................. 135

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Contenido XIV

Lista de figurasg.

Pág.

Figura 2-1: Distribución granulométrica de las harinas…………………………………….34

Figura 2-2: Indice de Solubilidad de Nitrógeno para los extensores……………………...37

Figura 2-3: Indice de dispersabilidad para la harina de Quinua………………………….37

Figura 2-4: Indice de Dispersabilidad para la harina de Trigo…………………………….38

Figura 2-5: Indice de dispersabilidad para la harina de chachafruto…………………......38

Figura 2-6: Indice de Dispersabilidad para la harina de Soya…………………………. ...39

Figura 3-1: Estabilidad de las emulsiones cárnicas para la elaboración de salchichastipo Frankfurt…………………………………………………………………………………..48

Figura 4-1: Análisis Termogravimétrico (TGA) de la emulsión cárnica control… ……..63

Figura 4-2: Termograma calorimetría diferencial de barrido modulado (MDSC) de laemulsión cárnica control…………………………………………………………………….. 65

Figura 4-3: Barrido de Deformación para la emulsión cárnica control a 25°C y afrecuencia de 1Hz……………………………………………………………………………..66

Figura 4-4: Barrido de frecuencias para la emulsión control a 25°C y deformación del 1%…………………………………………………………………………………………………..67

Figura 4-5: Cambios en el módulo elástico (G’) en función de la temperatura durante lagelación de las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de quinua y trigo ……. …..68

Figura 4-6: Cambios en el módulo elástico (G’) en función de la temperatura durante lagelación de las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de soya y chachafruto…...69

Figura 4-7 Gráfica tipo Arrhenius para los cambios en G’ durante la gelación de laemulsión cárnica control a frecuencia de 1 Hz, 1% de deformación y velocidad2°C/min…………………………………………………………………………………………71

Figura 5-1: PCA Score plot. Proyección de los resultados del perfil sensorial de lassalchichas tipo Frankfurt elaboradas con diferentes extensores y evaluadas por el panelentrenado……………………………………………………………………………………….95

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Contenido XV

Figura 5-2: PCA Loading Plot. Proyección de los resultados del perfil sensorial de lassalchichas tipo Frankfurt elaboradas con diferentes extensores y evaluadas por el panelentrenado……………………………………………………………………………………..96

Figura 5-3: 3D-plot. Atributos sensoriales en función del extensor cárnico evaluados porel panel entrenado…………………………………………………………………………….97

Figura 5-4: Perfil de textura por panel entrenado. Dureza………………………………98

Figura 5-5: Perfil de Textura por panel entrenado. Masticabilidad……………………..99

Figura 5-6: Grado de aceptación de las Salchichas por los consumidores………….100

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XVI Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Lista de fotografías

Pág.

Fotografía 2-1: Micrografías de las muestras de harinas…………………………….. 35

Fotografía 4-1: Micrografías ópticas para las diferentes emulsiones cárnicas… ……74

Fotografía 4-2: Micrografías SEM para las diferentes emulsiones cárnicas………… 76

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Contenido XVII

Lista de tablasPág.

Tabla 1-1: ......................................................................¡Error! Marcador no definido.

Tabla 1-1: Comparación del contenido de aminoácidos esenciales para la carne debovino y algunos extensores cárnicos………………………………………………………..11

Tabla 1-2: Contenido proteico y algunas propiedades funcionales de los extensores deorigen animal y vegetal más usados ………………………………………………………… 21

Tabla 2-1: Composición proximal de los extensores………………………………… …..35

Tabla 2-2: Propiedades funcionales de los extensores…………………………………. 36

Tabla 3-1: pH en las emulsiones cárnicas………………………………………………….49

Tabla 3-2: Análisis próximal de salchichas tipo Frankfurt………………………………. 51

Tabla 4-1: Datos de Temperaturas y entalpías de transición para la fusión de grasa ydesnaturalización de proteína de las diferentes emulsiones cárnica-Flujo total de calor.65

Tabla 4-2. Datos de Temperaturas y entalpías de transición de las diferentes emulsionescárnicas. Procesos no reversible………………………………………………………………65

Tabla 4-3: Características reológicas dinámicas de las emulsiones cárnicas preparadascon los diferentes extensores…………………………………………………………………70

Tabla 4-4: Energías de activación encontradas para las emulsiones cárnicas a dosvelocidades (2°C/min y 10°C/min)…………………………………………………………...72

Tabla 5.1: Coordenadas de color y E para las salchichas tipo Frankfurt……………….91

Tabla 5.2: Perfil de textura (TPA) para las salchichas tipo Frankfurt……………………93

Tabla 5.3: Textura de las salchichas tipo Frankfurt mediante ensayo de Warner-Blatzer94

Tabla 5-4: Atributos del producto final evaluados por el panel entrenado……………….97

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XVIII Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Lista de cuadrosPág.

Cuadro 1-1: ..................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

Cuadro 5-1. Descripción de los puntajes para las pruebas sensoriales con el panel

entrenado………………………………………………………………………………………88

Cuadro 5-2. Descripción de los puntajes para las pruebas sensoriales con los

consumidores........................................................................................ ............................89

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Contenido XIX

Lista de Símbolos y abreviaturas

Símbolos con letras latinas

Símbolo Término Unidad SI Definición

EA Energía de activación

H Entalpía J

To Temperatura inicial de transición K

Tp Temperatura máxima de transición K

Q Flujo de calor mW

G’ Módulo de almacenamiento o elástico Pa

G’’ Módulo de pérdida o viscoso Pa

G’max Módulo máximo de almacenamiento Pa

L Luminosidad

a Coordenada de color a

b Coordenada de color b

E Diferencia total colorimétrica

xi Fracción másica 1

Símbolos con letras griegas

Símbolo Término Unidad SI Definición

Ángulo de fase radianes

Deformación

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XX Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Abreviaturas

Subíndice Término

Q3 Quinua al 3%

Q6 Quinua al 6%

Q9 Quinua al 9%

T3 Trigo al 3%

T6 Trigo al 6%

T9 Trigo al 9%

S3 Soya al 3%

S6 Soya al 6%

S9 Soya al 9%

CH3 Chachafruto al 3%

CH6 Chachafruto al 6%

CH9 Chachafruto al 9%

PCA Análisis de Componentes principales

CRA Capacidad de Retención de agua

IAA Indice de Absorción de agua

ISA Indice de Solubilidad en agua

ISN Indice de Solubilidad de Nitrógeno

AE Actividad emulsificante

CE Capacidad emulsificante

MDSC Calorimetría diferencial de barrido modulada

TGA Análisis Termogravimétrico

SEM Microscopía electrónica de barrido

TPA Análisis de perfil de Textura

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Contenido XXI

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Introducción

Con el rápido crecimiento de la población mundial, la cual es cercana a 7 mil millones de

personas (Zlothik., 2010), la seguridad alimentaria ha sido el principal reto para la

industria agroalimentaria.

Los alimentos de origen animal son requeridos para la nutrición humana debido a que

poseen un buen balance de aminoácidos, utilizados para el crecimiento y mantenimiento

del cuerpo humano (Asgar et al., 2010). Sin embargo, el incremento de los precios, lleva

a una dieta de mala calidad, y en el peor de los casos, aumenta los índices de

malnutrición y la deficiencia de micronutrientes. De acuerdo con el reporte de la Encuesta

Nacional de la Situación Nutricional en Colombia 2010 (ENSIN., 2010), el 42,7% de los

colombianos entre 5 y 64 años de edad no consume carnes y productos cárnicos

diariamente, lo cual conlleva a una deficiente ingesta de proteínas en un gran sector de la

población por el alto costo y la poca disponibilidad de los productos proteicos en

cualquier etapa del año, los cuales deben satisfacer las exigencias nutricionales descritas

por la FAO (WHO., 2002) en cuanto al aporte de aminoácidos. Por tanto, es necesario

proponer alternativas tecnológicas para la reducción de costos que permitan mantener

los estándares de calidad sensorial e instrumental de los derivados cárnicos. Esto ha

llevado a las industrias cárnicas a desarrollar y emplear dentro de sus procesos de

producción materias primas conocidas como extensores cárnicos.

Uno de los mayores retos en la elaboración de productos cárnicos ha sido balancear la

calidad y cantidad de proteína con la funcionalidad, el valor nutritivo y el costo (Correia y

Mittal., 2000). Para la industria cárnica es de importancia económica que las emulsiones

formadas sean estables, y que no haya separación de la grasa del producto durante el

procesamiento, el almacenamiento, la preparación y el consumo (Herrero et al., 2008). La

formación de la emulsión, involucra la creación de glóbulos grasos, los cuales son

rodeados por proteínas y estas a su vez por agua, manteniéndose el sistema cárnico

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2

estable. Por tanto, para incrementar la estabilidad de una emulsión, son usados

materiales proteicos adicionales a las proteínas miofibrilares de la carne, ya que

producen una película interfacial entre las fase acuosa y la grasa, evitando así la

coalescencia de la emulsión, lo cual depende de la cantidad, composición, conformación,

propiedades físicas y funcionales de las proteínas (Asgar et al., 2010) y de los factores

propios del sistema cárnico, siendo estos el pH, la fuerza iónica, la concentración de sal,

el nivel de agua adicionada, temperatura y tiempo de mezcla entre otros (Ockerman y

Hansen., 2000). Los extensores, han sido usados en productos cárnicos emulsificados

para reducir las pérdidas por cocción y costos de formulación, así como mejorar la

capacidad emulsificante, la estabilidad de la emulsión, la capacidad para retener agua,

valor nutritivo y características sensoriales (Sammel et al., 2007; Yildiz-Turp y

Serdaroglu., 2010; Singh et al., 2008).

Diversas fuentes de proteína animal y vegetal, han sido empleadas como extensores

cárnicos (para reemplazar parte de la carne en la elaboración de derivados cárnicos)

(Decreto 1500, 2007), siendo estos ingredientes alimentarios alternativas tecnológicas y

económicas. Entre los extensores más utilizados por la industria cárnica se encuentran

las harinas, aislados y concentrados proteicos de soya y trigo, proteínas lácteas y plasma

bovino, los cuales junto con otros de menor uso comercial, poseen propiedades

funcionales como la capacidad de retención de agua y emulsificación de la grasa, las

cuales pueden reducir las pérdidas por cocción, modificar la textura, generar cambios en

el sabor o la apariencia de los productos finales, lo cual es de importancia económica.

Los extensores de origen vegetal, como la soya, el fríjol, las lentejas entre otros se han

podido producir en grandes cantidades en comparación a los extensores de origen

animal (Bhargava, 2006).

En Colombia, específicamente en la zona andina, existen cultivos silvestres que han sido

subexplotados conllevando esto muchas veces al desperdicio y pérdidas de semillas y

frutos que son potencialmente aptos para la alimentación humana y animal. Además,

contribuyen con la recuperación de suelos degradados dada su capacidad de fijar

nitrógeno en el suelo, pasando por la formación de cercas vivas y las asociaciones con

otras especies (Biocomercio sostenible, 2003). Este es el caso del Chachafruto, una de

las especies de las Erythrina identificadas de la familia Fabácea, subfamilia

papilionoidae. El Chachafruto (balú) es una leguminosa de sitios templados y de clima

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Introducción 3

frío moderado, que se adapta bien entre los 1.200 y los 2.600 metros sobre el nivel del

mar, crece como árbol de sombrío junto a los cultivos de café y es considerada por

FINAGRO, como especie reforestadora (Acero,2002). Los picos de producción se

presentan con una estacionalidad muy marcada en los meses de abril a mayo y de

octubre a noviembre, lo que corresponde a períodos en los cuales el régimen pluvial es

favorable para el cultivo. Las semillas de chachafruto, son ricas en vitaminas y minerales

especialmente, con un contenido promedio de 22% de proteínas, un 52% de

carbohidratos, correspondiendo el 40% a almidón (Acero, 2002; Biocomercio sostenible,

2003).

En la actualidad, hay diferentes entidades trabajando en el establecimiento del cultivo del

chachafruto, entre los que se cuentan los siguientes: El programa de la Asociación de

Productores de Santa Rosa, ASPROSANT, y el proyecto liderado por ASOBALÚ,

asociación que agremia a 300 miembros de municipios del centro del país. Sin embargo,

el chachafruto (Erythrina Edulis) no tiene un mercado consolidado en la actualidad

porque no hay suficiente oferta ni una demanda significativa que lleve a crear

condiciones comerciales para este producto dado que aún es poca la producción

disponible de cultivos de chachafruto y la que hay se destina a segmentos muy pequeños

del mercado (Biocomercio sostenible, 2003).

De acuerdo con las recomendaciones del estudio de mercado sostenible del chachafruto

(Biocomercio sostenible, 2003) es necesaria mayor investigación para evaluar la calidad

de la proteína y propiedades fisicoquímicas del chachafruto frente a otras materias

primas que actualmente tienen un mercado consolidado. Además, sugieren el desarrollo

de nuevas formulaciones alimenticias que permitan la utilización de la harina de

chachafruto para obtener un nuevo producto con la calidad nutricional y sensorial

adecuada, con el fin de fortalecer la oferta y demanda de esta leguminosa, de manera

que se contribuya con el desarrollo económico y social y se garantice el mantenimiento

de la diversidad biológica y cultural.

Otro de los cultivos estratégicos para contribuir a la seguridad y soberanía alimentaria

debido a: su calidad nutritiva, su amplia variabilidad genética, su adaptabilidad y su bajo

costo de producción, es el de la quinua, el cual se constituye en una alternativa para

contribuir a la seguridad alimentaria de diversas regiones del planeta, especialmente en

aquellos países donde la población no tiene acceso a fuentes de proteína, o donde tienen

limitaciones en la producción de alimentos. La quinua, es el único alimento vegetal que

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posee todos los aminoácidos esenciales, oligoelementos y vitaminas y no contiene

gluten. Los aminoácidos esenciales se encuentran en el núcleo del grano, a diferencia de

otros cereales que los tienen en el exosperma o cáscara, como el arroz o trigo (FAO.,

2013).

La quinua tiene una extraordinaria adaptabilidad a diferentes pisos agroecológicos. Se

adapta a climas desde el desértico hasta climas calurosos y secos, puede crecer con

humedades relativas desde 40% hasta 88%, y soporta temperaturas desde -4°C hasta

38°C. Es una planta eficiente al uso de agua, es tolerante y resistente a la falta de

humedad del suelo, y permite producciones aceptables con precipitaciones de 100 a 200

mm. La quinua, se registra como uno de los pocos cultivos que crecen en los altiplanos

salinos del sur de Bolivia y norte de Chile, y también en zonas altas de Perú, Ecuador y

sur de Colombia, constituyéndose en un grano autóctono de importancia en las zonas

más altas de los Andes suramericanos (Romo et al., 2006 y 2007). En el Departamento

de Nariño (Colombia) se ha rescatado y propagado material genético de la quinua, en

especial de variedades dulces, con bajos contenidos de saponinas y buenas

características sensoriales que permiten incluirla en diferentes alimentos, a diferencia de

las variedades amargas cuyo sabor ha limitado su uso (Romo et al., 2006).

De esta manera, las harinas de chachafruto y quinua, son considerados recursos nativos

potenciales de los países andinos para emplearlos como fuentes de proteína no

convencional en alimentos de alto valor nutricional. Por eso, aprovechando el potencial

agrícola de Colombia y debido a que es poca la información tecnológica que se conoce

sobre las propiedades funcionales de las proteínas de chachafruto y quinua, es necesario

evaluar el comportamiento de este tipo de materias primas, sobre el proceso de

elaboración de productos cárnicos. El objetivo del presente trabajo de investigación fue el

estudio de las propiedades funcionales de las harinas de chachafruto y quinua,

determinando el efecto de la inclusión de estas sobre la formación de la emulsión cárnica

en el proceso de elaboración de salchichas Tipo Frankfurt. Además, se evaluó la calidad

y aceptabilidad del producto final por medio de análisis bromatológico, microbiológico,

sensorial e instrumental siendo comparados con las harinas de soya y de trigo.

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Introducción 5

OBJETIVOS

General

Estudiar el efecto de la inclusión de harina de chachafruto (Erythrina edulis) y quinua

(Chenopodium quinoa w) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo Frankfurt,

comparado con extensores de uso comercial.

Específicos

Determinar las propiedades funcionales de los extensores a incorporar y

compararlas con las propiedades de las harinas de soya y trigo.

Evaluar el efecto de la inclusión de los extensores, en la emulsión formada

durante el proceso de elaboración de las salchichas tipo Frankfurt, mediante

medidas calorimétricas y reológicas.

Evaluar la calidad y aceptabilidad del producto final obtenido mediante análisis

bromatológico, microbiológico, sensorial e instrumental.

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1. Extensores: Efectos tecnológicos de suinclusión en el procesamiento de productoscárnicos

EXTENDERS: TECHNOLOGICAL EFFECTS OF THEIR INCLUSION IN PROCESSING

MEAT PRODUCTS

Natalia Delgado C 1, 2*, Quím, William Albarracín H1, 2, PhD

1. Universidad Nacional de Colombia. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos

(ICTA). Grupo de Aseguramiento de la Calidad y Desarrollo de Nuevos Productos.

2. Universidad Nacional de Colombia. Posgrado en Ciencia y Tecnología de

Alimentos.

Resumen

Diversas fuentes de proteína han sido empleadas como extensores, para reemplazar

parte de la carne en la elaboración de productos cárnicos. Los extensores, son

ingredientes alimentarios que proporcionan alternativas tecnológicas y económicas, para

satisfacer las necesidades proteicas de los consumidores de escasos recursos, con

productos de bajo costo que cumplan con los requerimientos nutricionales. Entre los

extensores más utilizados por la industria cárnica se encuentran las harinas, aislados y

concentrados proteicos de soya y trigo, proteínas lácteas y plasma bovino, los cuales

junto con otros de menor uso comercial, modifican la textura, reducen las pérdidas por

cocción, mejoran el sabor y apariencia de los productos finales. Los extensores de origen

vegetal, pueden ser producidos en grandes cantidades y a menor costo que los

extensores de origen animal, debido a esto, ha sido evaluado su desempeño, calidad y

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8 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

aceptabilidad en los productos cárnicos, en los cuales son incorporados. El alcance de

esta revisión tiene como objetivo presentar los efectos tecnológicos que los extensores

pueden generar en los productos cárnicos y las tendencias actuales en el uso de los

mismos.

Palabras claves: Calidad de los alimentos, emulsión, gel, propiedades funcionales,

proteínas

Abstract

Different protein sources have been used as extenders to replace some of the meat

proportion in processing meat products. Extenders are food ingredients that provide

technological and economical benefits to satisfy the protein needs of low-income

consumers with low-cost products that meet nutritional requirements. Among the most

commonly extenders used by the meat industry are soy and wheat flour, soy and wheat

protein isolates and concentrates, and dairy and bovine plasma proteins, which, in

addition to others with a lower commercial use, are able to change textures, reduce

cooking losses, and improve the taste and appearance of final products. The extenders

obtained from plants can be produced in large quantities compared to the extenders of

animal origin. Due to this, their performance, quality and acceptability have been

evaluated in meat products in which they are incorporated. The aim of this review is to

present the technological effects that extenders could generate in meat products and

current trends in their use.

Keywords: Food quality, emulsion, gel, functional properties, proteins

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Capítulo 1 9

1.1 Introducción

El incremento de la población mundial, demanda una gran cantidad y variedad de

alimentos nutricionalmente aceptables, cuyo consumo es afectado por el continuo

aumento de los precios, reduciéndose el acceso a los alimentos de buena calidad

nutricional para la población de menores ingresos, lo cual hace que surjan problemas de

inseguridad alimentaria, con el respectivo aumento de los índices de malnutrición (FAO,

2012; SAN, 2012). En Latinoamérica y el caribe, 52,5 millones de personas sufren

hambre, es decir, un 9% de su población, por tanto es importante proponer alternativas

para satisfacer las necesidades alimentarias de los consumidores y contribuir a la salud

pública con productos de valor nutricional y económicamente viables (SAN, 2012). Entre

algunas de las estrategias para disminuir los índices de malnutrición en la región, se

encuentran la promoción del consumo de productos tradicionales, los cuales además de

aportar nutrientes, son adaptables a condiciones ambientales severas. Otra estrategia,

consiste en aumentar la disponibilidad alimentaria, mejorando las prácticas de manejo,

condiciones de almacenamiento y distribución de los alimentos frescos y procesados,

para evitar su desperdicio y garantizar al consumidor la entrega de alimentos inocuos

(Tafúr, 2009). El desarrollo y empleo de aditivos a nivel industrial, a partir del

aprovechamiento de los recursos agropecuarios con los que cuenta la región, es otra

alternativa económica que permite reducir los costos de los alimentos sin alterar la

calidad nutricional y por tanto facilitar el acceso a los consumidores de más bajos

ingresos (FAO., 2013).

Particularmente, en las industrias cárnicas se han empleado los extensores como

alternativa económica. Los extensores cárnicos son ingredientes con un buen contenido

de proteína, obtenida de fuentes de origen animal y vegetal (Andújar et al., 2009), que

además de reducir los costos en la producción de derivados de la carne (debido a que

remplaza parte de la carne por el extensor), ofrecen beneficios tecnológicos y

nutricionales, tales como la reducción en las pérdidas por cocción y costos de

formulación, mejoramiento de la capacidad emulsificante, la estabilidad de la emulsión, la

capacidad para retener agua, las características sensoriales del producto.

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10 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Adicionalmente mantienen el valor nutritivo, aportando aminoácidos y favoreciendo la

digestibilidad de las grasas en humanos (Vera, 2007), lo cual depende de la cantidad,

composición, conformación, propiedades físicas y funcionales de las proteínas y de los

factores propios del sistema cárnico, siendo estos: pH, fuerza iónica, concentración de

sal, nivel de agua adicionada, temperatura y tiempo de mezcla, entre otros (Ockerman y

Hansen., 2000).

El alcance de esta revisión tiene como fin presentar las ventajas y desventajas

tecnológicas, avances en el campo de los extensores cárnicos y su efecto en los

productos cárnicos.

Extensores de origen animal

El aprovechamiento sostenible de los subproductos y residuos del beneficio animal y de

la industria láctea, han llevado al uso de materiales como la sangre y el suero lácteo, a

partir de los cuales se obtienen extensores como el plasma bovino, los caseinatos y las

proteínas del suero lácteo. También, son extensores, la carne recuperada

mecánicamente (Rivera et al., 2000) y el colágeno, en sus diferentes presentaciones

(Gómez-Guillén et al., 2011; Prahbu et al., 2004; Paz., 2007). Los extensores de origen

animal, son considerados de alto valor biológico y nutricional, por su contenido de

aminoácidos y por ser fuente de péptidos bioactivos (Liu, 2002).

Plasma bovino

El plasma bovino, es obtenido de la sangre de animales sacrificados y es aprovechado

en la nutrición humana, mediante su inclusión en los alimentos como fuente importante

de proteína de bajo costo (Furlán et al., 2010a) y alto valor biológico, ya que incluye

todos los aminoácidos esenciales (Tabla 1-1) (Rengifo et al., 2010). El plasma es un

líquido translucido más denso que el agua y ligeramente alcalino, con pH de 7,4 y está

constituido por un 91 % de agua, contiene entre 7-8% de proteínas y varios nutrientes

esenciales como minerales, vitaminas y ácidos grasos (1%) (Furlán et al., 2010b,

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Capítulo 1 11

Selmane et al., 2008). El plasma puede prepararse mediante varias técnicas, entre estas

la ultrafiltración y con la adición de metafosfato de sodio en solución (Furlán et al.,

2010a), siendo la ultrafiltración, la más utilizada debido a que sirve para purificar y

concentrar las proteínas, eliminando compuestos macroscópicos insolubles (proteínas

desnaturalizadas) y reduciendo el contenido de sal, con mayor eficiencia y menor costo

en comparación con otros procesos. Además, la ultrafiltración, permite mejorar las

características del plasma bovino, tales como la solubilidad y propiedades organolépticas

como el olor, sabor y color (Furlán et al., 2011). Estudios recientes sugieren, que es

necesario aplicar al plasma bovino procesado, una matriz de carbohidratos para

estabilizar y proteger la estructura proteica y así evitar cambios conformacionales que

alteren las propiedades funcionales de este material (Furlán et al., 2010a).

Tabla 1-1. Comparación del contenido de aminoácidos esenciales entre la carne de

bovino y algunos extensores cárnicos (expresados en g por cada 100 g de proteína)

Aminoácido Patrón ideal

FAO/OMS

Carne

de

bovino

Plasma

bovino

Caseinato

de sodio

Harina

de Soya

Harina de

Fríjol

común

Harina

de

trigo

Histidina 16 34 35 25,4 28 21 17

Isoleucina 31 48 29 45,9 44 48 33

Leucina 61 81 100 88,9 77 76 58

Lisina 48 89 95 77,5 63 62 22

Metionina+

cisteína

24 40 10 32 23 21 21

Fenilalanina+tirosina

41 80 91 101,4 87 99 42

Treonina 25 46 63 40,5 40 40 30

Triptófano 6,6 12 19 10,4 14 --- 10

Valina 40 50 70 56,4 48 55 36

Referencia (WHO, 2002) (Andújar

et al.,

2009)

(Andújar

et al.,

2009)

(Sindayikeng

uera y Xia,

2006)

(Andújar

et al.,

2009)

(Albarracín

et al.,

2010)

(WHO,

2002)

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12 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

La albúmina es la proteína mayoritaria en el plasma bovino, donde se encuentra en

alrededor del 50-60%. Esta es soluble en agua, posee buenas propiedades

emulsificantes y tiene la capacidad de formar geles por calentamiento (Furlán et al.,

2010). El plasma forma un gel con una concentración de proteínas entre 4,0 - 5,0%.,

incrementando la fuerza del gel a mayor concentración (Liu, 2002). Así, cuando se

incluye plasma en un producto y se somete a un proceso térmico, las proteínas pueden

ser desnaturalizadas por el calor, favoreciendo la agregación y retención de agua, lo cual

constituye un aspecto fundamental en la formación de geles proteicos (Cofrades et al.,

2000;Rengifo et al., 2010).

Se han realizado ensayos con la inclusión de plasma en niveles de 0 a 5% para elaborar

mortadela y otros productos de pasta fina, ayudando a la emulsión de la grasa y

estabilidad en la cocción, también, se generan incrementos significativos en las

coordenadas de color L* y b* (Cofrades et al., 2000). Por otro lado, el efecto de la

inclusión de plasma bovino hidratado (PBH) ha sido comparado con el plasma bovino

comercial (PBC) mediante la elaboración de embutidos tipo salchichón de pollo,

reemplazando el 10% y 20% de la proteína con PBH y PBC en ensayos independientes.

Los mejores rendimientos después del tratamiento térmico fueron obtenidos con el PBH.

Además, los análisis bromatológico, instrumental y sensorial, permitieron establecer

diferencias significativas (p<0,05), siendo el salchichón de pollo elaborado con PBH al

10%, mejor a nivel sensorial mientras que las menores pérdidas por cocción fueron

obtenidas con el PBH al 20% (Rengifo et al., 2010).

Adicionalmente, los concentrados proteicos del plasma bovino, han sido empleados en la

elaboración de hamburguesas, generando mayor retención de agua, estabilidad y

consistencia, sin producir cambios en el aroma, sabor y color (Furlán et al., 2011).

Caseinato de Sodio

El caseinato de sodio, obtenido mediante la precipitación ácida (pH 4,6) de las proteínas

de la leche y posterior neutralización con hidróxido de sodio, es rico en proteína y

contiene aminoácidos esenciales, de ahí su alto valor biológico y excelentes cualidades

nutricionales. Su perfil de aminoácidos es similar al de la carne (Tabla 1) (Andújar et al.,

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Capítulo 1 13

2009; Sindayikengera y Xia, 2006). El caseinato está compuesto de cuatro diferentes

proteínas: s1-caseína, s2-caseína, -caseína y -caseína, en una proporción en peso

aproximada de 4:1:4:1, respectivamente (Casanova y Cardona, 2004). El caseinato tiene

pocos puentes disulfuro, muchos residuos de prolina y alto potencial eléctrico, lo cual

incrementa la estabilidad de las emulsiones al calor (Youseff y Barbut, 2011), además,

posee alta estabilidad coloidal, buena solubilidad y buena capacidad de retención de

agua (Barbut, 2006).

El caseinato de sodio puede utilizarse en embutidos de pasta fina a niveles de 2 a 3 %,

sin que se afecte la calidad de los productos elaborados (Andújar et al., 2009; Barbut,

2006). En otros estudios, se ha reportado que el color, en los valores de L*, a* y b*, no

cambia significativamente cuando se incluye caseinato al 2%. Por el contrario, cuando se

incluye caseinato de sodio al 4%, se observan cambios en el color y la apariencia de los

productos con menores pérdidas por cocción (Hsu y Sun, 2006). En general, el caseinato

de sodio, podría ser usado hasta el 2%, sin afectar negativamente las características

físicas de los productos.

Proteínas del Suero Lácteo

El suero lácteo consta de cinco componentes principales (-lactoglobulina, -

lactoalbúmina, albúmina sérica bovina, inmunoglobulinas y proteasas peptonas) los

cuales contienen pocos residuos de prolina y numerosos puentes disulfuros, donde los

tres primeros componentes corresponden al 85% de la proteína (Youseff y Barbut, 2010;

Yetim et al, 2001). Estas proteínas tienen la capacidad para formar geles inducidos

térmicamente cuando se calientan cerca a los 70°C, lo cual afecta positivamente la

estructura y estabilidad de los productos cárnicos. Las proteínas del suero son de tipo

globular, con superficie activa y pueden ser adsorbidas en la interfase agua/grasa, en la

cual estas estabilizan los glóbulos de grasa dentro de la emulsión cárnica. Por tanto las

proteínas del suero, son comúnmente usadas para mejorar la emulsificación, la retención

de agua y la textura de los productos cárnicos (Youseff y Barbut, 2011). Se ha observado

que estas mejoran la estabilidad de la emulsión, produciéndose mejores propiedades en

el color (alta luminosidad) y en la dureza, en salchichas tipo Frankfurt, dando como

resultado una más baja masticabilidad y elasticidad (Yetim et al., 2001).

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14 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Los aislados de suero precalentados, forman geles a bajas concentraciones de proteínas

y a bajas temperaturas, en la presencia de sal. Cuando las proteínas del suero

precalentadas son usadas en emulsiones cárnicas, causan un incremento de la

capacidad de retención de agua, mejorando sus propiedades reológicas y

disminuyéndose las pérdidas por cocción. Sin embargo, el aislado proteico del suero

nativo incluido al 1,5% en emulsiones cárnicas, genera menores pérdidas por cocción

respecto al aislado proteico de suero precalentado (Janesca y Valdemiro, 2007).

Carne recuperada mecánicamente

El proceso de obtención de la carne recuperada mecánicamente (mechanically deboned

meat: MDM), consiste en separar los restos de carne adherida a los huesos mediante

varios equipos con diferentes principios: de tambor rotatorio, de husillo y de presión

hidráulica. El color y composición de este extensor es variable en función de la especie.

proceso de obtención y tipo de hueso. La carne recuperada mecánicamente, es de

consistencia pastosa, carente de estructura muscular, se ha empleado en la elaboración

de embutidos de pasta fina. El empleo de la MDM, obtenida a partir de los huesos de res

y cerdo, está regulada en los países de la Unión Europea, a niveles de uso hasta del

20% (Andújar et al., 2009)..

Colágeno

El colágeno es una proteína fibrosa, constituida por tres cadenas de polipéptidos

entrelazadas, que forman una triple hélice. Su elasticidad y firmeza, proporciona

estructura y textura en los productos aplicados (De la Torre, 2005). El colágeno es

deshidratado y aunque no es soluble en agua, mantiene su capacidad de retención de

agua hasta 8 veces su propio peso. El Scan Pro y el protegel 80, son extensores

comerciales, obtenidos a partir del colágeno parcialmente hidrolizado derivado de la piel

del cerdo, lo que hace que este producto sea una opción natural para agregar a

productos cárnicos (BHJ 2006). El uso de este extensor es dependiente del tamaño de

partícula, así si el tamaño de partícula es menor a 1mm, puede ser utilizado para la

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Capítulo 1 15

elaboración de emulsiones cárnicas para la obtención de salchichas, mortadelas,

bolognas. La inclusión de colágeno en la producción de jamón al 1%, 2% y 3%, puede

incrementar la capacidad de retención de agua y mejorar los niveles de purga (Paz,

2007; García et al., 2011).

Extensores de origen vegetal

Las proteínas obtenidas de diversas fuentes vegetales entre estas la de soya (Singh et

al., 2008), maíz (Serdaroglu y Degirmencioglu, 2004), trigo (Bejosano et al., 1998), fríjol

(Dzudie et al., 2002; Albarracín et al., 2010; Serdaroglu et al., 2005), lenteja (Tushan et

al., 2010), garbanzo (Tushan et al., 2010; Alakali et al., 2010), entre otras, han sido

investigadas y utilizadas como extensores, en el procesamiento de productos cárnicos,

entre los cuales se pueden encontrar: salchichas tipo Frankfurt (Albarracín et al., 2010),

albóndigas tipo Turqués (Serdaroglu y Degirmencioglu, 2004), embutidos tipo mortadela

bajos en grasa (Tushan et al., 2010), albóndigas (Serdaroglu et al., 2005) y en patés de

carne de pollo y res (Alakali et al., 2010; Naveena et al., 2006), aumentando la

capacidad de retención de agua (CRA) y rendimiento como también, disminuyendo las

pérdidas por cocción (Dzudie et al., 2002; Serdaroglu et al., 2005; Naveena et al., 2006),

lo cual es beneficioso dado que si hay pérdida de humedad del producto (en procesos de

cocción), esto puede afectar negativamente la calidad sensorial asociada al sabor,

aroma, terneza y textura (Barbut, 2006), el peso del producto y finalmente su valor

económico.

Soya

Las proteínas de soya, se encuentran disponibles en diversas formas: harinas (40-50%

proteína en base seca), concentrados (70% proteína en base seca) y aislados (90%

proteína en base seca) (Belloque et al., 2002). Estos derivados de soya son los más

comúnmente utilizados en productos cárnicos procesados, no solo para extender y

reducir su costo, sino también por sus propiedades funcionales (Singh et al., 2008; ). Sin

embargo su mayor desventaja es el sabor a frijol desarrollado por la acción de las

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16 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

lipooxigenasas y el sabor astringente causado por las saponinas y las isoflavonas (Das et

al., 2008).

Las proteínas de soya están compuestas por dos fracciones proteicas globulares,

denominadas 7S--conglicina con peso molecular cercano a 150-200 KDa y 11S glicina,

con diferencias en la polaridad, debido a que la glicina posee grupo sulfihidrilos mientras

la -conglicinina es más hidrofóbica. Esto hace que la glicina sea más estable

térmicamente que la -conglicinina. A 100°C, la glicinina forma un gel duro, turbio e

inelástico, mientras que la -conglicinina forma un gel suave, transparente y elástico. Se

ha encontrado, que las proteínas de soya cuando interactúan con las proteínas

miofibrilares de la carne, contribuyen a la formación de geles inducidos térmicamente,

causando modificaciones funcionales y texturales en los productos cárnicos, formulados

con la adición de proteína de soya (Herrero et al., 2008).

Los concentrados proteicos de soya, producen altos valores de la capacidad de

absorción de agua (4,0 g de agua por g de extensor), los cuales pueden ser atribuidos a

sus grupos funcionales polares, haciendo que las proteínas sean más hidrofílicas, lo cual

reduce las pérdidas por cocción en los productos cárnicos (Vera, 2007).

La harina de soya produce sabor a fríjol mientras que los concentrados de proteína de

soya y aislados, producen una mejor palatabilidad de los productos cárnicos (Janesca y

Valdemiro, 2007; Das et al., 2008). Se ha usado el aislado proteico de soya a 2,5% en

embutidos tipo chorizo, disminuyéndose así las pérdidas por cocción, sin generar

cambios en el sabor, aroma, jugosidad, oxidación y estabilidad microbiológica (Zhang et

al., 2010). En otro estudio, se observa que no hay diferencias significativas en el

comportamiento reológico de las emulsiones cárnicas, elaboradas con aislado proteico

de soya respecto al control durante la cocción, lo cual indica que la estructura física del

producto es aceptable cuando se incluyen estos extensores hasta niveles cercanos al

15% (Bejosano et al., 1998). Sin embargo, se ha encontrado que el incremento de los

niveles de las proteínas de soya (>3%), genera mal sabor de los embutidos tipo frankfurt

y disminución de la cohesividad y jugosidad (Zhang et al., 2010).

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Capítulo 1 17

Trigo

El gluten corresponde al 80% de las proteínas del trigo y está conformado por dos

proteínas insolubles: gliadina y glutenina. Entre las propiedades funcionales de las

proteínas de trigo, se encuentran la dispersabilidad en agua, retención de agua e

interacciones intermoleculares (gluten-agua) para crear la viscosidad requerida, actividad

superficial y movilidad a través de la interface aceite-agua, para la emulsificación de

grasas. Sin embargo, a pesar de las propiedades funcionales de la proteína de trigo para

su aplicación en productos cárnicos, estas presentan un gran inconveniente para las

personas que son intolerantes al gluten (Zhang et al., 2010).

La harina de trigo se ha utilizado en la elaboración de nuggets de pollo y productos

cárnicos de pasta fina en general (Naveena et al., 2006). Se ha encontrado que cuando

se usa un nivel de 3,5%, se incrementa la capacidad de retención de agua y disminuyen

las pérdidas por cocción. Además, las propiedades texturales y sensoriales, incluyendo la

viscosidad, adhesividad y estabilidad de la emulsión son mejoradas. Las proteínas del

trigo empleadas a niveles de 3 y 6% en embutidos ahumados, incrementan la dureza del

producto (Zhang et al., 2010).

Chachafruto

El Chachafruto o balú (Erythrina edulis) es una de las especies de las Erythrina

identificadas de la familia Fabácea, subfamilia papilionoidae. Es una leguminosa

multipropósito con un amplio espectro de usos, que van desde la alimentación humana y

animal usando su semilla y su forraje respectivamente, hasta la recuperación de suelos

degradados dada su capacidad de fijar nitrógeno en el suelo, pasando por la formación

de cercas vivas y las asociaciones con otras especies (Biocomercio sostenible, 2003).

Es una leguminosa de sitios templados y de clima frio moderado, aunque se adapta bien

entre los 1.200 y los 2.600 metros sobre el nivel del mar. Lo anterior, junto con su alto

contenido en proteína, lo hace ser un candidato ideal para ser usado como extensor

cárnico en la elaboración de productos de origen animal, como las salchichas tipo

Frankfurt.

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18 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Composición y valor nutricional

Las semillas de chachafruto, son ricas en vitaminas y minerales especialmente, con un

contenido promedio de 22% de proteínas, un 52% de carbohidratos y un 40% de

almidones. En un estudio realizado en la Universidad Nacional de Colombia (Barrera.,

2002), Sede Palmira, encontraron un 23% de proteína en la semilla y obtuvieron un

aminograma comparable al del huevo y superior al del fríjol y la arveja (Biocomercio

sostenible, 2003).

Quinua

La quinua (Chenopodium quinoa W), es nativa de las laderas de los Andes. Los

indígenas de Ecuador, Perú, Bolivia, sur de Colombia, Chile y norte de Argentina cultivan

quinua. La proteína de la quinua es rica en histidina y lisina, aminoácidos limitantes en

granos como los cereales, y se aproxima al patrón dado por la FAO para los

requerimientos nutricionales de humanos (Romo et al., 2006). Lo anterior le confiere un

alto valor nutritivo, aspecto que actualmente es atractivo para los mercados nacional e

internacional.

Composición y valor nutricional

La quinua se denomina pseudocereal por su alto contenido de carbohidratos,

principalmente de almidón (50- 60%), sin embargo normalmente su grasa y proteina es

más alta que la de los cereales con 4,7% y 16,3% respectivamente (Barghava et al.,

2006).

La Quinua en cuanto a su perfil de aminoácidos es uno de los mas completos, en

comparación con el de los cereales, además presenta importantes contenidos de

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Capítulo 1 19

minerales y vitaminas, especialmente calcio, fósforo, hierro, riboflavina y vitamina C, que

en conjunto le dan las propiedades nutraceúticas (Romo et al., 2006).

Uso como extensor

En la elaboración y evaluación de una salchicha tipo Frankfurt con sustitución de harina

de trigo por harina de quinua desaponificada (chenopodium quinoa, wild), Montañez y

Pérez (2007), concluyeron que el uso como extensor, no altera las características

sensoriales del mismo con un remplazo del 100% de la harina de trigo.

Otros extensores

Según Dzudie et al (Dzudie et al., 2002), la inclusión de diferentes niveles de fríjol común,

afecta significativamente la composición proximal de productos cárnicos. Además, la

harina de frijol común incrementa la capacidad de retención de agua y el pH, respecto al

control, lo cual está relacionado con las pérdidas por cocción, que a su vez disminuyen

con el incremento de los niveles de harina de fríjol común agregada en las emulsiones.

Así mismo, se halló en particular que los embutidos extendidos con harina de fríjol

común, empleando niveles de 5, 7.5 y 10% fueron más luminosos que el control. En

general la adición de harina de fríjol común disminuyó la fuerza de corte y la dureza de

los productos cocidos (Albarracín et al., 2010).

También se ha empleado la harina de garbanzo, en la preparación de salchichas y se ha

encontrado que niveles de sustitución del 30% afectan negativamente la aceptabilidad

del producto. La incorporación de harina en las salchichas, incrementa las pérdidas por

cocción y genera textura más suave. Además, la incorporación de harina de garbanzo

causa decoloración de las salchichas crudas, siendo más evidente esto durante el

almacenamiento a 0°C. Se ha encontrado que es necesario calentar la harina de

garbanzo a 80°C durante 1h, para evitar la decoloración de salchichas crudas, causada

por la peroxidación lipídica en almacenamiento (Serdaroglu et al., 2005). Adicionalmente

se ha comparado la inclusión de harina de garbanzo (Variedades Kabuli y Desi) al 2,5 y

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20 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

5% en productos tipo bologna baja en grasa, encontrándose rendimientos en cocción y

aceptación fisicoquímica y sensorial independientes de la variedad (Tushan et al., 2010).

La harina de garbanzo y otras leguminosas tales como la harina de frijol negro (BBF) y la

harina de lentejas (LF), han sido utilizadas en un nivel del 10%, para extender

albóndigas. El uso de BBF y LF, generó un mayor rendimiento de cocción, en absorción

de la grasa y retención de humedad, lo cual indica que las proteínas de estas

leguminosas tienen la habilidad de enlazar mayor cantidad de agua en relación con la

harina de garbanzo. Con la inclusión de estos extensores al 10%, se encontraron

diferencias significativas en el valor L* del color, siendo más alto comparado con el

control y fue obtenida una gran aceptación, en términos de las propiedades sensoriales.

Sin embargo, con la harina de garbanzo se obtuvieron los puntajes más bajos en relación

con la textura y palatabilidad (Serdaroglu et al., 2005).

El aislado proteico de las semillas de lupino (Lupinus albus), ha sido utilizado como

extensor en la elaboración de productos cárnicos tipo Frankfurt, debido a que el

porcentaje de proteína es elevado (31%), en comparación al de la soya. Se encontró que

la inclusión del aislado proteico de este extensor al 1% no afectó la textura ni el color del

producto, mientras que el 3% de inclusión el producto no fue aceptado (Alamanou et al.,

1996).

Se ha incorporado la proteína de germen de maíz en los productos cárnicos como

ingrediente (4%) y como estabilizador (2%) en la grasa de pre-emulsionados (PEF) para

aumentar el rendimiento, manteniendo la textura y otras cualidades similares a las de los

productos cárnicos en general. Los patés de res extendidos con harina del germen de

maíz al 4%, tienen rendimientos por cocción de 77,1%, así mismo, presentan la mayor

retención de grasa y agua, sin causar alteraciones en la calidad sensorial y aceptabilidad

del producto (Serdaroglu y Degirmencioglu, 2004). También se ha encontrado que la

inclusión de harina y concentrado de girasol en salchichas, proporciona una mejor

estabilidad de la emulsión que los suplementos de soya. Sin embargo, los embutidos

elaborados con proteínas de girasol, son menos aceptables debido a su coloración

oscura (Alamanou et al., 1996; Salgado, 2009).

La nuez ha sido evaluada en el desarrollo de productos cárnicos tipo emulsión, con

distintos niveles de inclusión desde el 7 hasta el 25%, con los cuales se hallaron atributos

adecuados de calidad, análogos a derivados cárnicos de similar naturaleza. Los

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Capítulo 1 21

resultados observados en los distintos trabajos han puesto en evidencia la influencia de

la nuez sobre la estabilidad de las emulsiones, los parámetros de color y textura, así

como sobre la microestructura y los atributos sensoriales de los diversos sistemas

cárnicos (Ayo, 2007).

En general, la industria cárnica a través de los tiempos ha buscado mejorar la producción

a través del empleo de diversos extensores, generando efectos positivos y negativos, los

cuales dependen del tipo de producto y el porcentaje de inclusión, de las propiedades

funcionales y estructura de las proteínas (Tabla 1-2).

Tabla 1-2. Contenido proteico y algunas propiedades funcionales de los extensores de

origen animal y vegetal más usados

Extensor Proteína % CE* +Solubilidad%

Nivel de uso%

Producto cárnico

Orig

en a

nim

al

PB7,60 (21)

5,70 (19) NR5-10(11) Salchichón de pollo

(11)CPB 73,7+/-0,6

(15) 289+/-7,8(15)

60-80 (15)1(15) Hamburguesa (15)

CS 88,0+/-0,1(22)

NR 90-100 (22) 2 (53) Albóndigas (24,25)

APSu 95,0 (24) 110 (24) 80-100 (30) 2 (27) Patés(27)

HCB >90,0(9) NR 20-60 (30) 1,5 (56) Jamón prensado (56)

Orig

en V

eget

al

HS 50,7(6) >66,0(6)

36 (6) 3,5 (47) Albóndigas (47)

CPS 67,2 (6) >66,0 (6) 27 (6) 3,5 (40) Patés (7,55)

APSo 89,7 (6) 32,0 (6) 55 (6) 2 (40) Salchichas (33,57)

HG 24,0 (37) NR 80-100 (37) 2-5(37) Mortadelas (37)

HFC 21,7+/-0,4(54)

42,5+/-0,1(54)

60-80 (54) 2,5 (34)3,0 (35)

Salchichas(34,35)

* CE: Capacidad emulsificante (mL aceite/g producto); +Máximo Porcentaje de

solubilidad a pH >7,0 PB: Plasma bovino; CPB: Concentrado de plasma bovino; CS:

Caseinato de sodio; APSu: Aislado proteico del suero; HCB: Hidrolizado proteico de

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22 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

colágeno; HS: Harina de Soya nitrógeno de alta solubilidad; CPS: Concentrado proteico

de soya; APSo: Aislado proteico de soya; HG: Harina de Garbanzo variedad Kabuli; HFC:

Harina de fríjol común germinado variedad blanca NR: No reportado

Conclusiones

El plasma bovino en productos de pasta fina empleado en niveles entre 5 y 10%, ha

permitido mejorar los rendimientos después de los tratamientos térmicos, sin embargo su

inclusión ha generado cambios en el color de los productos, haciéndolos más luminosos

respecto a productos elaborados sin extensor. Efectos similares fueron encontrados en

embutidos a los que se les ha incluido caseinato de sodio al 4% y coprecipitados lácteos

al 10% y aislado proteico de suero nativo al 1,5%.

De los extensores de origen vegetal, los concentrados y aislados proteicos de soya

incorporados a niveles del 3% en productos cárnicos, han generado los mayores

rendimientos, sin producir cambios en el aroma, sabor, jugosidad y palatabilidad,

respecto a los productos control. La inclusión de proteínas del trigo a niveles entre 3% y

6%, también ha mejorado los rendimientos y la estabilidad de las emulsiones cárnicas,

sin embargo, en productos cocidos ha disminuido la fuerza de corte y la dureza, lo cual

afecta negativamente la aceptabilidad de los productos. En Latinoamérica, la

investigación de los extensores de origen animal y vegetal, permite contribuir con el uso

sostenible de los recursos de la biodiversidad, generando conocimiento, el cual puede

constituirse como solución a los problemas de seguridad alimentaria de los sectores de

recursos económicos escasos.

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2. Microestructura y Propiedadesfuncionales de harinas de Chachafruto(Erythrina edulis) y Quinua (ChenopodiumQuinoa W): Potenciales extensores cárnicos

MICROSTRUCTURE AND FUNCTIONAL PROPERTIES OF CHACHAFRUTO(Erythrina edulis) AND QUINOA (Chenopodium Quinoa W) FLOURS: POTENTIAL

MEAT EXTENDERS

Natalia Delgado C 1, 2, Quím, William Albarracín H1, Ph.D

1. Universidad Nacional de Colombia. Instituto de Ciencia y Tecnología deAlimentos.ICTA

2. Universidad Nacional de Colombia. Posgrado en Ciencia y Tecnología de Alimentos

RESUMEN

Las propiedades funcionales (capacidad de retención de agua, actividad y capacidad

emulsificante, absorción y solubilidad en agua, índices de solubilidad de nitrógeno e

índices de dispersabilidad) fueron determinados para las harinas de quinua, chachafruto,

trigo y soya. También, se realizó la caracterización morfológica de las harinas mediante

microscopía electrónica de barrido. Para estos extensores, la capacidad de retención de

agua se encontró entre 3,67 y 5,19; los índices de absorción de agua fueron desde 0,78

hasta 2,54 y los valores de pH fueron de 6,2 a 6,8. Las harinas de chachafruto

presentaron estructura ovoide mientras que la harina de quinua presentó arreglos

esféricos.

PALABRAS CLAVE: Emulsión, harina, propiedades funcionales, tecnología de alimentos

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32 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

ABSTRACT

Quinoa and Chachafruto flours are potential raw materials due to their good content of

protein, starch and other components. Their functional properties were determined and

compared with the properties of wheat and soy flours. Additionally, a morphological

characterization of all the previous flours was performed by means of scanning electron

microscopy. For quinoa and chachafruto flours, water holding capacity was between 3,67

and 5,19, respectively. The water absorption indexes were between 0,78 and 2,54, and

pH values were from 6,2 to 6,8. Chachafruto flour showed ovoid structure while quinoa

flour had spherical arrangements.

KEYWORDS: Emulsion, flour, functional properties, food technology

2.1 Introducción

Los extensores cárnicos son ingredientes con un buen contenido de proteína, obtenida

de fuentes de origen animal y vegetal (Desrosier, 1976), que además de reducir los

costos en la producción de derivados de la carne (debido a que reemplazan parte de la

carne), ofrecen beneficios tecnológicos y nutricionales. El comportamiento funcional de

las proteínas en un sistema cárnico depende de sus propiedades fisicoquímicas, tales

como tamaño, forma, carga neta, composición y secuencia de aminoácidos,

hidrofobicidad, hidrofilicidad, tipos de conformación y estructuras y de factores propios

del sistema, siendo estos: el pH, la fuerza iónica, la concentración de sal, el nivel de agua

adicionada, temperatura y tiempo de mezcla entre otros (Smith et al, 1973).

Las propiedades funcionales influyen en el efecto que las proteínas generan en los

sistemas alimenticios durante el procesamiento, almacenamiento, cocción y consumo,

por tanto son determinantes en la calidad sensorial, nutricional y fisicoquímica del

producto final. Entre las propiedades funcionales se encuentran la capacidad de

retención de agua, emulsificación, dispersabilidad, solubilidad, gelación, entre otras

(Jideani, VA). Los extensores, en determinados niveles de adición generan efectos

tecnológicos positivos en los productos cárnicos, debido a que reducen las pérdidas por

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cocción, mejoran la capacidad y estabilidad emulsificante, la capacidad de retención de

agua, valor nutritivo y características sensoriales (Correia y Mittal, 2000). Las harinas de

quinua y de chachafruto son potenciales materias primas debido a su buen contenido de

proteína, almidón y otros componentes. El alcance de este trabajo fue evaluar algunas

de las propiedades funcionales (capacidad de retención de agua, actividad y capacidad

emulsificante, absorción y solubilidad en agua, índices de solubilidad de nitrógeno e

índices de dispersabilidad) de las harinas de quinua y chachafruto y compararlas con

extensores cárnicos comerciales como lo son las harinas de trigo y de soya.

2.2 Materiales y Métodos

2.2.1 Obtención de harinas

La harina de quinua, junto con la harina de soya y trigo fueron adquiridas con un

proveedor local (Molinos San Martín®). La harina de chachafruto fue preparada de

acuerdo con el procedimiento de Acero (2002), a partir de frutos frescos provenientes del

municipio de Jamundí, Valle. Los frutos fueron sacados de sus vainas, lavados y

seleccionados manualmente, posteriormente se les retiró la cáscara en una peladora

industrial tipo continuo marca Javar, se cortaron en láminas en un procesador de

alimentos marca Javar y se secaron a 50°C. Los frutos secos se trituraron en un molino

de martillos con malla de 0,5 mm. Todas las harinas fueron liberadas de impurezas

empleando el equipo RO-TAP Testing Sieve Shaker No. 18229 (WS Tyler Company), con

un juego de tamices Serie Tyler No. 18, 35, 60, 70, 80 y 100. Luego se empacaron al

vacio, empleando la empacadora Henkovac, y se almacenaron a temperatura ambiente

promedio (18°C) hasta su posterior análisis.

2.2.2 Distribución de tamaño de partícula y microestructura

Se tomaron mediante el método del cuarteo manual, 200 g de muestra de cada una de

las harinas, en el equipo RO-TAP Testing Sieve Shaker No. 18229 (WS Tyler Company),

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34 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

através de un juego de tamices Serie Tyler No. 18, 35, 60, 70, 80 y 100 para su posterior

tamizado durante 10 minutos. La morfología y estructura superficial de las harinas fue

observada en un microscopio electrónico de barrido FEI Quanta 200 (Operado a 20 kV).

Las muestras fueron metalizadas con oro-paladio 8:2.

2.2.3 Análisis proximal

La composición proximal de las harinas empleadas fue determinada de acuerdo con los

métodos de AOAC: Las cenizas se determinaron por gravimetría según el método 923.03

de AOAC. La humedad se determinó por gravimetría para las harinas según método

930.15 de AOAC. La grasa de las harinas fue analizada por el método de AOAC 922.06

mediante extracción continua con soxhlet en el equipo Velp Scientifica SER 148,

utilizando como solvente bencina de petroleo. A las muestras de harina se les determinó

proteína, según método Kjeldahl de AOAC 2011.11, empleando el equipo Digestor Foss

Tecator 2006 y la unidad de destilación Kjeltec System Tecator 1002 . El contenido de

proteína se expresó para la harina de trigo como P= N*5,7 y para los demás extensores

como P= N*6.25, donde N es el contenido de nitrógeno en la muestra. El pH fue obtenido

mezclando 2,5 g de muestra en 25 mL de agua desionizada, se filtró y se midió el pH con

un pH metro digital Schott HandyLab (Alakali et al., 2010, método AOAC 2000, 943.02).

Los análisis fueron realizados por triplicado.

2.2.4 Propiedades funcionales

2.2.4.1 Capacidad de retención de agua (CRA)

Se pesó y se dispersó 1 g de harina en 30 mL de solución de NaCl al 2,0%. El pH se

ajustó a 7,0. Luego, se agitó durante 10 min y se calentó a 85°C por 15 min. Las

muestras se dejaron enfriar y fueron centrifugadas a 5000 rpm a 25°C por 15 min. El

sobrenadante fue eliminado y se pesó la muestra (Smith et al, 1976).

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2.2.4.2 Determinación del índice de absorción de agua (I.A.A.) y el índice desolubilidad en agua (I.S.A.)

Se pesaron 2,5 g de harina, se adicionaron 50 mL de agua destilada y se agitó. Se tomó

una alícuota de 10 g de la suspensión y se centrifugó a 3000 rpm por 15 min. El

sobrenadante se decantó, se secó a 100°C durante 24 horas y el sedimento se pesó.

Peso muestra (g)= Peso muestra seca(g) * alícuota (g)

Peso muestra seca (g)+agua(g) (1)

I.A.A.= Peso gel(g)

Peso muestra (g) (2)

I.S.A (%)= Peso sobrenadante(g)-Peso seco sobrenadante (g) *100

Peso muestra (g) (3)

2.2.4.3 Actividad emulsificante (AE)

Se pesaron 2,5 g de harina y se suspendieron en 50 ml de agua destilada; el pH se

ajustó a 7,0. La suspensión se pasó a un vaso de licuadora donde se adicionaron 50 ml

de aceite de maíz para ser emulsionada durante 3 minutos a máxima velocidad. La

emulsión se dividió en 2 tubos Falcon de 50 ml, se centrifugó a 2900 rpm por 5 minutos

(Smith et al, 1976; Dench et al., 1981).

% Actividad emulsificante= Altura de la capa emulsificada (mL) x100 (4)

Altura total del contenido en el tubo (mL)

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36 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

2.2.4.4 Capacidad emulsificante (CE)

Se dispersaron 6,7 g de harina en 100 mL de solución de NaCl al 2,0%, se mezcló por 10

min. El pH fue ajustado entre 6,5-7,0. Se adicionó aceite de maíz (previamente se le

colocó colorante liposoluble) con agitación a máxima velocidad a una rata de 1 mL de

aceite/s (Smith et al, 1976).

2.2.4.5 Indice de Dispersabilidad

Se prepararon suspensiones en agua para cada harina al 3%, 6% y 9%. Luego, fueron

medidos 10 mL del líquido y se colocaron en tubos falcon previamente pesado. Se agitó

durante 1 minuto el tubo falcon en vortex a 200 rpm y se coloco el tubo en un baño de

agua termostatado durante 30 minutos a 25°C. Luego se centrifugó durante 15 minutos a

3000 rpm. Se separó el sobrenadante y se secó a 60°C por 15 horas. El mismo

procedimiento fue realizado para cada harina variando la temperatura en el baño

termostatado (45°C y 75°C).

2.3 Resultados y Discusión

De acuerdo con la curva de distribución de las fracciones granulométricas para las

harinas (figura 2-1) y las microfotografías obtenidas (fotografía 2-1) se encontró que el

tamaño promedio de las partículas que conforman las harinas está entre 14 y 250 m.

Estos resultados, evidencian que los tamaños de partícula de los extensores a incluir en

el procesamiento son inferiores a 250 m. Particularmente, para la harina de soya, la

NTC 2457, establece que los tamaños de partícula permitidos deben encontrarse entre

177 y 250 m, además estos tamaños están de acuerdo con estudios que reportan que

la harina de soya tiene tamaños de partícula de 157 m (Singh et al, 2008). Según norma

del codex, el tamaño de partícula, para la harina de trigo debe ser menor o igual a 212

m. Para las harinas de quinua y chachafruto, el mayor porcentaje de partículas que las

conforman, se encontraron entre 150m a 200 m.

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Figura 2-1. Distribución granulométrica de las harinas

A nivel morfológico, se observó en las partículas de harina chachafruto, una superficie

estriada y forma ovoide, mientras que las partículas de las demás harinas presentan

arreglos esféricos correspondientes a los gránulos de almidón principalmente (Hevia.,

2001). Para la harina de quinua, los gránulos de almidón son de forma esférica, se

presentan aislados o hacen parte de agregados (Hevia., 2001).

Fotografía 2-1. Micrografías de las muestras de harinas a) Harina de chachafruto. b)Harina de quinua. c) Harina de Soya. d) Harina de Trigo

a) b) c) d)

Con los resultados de la tabla 2-1, se confirma que los extensores provenientes de

leguminosas, son los que presentan mayor porcentaje de proteínas, cenizas, y menor

porcentaje de humedad, en relación a los que se obtienen de cereales y pseudocereales

como el trigo y la quinua, respectivamente. Estos resultados están de acuerdo a lo

reportado para la harina de quinua (Bhargava et al., 2006), cuyos porcentaje de proteína

promedio fue de 13,81%, de grasa 1,8% y cenizas 3,4%. Por otro lado, los resultados de

composición para la harina de trigo, coincide con lo reportado, cuyo porcentaje de

proteínas para la harina de trigo se encontró entre 9,7 a 12%, grasa 1,1% y almidón entre

70-80% (Blanchard et al., 2012). Respecto al contenido de grasa y proteína, la harina de

soya presenta el mayor porcentaje, esto coincide con lo reportado (Singh et al., 2008). La

harina de chachafruto, presentó el segundo mayor porcentaje de proteína, en relación a

las harinas estudiadas, se obtuvo 22,81% de proteína y esto concuerda con los reportes

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38 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

cuyo contenido de proteìna fue de 23% (Barrera, 2002 ; Perez et al., 1979). En tanto, la

humedad encontrada para la harina de chachafruto fue de 9,00%, lo cual coincide con

otros estudios, cuya humedad para la harina fue de 8,37% (Arango et al., 2012).

Tabla 2-1. Composición proximal de los extensores*

*Valores expresados en base seca.**Diferentes letras en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05)

La capacidad de retención de agua para las harinas de quinua y trigo fueron de 5,01 y

5,19 respectivamente, mayor a la de las harinas de soya y chachafruto, cuya capacidad

de retención de agua fue 3,92 y 3,67, respectivamente (Tabla 2-2), lo cual indica que las

harinas de trigo y quinua, presentan proteínas que interactúan con el agua del sistema ,y

por tanto van a influir en la viscosidad, textura y sabor del producto cárnico en el que se

incluyan. (Blanchard et al., 2012, Moure et al., 2006). Sin embargo, la harina de trigo

presentó la menor capacidad emulsificante. Los indices de solubilidad en agua (I.S.A),

para las harinas resultaron significativamente diferentes (p<0,05), siendo la harina de

soya la que presentó el mayor indice I.S.A, por tanto los componentes de la harina

pueden estar disponibles para interactuar en el medio acuoso con los demás

componentes del sistema.

Tabla 2-2. Propiedades funcionales de los extensores

*Diferentes letras en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05)**CE: expresado como (mL aceite/g harina)

Extensorcárnico

Humedad (%) Cenizas(%)

Proteínas (%) Grasa(%)

CarbohidratosTotales(%)

pH

Harina deChachafruto

9,00+/-0,60b 5,35+/-0,52a 22,81+/-0,28b 0,70+/-0,01c 74,23+/-0,59b 6,77+/-0,18a

Harina deQuinua

11,74+/-0,01a 1,74+/-0,05b 11,84+/-0,64d 2,05+/-0,01b 73,40+/-0,04a 6,59+/-0,11a

Harina deSoya

5,05+/-0,59c 4,68+/-0,23a 34,81+/-0,39a 1,47+/-0,07a 46,95+/-0,07c 6,83+/-0,23a

Harina deTrigo

12,90+/-0,29a 0,80+/-0,02b 14,33+/-0,34c 0,41+/-0,08d 64,67+/-0,82a 6,24+/-0,09b

Extensor cárnico CRA AE (%) CE** I.A.A I.S.A (%)Harina de

Chachafruto3,67+/-0,33b 43,81+/-1,90 13,40+/-0,007 2,54+/-0,58a 18,35+/-1,55b

Harina de Quinua 5,01+/-0,01a 52,86+/-3,53 14,16+/-0,02 0,87+/-0,09b 12,50+/-1,65c

Harina de Soya 3,92+/-0,14b 55,90+/-2,64 15,35+/-0,0005 0,81+/-0,16b 26,27+/-0,26a

Harina de Trigo 5,19+/-0,15a 49,76+/-0,48 7,46+/-0,006 0,78+/-0,11b 6,77+/-0,18d

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En la figura 2, se observa que los índices de solubilidad de nitrógeno (ISN) fueron

mayores para la harina de trigo y quinua con valores del 28% y 23%, respectivamente.

Mientras que la harina de chachafruto y soya, presentaron ISN, más bajos siendo estos

15% y 13% respectivamente. Los valores de ISN, tienen relación con el tratamiento

térmico efectuado durante la preparación, asì mismo, con el grado de desnaturalización

de las proteínas que constituyen las harinas (Lusas y Ríaz, 1995, Smith et al.,1976), por

tanto los índices ISN obtenidos, evidencian que las proteínas de las harinas de trigo y

quinua, están más disponibles para interactuar principalmente con la grasa y el agua,

presentes en las emulsiones para la preparación de los productos cárnicos (Pali y

Coetzee., 2009; Caprita et al, 2010).

Figura 2-2. Indice de Solubilidad de Nitrógeno para los extensores

En las figuras 3, 4, 5 y 6 se observan los índices de dispersabilidad de los extensores en

función de la concentración y la temperatura. De acuerdo con esto, en las figuras 3 y 4 se

observa que los índices disminuyeron su valor con los incrementos en la concentración.

Sin embargo, para la harina de quinua, se observan índices de 23% con el incremento de

la temperatura y concentración del 3%, mientras con la harina de trigo en estas mismas

condiciones el índice de dispersión fue de 5,5%.

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40 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Figura 2-3. Indice de dispersabilidad para la harina de Quinua

Figura 2-4. Indice de Dispersabilidad para la harina de Trigo

En las figuras 5 y 6, para la harina de chachafruto y soya, se observa un efecto positivo

de la temperatura sobre la dispersión debido a que se obtuvieron índices del 35% para

ambos extensores en concentración del 3% a 75°C. Sin embargo, se encontró que a

medida que aumenta la concentración de los extensores, el índice de dispersión fue

disminuyendo.

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Figura 2-5. Indice de dispersabilidad para la harina de chachafruto

Figura 2-6. Indice de Dispersabilidad para la harina de Soya

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42 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

2.4 Conclusiones

Las harinas de trigo y quinua, presentaron las mayores capacidades de retención de

agua e índices de solubilidad de nitrógeno, respecto a las harinas de soya y chachafruto,

propiedades funcionales de importancia para la elaboración de productos cárnicos.

Ademàs, la harina de quinua presentó valores similares de actividad emulsificante y

capacidad emulsificante, comparados con los de las harinas de soya y chachafruto. Por

otro lado, la harina de trigo es el extensor que presentó los menores valores en índice de

absorción de agua, ìndice de solubilidad de agua y capacidad emulsificante.

2.5 ReferenciasAcero Duarte, LE. Guía para el cultivo y aprovechamiento del Chachafruto o Balú:

Erytrina edulis [Internet]. Bogotá: Convenio Andrés Bello; 2002. 46 p. Disponible en:

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43

Blanchard, C. Labore, H. Verel, A. Champion, D. 2012. Study of the impact or wheat flour

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44 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

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3. Efectos de la inclusión de harinas deChachafruto y Quinua sobre la Estabilidad delas emulsiones cárnicas

EFFECTS OF THE INCLUSION OF QUINOA (Chenopodium Quinoa W) ANDCHACHAFRUTO FLOURS (Erythrina edulis) ON THE STABILITY OF MEAT

EMULSIONS

Natalia Delgado C 1, 2, Quím, William Albarracín H1*, Ph.D

1. Universidad Nacional de Colombia. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos(ICTA) 2. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ciencias. Programa de Maestríaen Ciencia y Tecnología de Alimentos

RESUMENSe estudió el efecto que genera la harina de chachafruto y quinua, sobre la estabilidad de

las emulsiones cárnicas en el procesamiento de salchichas tipo Frankfurt. Los

tratamientos se definieron mediante la inclusión de harina de trigo, quinua, soya y

chachafruto, en porcentajes de 3%, 6% y 9%. Se realizaron dos lotes de salchichas por

tratamiento. Se encontró que la estabilidad y el pH de las emulsiones cárnicas es

dependiente del tipo y porcentaje del extensor incluido, siendo màs estables las

emulsiones cárnicas preparadas con harina de quinua al 9%. Por otro lado, los

rendimientos en la producción de salchichas tipo Frankfurt estuvieron entre 80-90%, lo

cual no difiere de la formulación control (p>0,05).

PALABRAS CLAVE: Estabilidad emulsificante, grasa, proteínas vegetales

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46 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

ABSTRACT

The effect generated by chachafruto and quinoa flour on the meat emulsion stability in

processing type Frankfurt sausages was studied. Treatments were inclusion of wheat

flour, quinoa flour, soy flour and chachafruto flour. The extenders were included in

percentages of 3%, 6% and 9%.There were two batches of sausages per treatment. It

was found that stability and pH of meat emulsions depend of the type and of the

percentage of extensor included. Then were more stable, the meat emulsion prepared

with quinoa flour al 9%. Also, the yields in the processing of sausages Frankfurter Type

were between 80-90%. It was not different of the control formulation (p> 0,05).

KEYWORDS: Emulsion-Stability, fat, vegetables proteins

3.1 IntroducciónLa estabilidad de las emulsiones cárnicas se ve afectada por factores como la capacidad

de retención de agua y grasa, entre las proteínas cárnicas, agua, grasa, sal y aditivos no

cárnicos, asi como tratamientos térmicos y mecánicos (Youseff y Barbut., 2010). Existen

varias teorías para explicar la estabilización de la grasa en las emulsiones cárnicas. Una

de ellas, describe la formación de una capa delgada de proteínas miofibrilares alrededor

de los glóbulos de grasa (Jones y Mandigo., 1982). Otra teoría propone que los glóbulos

de grasa son estabilizados porque estos quedan atrapados en un gel proteico (Lee et al.,

1981; Youseff y Barbut., 2010). Asì mismo, el agua es retenida en el gel y esto contribuye

a dar textura de los productos cárnicos procesados, debido al balance existente entre

proteína-agua y a las interacciones entre las proteínas. Asì, si el gel formado es débil, se

producen pérdidas excesivas de agua y grasa, causando un efecto negativo sobre la

textura y por tanto pérdidas de tipo económico (Flores et al., 2007).

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47

Las proteínas vegetales empleadas en los sistemas cárnicos, como extensores, sirven

para mejorar la retención de agua y la formación de estructura en los productos cárnicos,

por tanto, las pérdidas por cocción son reducidas (Dzudie et al., 2002) y puede

incrementar el rendimiento y la estabilidad del producto final (Flores et al., 2007). Asì que,

los extensores, contribuyen en la disminución de la pèrdida de agua durante el proceso

de cocción, lo que mejora la calidad física y sensorial (textura, apariencia y sabor) del

producto.

El objetivo de este trabajo fue conocer el desempeño de las harinas de quinua y

chachafruto como extensores cárnicos mediante el estudio comparativo con las harinas

de trigo y soya, sobre la estabilidad de las emulsiones cárnicas, para la elaboración de

salchichas tipo Frankfurt.

3.2 Materiales y Métodos

3.2.1 Procesamiento de emulsiones cárnicas

Las emulsiones cárnicas para la obtención de salchichas tipo Frankfurt fueron

preparadas de acuerdo con los protocolos de la planta piloto de carnes del Instituto de

Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA), los cuales cumplen con los requisitos de

composición y formulación de productos cárnicos cocidos, según la NTC 1325, quinta

actualización de 2008. Se emplearon como materias primas carne de cerdo (brazo), res

(cogote) y grasa dorsal porcina, las cuales se congelaron hasta el procesamiento.

Cada lote de salchichas producido fue de 5 Kg. Las carnes y la grasa fueron molidas

previamente. Para la emulsión control, se mezclaron en el cutter, el 25% de carne de

cerdo y el 40% de carne bovina, luego se adiciono el 10% de hielo, 1,8% de cloruro de

sodio, 0,02% de nitrito de sodio, 0,05% de eritorbato de sodio. Finalmente se adiciono el

15% de grasa, 1% de condimento y otro 10% de hielo, hasta obtener la emulsión.

Las demás emulsiones se prepararon incluyendo los extensores al 3%, 6% y 9%,

reduciendo en este mismo porcentaje el contenido de carne. La temperatura de las

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48 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

emulsiones, se mantuvo inferior a 10°C para evitar gelificación inducida durante el

procesamiento.

3.2.2 pH

El pH fue obtenido mezclando 2,5 g de muestra en 25 mL de agua desionizada, se filtró y

se midió el pH con un pH metro digital (Alakali et al., 2010, método AOAC 2000, 943.02).

Los análisis fueron realizados por triplicado.

3.2.3 Estabilidad de la emulsión

Se pesaron 50 g de emulsión cárnica, y se colocaron en tubos, los cuales fueron

centrifugados durante 5 minutos a 2900 rpm a 2°C y luego se calentaron a 40°C durante

15 min seguido por otros 20 min de calentamiento a 70°C. Los tubos se dejaron en

reposo por 40 min para permitir la liberación del exudado. El fluido total liberado fue

expresado como porcentaje. La grasa liberada se expresó como el peso luego de

calentar el exudado por 16 horas a 103°C. El agua liberada será la diferencia entre el

total de fluido liberado y la gras liberada. El agua y la grasa liberadas serán expresadas

como porcentaje respecto al peso de la muestra (Cofrades y Jiménez.,1998).

3.2.4 Rendimientos por cocciónLos rendimientos por cocción fueron determinados de acuerdo con lo reportado por

Naveena et al., 2006, donde:

3.2.5 Análisis proximal de las salchichas

La composición proximal de las salchichas fue determinada de acuerdo a los métodos de

AOAC (2000). Las cenizas se determinaron por gravimetría según el método 923.03 de

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49

AOAC. La humedad se determino por gravimetría según método 950.46 de AOAC. La

grasa se determino según método de AOAC 991.36 mediante extracción continua con

soxhlet en el equipo Velp Scientifica SER 148, utilizando como solvente bencina de

petroleo (marca Chemí ®). A las muestras de salchichas se les determino proteína, por el

método Kjeldahl de AOAC 928.08 II. La digestión fue realizada en el equipo Digestor

Foss tecator 2006 y la destilación en la unidad Kjeltec System Tecator 1002. Los análisis

fueron realizados por duplicado.

3.2.6 Análisis estadísticoLos porcentajes de rendimiento y propiedades fisicoquímicas, se analizaron mediante un

modelo completamente al azar con una estructura factorial 4 x 4 (Martínez et al., 2011).

Los factores fueron el tipo de extensor (Q, T, S y CH) y el porcentaje de inclusión (0%;

3%; 6% y 9%). Así que el modelo estadístico es definido por:

YijK = + i + j + (ij+ εijk

Donde YijK es la respuesta correspondiente al porcentaje de rendimiento y propiedades

fisicoquímicas para el tipo de extensor i, nivel de inclusión j, en la repetición k; es la

respuesta promedio del porcentaje de rendimiento y propiedades fisicoquímicas; i es el

efecto aditivo del tipo de extensor; j es el efecto aditivo del nivel de inclusión de los

extensores; (ij es el efecto aditivo de la combinación del tipo de extensor y el nivel de

inclusión y εijk es el error asociado a la variabilidad natural de las unidades

experimentales. Los supuestos del modelo son: Homogeneidad del material

experimental, el error experimental debe ser una variable aleatoria independiente con

distribución normal, media cero y varianzas homogéneas. Para la evaluación de

supuestos se empleo un nivel de significancia de 0,01. Los datos se analizaron mediante

el PROC GLM y Least square means del paquete estadístico SAS 9.0. El nivel de

significancia empleado para probar la hipótesis experimental fue de 0,05 (Confianza del

95%).

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50 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

3.3 Resultados y DiscusiónEn la figura 3-1, se observa la estabilidad de las emulsiones cárnicas preparadas para la

producción de las salchichas tipo Frankfurt y se encontró que a medida que aumenta el

porcentaje de inclusión de los extensores menor es el procentaje de pérdida de grasa y

agua. Además, se observa que la harina de trigo y soya incluidas en porcentajes del 3%,

generaron porcentajes de pérdida ligeramente mayores (22%) respecto a la formulación

control (sin extensores), siendo del 20%, lo cual es similar a lo reportado (Dzudie et al.,

2002). Por otro lado, con las harinas de chachafruto y quinua, disminuye el porcentaje de

pérdida de grasa y agua hasta 10,3% y 12,9% respectivamente, con porcentajes de

inclusión del 3%, alcanzándose las menores pérdidas a medida que aumenta el

porcentaje de inclusión en el procesamiento, las cuales fueron de 4,4% y 7,4% para la

harina de chachafruto y quinua respectivamente. Con estos resultados, es evidente que

el aporte de los extensores en función del porcentaje de inclusión disminuyen las

pérdidas, por tanto mejora la estabilidad de las emulsiones, coincidiendo asì con lo

reportado (Barbut y Youseff, 2009). Particularmente, con la harina de quinua se obtienen

las menores pérdidas, a causa de su capacidad de retención de agua y a que posee un

índice de solubilidad de nitrógeno, mejor que las demás harinas.

Figura 3-1. Estabilidad de las emulsiones cárnicas para la elaboración de salchichas tipoFrankfurt

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51

De acuerdo con la tabla 3-1, hay interacción significativa entre la dosis y el extensor,

hallándose que el pH de las emulsiones preparadas con harina de soya y chachafruto

presenta diferencias, siendo menor el pH de la emulsión preparada con harina de soya al

9% respecto al control. Mientras que las emulsiones preparadas con harina de

chachafruto, presentan valores de pH significativamente diferentes al control (p<0,05).

Las emulsiones preparadas con la harina de quinua y trigo mantuvieron el valor de pH

independientemente el porcentaje de inclusión. Sin embargo, para la harina de

chachafruto tiende a aumentar en función del incremento del porcentaje de inclusión.

Respecto, a otros estudios también se encuentra reportado que el pH de las emulsiones

cárnicas, generalmente tiende a aumentar, con la incorporación de proteínas no cárnicas

al sistema, esto debido a las interacciones que ocurren entre el agua y los diferentes

tipos de proteínas que conforman las harinas (Barbut y Youseff, 2009). Para la harina de

chachafruto, se encuentra reportado que las fracciones mayoritarias son las albùminas y

las glutelinas, las cuales son solubles en agua (Arango et al., 2012) y por tanto, esto

puede generar que el pH de la emulsión cárnica aumente respecto a la emulsión control,

desde 6,06 hasta 6,68. Por otro lado, la harina de soya generó disminución en el valor de

pH, debido a que està constituida por glicina, la cual contiene grupos sulfihidrilos y estos

son solubles en el agua (Asgar et al., 2010).

Tabla 3-1. pH en las emulsiones cárnicas

Tratamiento pH

Control 6,06 +/- 0,06b

Q3 6,11 +/- 0,04b

Q6 6,06 +/- 0,02b

Q9 6,09 +/- 0,014b

T3 6,16 +/- 0,028b

T6 6,14 +/- 0,028b

T9 6,15 +/- 0,00b

S3 6,10+/-0,021b

S6 5,58 +/- 0,0070c

S9 5,37 +/-0,11c

CH3 6,52+/- 0,078a

CH6 6,68 +/- 0,064a

CH9 6,50 +/- 0,092 a

P <0,05

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52 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

*Diferentes letras indican diferencias significativas (p<0,05)**Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3, Soya 3%; S6,Soya6%; S9, Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

Según los resultados expuestos en la tabla 3-2, se obtuvieron rendimientos en la

producción de salchichas tipo Frankfurt entre 80% y 90%, los cuales no presentan

diferencias significativas (p>0,05) respecto a los rendimientos obtenidos con la

formulación control y por tanto son aceptables. Entre extensores no varían los

rendimientos, se mantiene prácticamente igual para todos los extensores y todos los

niveles de inclusión. Asi mismo, las salchichas elaboradas con los cuatro extensores no

presentaron diferencias significativas en la humedad (p>0,05). Para todas las emulsiones

cambian de la misma manera, a medida que aumenta el porcentaje de inclusión tiende a

disminuir la humedad. Los extensores provenientes de leguminosas fueron los que

generaron efectos significativos en el porcentaje de cenizas del producto final.

Especificamente, la harina se soya incluida en porcentajes de 6 y 9% genero el efecto.

Para cada uno de los extensores a medida que aumenta el porcentaje de inclusión en la

emulsión cárnica aumenta el porcentaje de proteína (p<0,05). Estos resultados están de

acuerdo con lo descrito en varios estudios, los cuales han reportado que el contenido de

proteína de las emulsiones cárnicas incrementa con la adición de proteínas no cárnicas

provenientes de leguminosas (Dzudie et al., 2002). Por otro lado, existen interacción

significativa (p<0,05) entre el tipo de extensor y el porcentaje de inclusión, respecto a los

valores de pH del producto final; esos cambios en los valores de pH, fueron generados

por la inclusión de la harina de trigo y soya en todos los niveles de inclusión.

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Tabla 3-2 Análisis próximal de salchichas tipo Frankfurt

Tratamiento Cenizas(%)

Humedad(%)

Proteína(%)

pH Rendimientospor

cocción(%)Control 2,68+/-0,005bcd 65,09+/-0,657a 11,40+/-1,677b 6,45+/-0,014a 85,70a

Q3 2,66+/-0,033bcd 62,58+/-0,626a 12,65+/-0,324ab 6,45+/-0,014a 90,2a

Q6 2,67+/-0,0008bcd 62,18+/-0,622a 11,79+/-0,218b 6,48+/-0,021a 89,60a

Q9 2,76+/-0,026 bc 67,76+/-0,678a 12,04+/-0,486b 6,52+/-0,007a 90,60a

T3 2,64+/-0,019cd 62,05+/-0,620a 11,89+/-0,226b 6,37+/-0,014ab 86,00a

T6 2,63+/-0,03cd 61,18+/-0,612a 12,09+/-0,486b 6,26+/-0,00b 88,00a

T9 2,58+/-0,08d 60,54+/-0,605a 11,77+/-0,668b 6,37+/-0,014ab 87,80a

S3 2,72+/-0,0002bcd 62,62+/-0,626a 13,46+/-0,946ab 6,52+/-0,007a 86,90a

S6 2,80+/-0,024b 61,09+/-0,611a 12,98+/-0,674ab 6,28+/-0,007b 86,30a

S9 3,13+/-0,102a 59,24+/-0,592a 14,46+/-0,092a 6,36+/-0,134ab 85,30a

CH3 2,80+/-0,016b 63,66+/-0,637a 12,93+/-0,124ab 6,44+/-0,014a 84,40a

CH6 2,78+/-0,044bc 62,27+/-0,623a 13,19+/-0,076ab 6,41+/-0,042a 85,00a

CH9 2,82+/-0,019b 60,78+/-0,608a 13,29+/-0,287ab 6,44+/-0,00a 80,00a

P <0,05 0,8096 <0,05 <0,05 0,1691*Diferentes letras en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05)

**Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3, Soya 3%; S6,Soya6%; S9, Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

3.4 ConclusionesSe encontró que la estabilidad y el pH de las emulsiones cárnicas es dependiente del tipo

y porcentaje del extensor incluido, siendo màs estables las emulsiones càrnicas

preparadas con harina de quinua. Por otro lado, los rendimientos en la producción se

salchichas tipo Frankfurt estuvieron entre 80-90%, lo cual no difiere de la formulación

control.

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54 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

3.5 Referencias

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55

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4. Efectos de la inclusión de harinas deChachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre laspropiedades térmicas y reológicas de lasemulsiones cárnicas

EFFECTS OF THE INCLUSION OF CHACHAFRUTO (Erythrina edulis) AND QUINOA(Chenopodium Quinoa W) FLOURS ON THE THERMAL AND RHEOLOGICAL

PROPERTIES OF MEAT EMULSIONS

Natalia Delgado C 1, 2, Quím, William Albarracín H1*, Ph.D

1. Universidad Nacional de Colombia. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos(ICTA) 2. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ciencias. Programa de Maestríaen Ciencia y Tecnología de Alimentos

RESUMENLos efectos de los extensores cárnicos sobre las emulsiones cárnicas elaboradas para

producir salchichas tipo Frankfurt fueron investigadas usando análisis térmicos y

reológicos. Los geles que se forman con las harinas de quinua y trigo, poseen

interacciones proteicas más fuertes y elásticas, debido a que presentó el mayor módulo

de almacenamiento G´max. Ademàs, se observó que para el proceso de gelación, de las

emulsiones que contienen harina de quinua y trigo, se requiere una mayor cantidad de

energía, respecto a los geles formados a partir de las emulsiones constituidas por las

harinas de chachafruto y soya.

PALABRAS CLAVES: Calorimetría diferencial de barrido, extensores cárnicos, material

viscoelástico, microestructura, proteínas

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Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

ABSTRACT

The effects of meat extenders on the emulsions in the processing of type frankfurter

sausages were investigated using thermal and rheological analysis. The gels that were

formed with quinoa flour and wheat, have stronger and more elastic proteic interactions,

because they had the highest storage modulus G'max. Furthermore, it was observed that

for the process of gelation of emulsions containing quinoa flour and wheat, a greater

amount of energy is required, compared to the gels formed from the emulsions containing

chachafruto flour and soy flour.

KEYWORDS: Differential scanning calorimetry, meat extenders, viscoelastic composite,

microstructure, proteins

4.1 IntroducciónLas emulsiones cárnicas pueden ser consideradas como una mezcla compuesta de tejido

muscular, partículas de grasa, agua, condimentos, y proteínas solubilizadas debido a

diferentes fuerzas de atracción (Ferris et al., 2009). En tal sistema, la grasa es la fase

dispersa en la fase continua, que es el agua, en la cual se solubilizan las proteínas que

actúan como emulsificantes. De acuerdo con Foegeding (1988), las proteínas son los

principales constituyentes que forman la estructura en los productos cárnicos, afectando

la textura.

La miosina, es una de las proteínas principales en la carne, que por efectos térmicos

permite la formación de estructura, específicamente en los productos cárnicos de pasta

fina. Por otro lado, existen otros componentes de naturaleza no cárnica que también

contribuyen a la formación de una emulsión estable, tales como, el almidón, el aislado

proteico de soya, plasma bovino, carbohidratos complejos como la k-carragenina, entre

otros, que afectan las propiedades del producto durante la cocción.

Las salchichas tipo Frankfurt, están principalmente constituidas por proteínas cárnicas,

grasa, proteínas no cárnicas y carbohidratos complejos. También están constituidas por

componentes menores, entre los que se encuentran los condimentos,especias y otros

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Capítulo 4 59

que estén permitidos. El procesamiento de este producto involucra la preparación de una

emulsión a partir de los componentes cárnicos finamente cuteados y mezclados con los

demás ingredientes, posterior empacado y tratamiento térmico

(calentamiento/enfriamiento). El tiempo de tratamiento térmico, está limitado por el

tiempo requerido para que el centro geométrico de las salchichas alcancen un rango de

temperatura de 72-75°C (Carballo et al., 1996).

La calidad de las salchichas dependen de varios factores tales como la calidad de las

materias primas, las buenas prácticas de manufactura, los aditivos, el pH, las condiciones

de procesamiento, la carga microbiológica entre otros. Dentro de los atributos de calidad

afectados por la cocción durante el procesamiento, la textura es uno de los más

afectados debido a que la emulsión es transformada en un gel que presenta

comportamiento viscoelástico cuyas características dependerán de las condiciones de

procesamiento y la composición (Correia y Mittal, 2000; Bejosano y Corke.,1998), de aquí

que el estudio de ese comportamiento sea de importancia considerable.

El estudio de las propiedades viscoelásticas durante y después de la cocción, ha sido

llevado a cabo mediante experimentos de compresión uniaxial, sin embargo, actualmente

se emplean ensayos dinámicos como la reometría oscilatoria para caracterizar el

comportamiento termoreológico (Steffe, 1992; Chiang et al., 2009).

El conocimiento de los fenómenos de gelificación que ocurren en las emulsiones

cárnicas, mediante análisis térmicos y reológicos, permiten evaluar los efectos que los

componentes cárnicos y no cárnicos ejercen sobre la estructura y textura final del

producto.

El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de la inclusión de la harina de

chachafruto y de quinua, como extensores en la obtención de emulsiones cárnicas

durante el proceso de elaboración de las salchichas tipo Frankfurt. Para esto se

analizaron las propiedades térmicas y reológicas mediante calorimetría diferencial de

barrido, reología dinámica oscilatoria y la distribución microestructural mediante SEM y

microscopía óptica.

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60 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

4.2 Materiales y Métodos

4.2.1 Procesamiento de emulsiones cárnicas

Las emulsiones cárnicas para la obtención de salchichas tipo Frankfurt fueron

preparadas de acuerdo con los protocolos de la planta piloto de carnes del Instituto de

Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA), los cuales cumplen con los requisitos de

composición y formulación de productos cárnicos cocidos, según la NTC 1325, quinta

actualización de 2008. Se emplearon como materias primas carne de cerdo (brazo), res

(cogote) y grasa dorsal porcina, las cuales se congelaron hasta el procesamiento.

Cada lote de salchichas producido fue de 5 Kg. Las carnes y la grasa fueron molidas

previamente. Para la emulsión control, se mezclaron en el cutter, el 25% de carne de

cerdo y el 40% de carne bovina, luego se adiciono el 10% de hielo, 1,8% de cloruro de

sodio, 0,02% de nitrito de sodio, 0,05% de eritorbato de sodio. Finalmente se adiciono el

15% de grasa, 1% de condimento y otro 10% de hielo, hasta obtener la emulsión.

Las demás emulsiones se prepararon incluyendo los extensores al 3%, 6% y 9%,

reduciendo en este mismo porcentaje el contenido de carne. La temperatura de las

emulsiones, se mantuvo inferior a 10°C para evitar gelificación inducida durante el

procesamiento.

4.2.2 Análisis Térmico Diferencial (TGA)Se realizo el análisis térmico diferencial para la emulsión del tratamiento control, con una

muestra con peso inicial de 10,621 mg, en el equipo TA Instruments TGA 2050 desde

20°C a 600°C a una velocidad de 5°C/min, con corriente de nitrógeno de 100 mL/min.

4.2.3 Calorimetría Diferencial de Barrido Modulada (MDSC)El comportamiento térmico de las emulsiones cárnicas fue analizado por calorimetría

diferencial de barrido modulada. Para ello se coloco la muestra de emulsión cárnica (~15

mg) en una cápsula de aluminio, empleando una cápsula vacía como referencia. Las

cápsulas de muestra y referencia se sellaron hermeticamente y se colocaron dentro del

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Capítulo 4 61

calorímetro TA Instruments 2910. Se permitio llegar al equilibrio hasta 30°C por 10 min.

El barrido de temperatura fue desde 30°C hasta 150°C con una velocidad de

calentamiento de 5°C/min. Se registraron los termogramas y a partir de estos fueron

identificadas las temperaturas de transición térmica y cambios en capacidad calorífica.

Los datos reportados son el promedio de dos repeticiones por tratamiento (Bejosano y

Corke, 1998; Chen et al., 2007; Than et al., 2007).

4.2.4 Propiedades reológicas de las emulsiones cárnicasLas propiedades viscoelásticas de las emulsiones cárnicas fueron llevadas a cabo

mediante reometría dinámica, empleando un reometro Bohlin Instruments CVOR 200

equipado con geometría de placas paralelas de 25 mm de diametro con una superficie

suave. Todos los ensayos fueron realizados con esta geometría, colocando la muestra

sobre la superficie del plato inferior. El GAP empleado fue de 0,5 mm.

4.2.4.1 Determinación del Rango Lineal ViscoelásticoEl rango lineal viscoelástico de las emulsiones cárnicas fue determinado en el reometro a

25°C. Se llevaron a cabo barridos de deformación desde 0,1% hasta 10%, a una

frecuencia de 1 Hz. Se obtuvieron los módulos de almacenamiento (G’) y pérdida (G’’).

Se realizaron 3 repeticiones.

El límite viscoelástico lineal fue empiricamente definido como la deformación en la cual el

módulo de almacenamiento (G’) corresponde al 95% del módulo máximo de

almacenamiento (G’max) obtenido durante los ensayos de barrido (Yoon et al., 2004).

4.2.4.2 Barridos de FrecuenciaEstas pruebas fueron realizadas desde 0,1 Hz hasta 10 Hz en un valor crítico de

deformación para las emulsiones cárnicas previamente determinado para establecer el

rango lineal viscoelástico. Se obtuvieron los módulos de almacenamiento (G’) y de

pérdida (G’’) como función de la frecuencia.

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62 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

4.2.4.3 Medidas reológicas

Para estudiar la cinética del proceso de gelificación que le ocurre a las emulsiones

cárnicas en función de la temperatura, se llevaron a cabo incrementos lineales de

temperatura para todos los tratamientos, desde 25°C a 85°C (Zhang et al., 2004) a dos

velocidades (2°C/min y 10°C/min). usando una frecuencia de 1 Hz y la deformación

determinada previamente mediante el rango viscoelástico lineal. Cada experimento fue

realizado por triplicado.

El análisis de los datos fue llevado a cabo de acuerdo a los procedimientos empleados

en otros estudios (Ferris et al., 2009)

La velocidad de reacción puede ser evaluada a través de la siguiente ecuación:

(Ec. 1)

Donde C es la concentración, t es el tiempo, k es la constante de velocidad de reacción y

n es el orden de reacción.

El efecto de la temperatura fue considerado a través de la ecuación de Arrhenius con

dependencia del tiempo y la temperatura:

(Ec. 2)

Donde es el factor pre-exponencial, la energía de activación (J/mol), R es la

constante universal de los gases (8,314 J/mol K), y T es la temperatura absoluta (K).

Bajo tales condiciones, y combinando las ecuaciones (1) y (2), la cinética de reacción

depende de la temperatura:

(Ec. 3)

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Capítulo 4 63

Con los tratamientos no isotérmicos son llevados a cabo usando una velocidad de

calentamiento constante (A), desde una temperatura inicial (To), el perfil de temperatura

puede ser escrito como:

(Ec. 4)

Combinando las ecuaciones, se obtiene:

ln (Ec. 5)

Los parametros cinéticos en la ecuación (5), y , se estimaron mediante una gráfica

tipo Arrhenius.

4.2.5 Microscopía óptica

Se realizo la fijación de la estructura mediante la técnica de ultracongelación empleando

el criotomo Leica CM1850, extendiendo una pequeña cantidad de muestra de emulsión

cárnica en el medio de inclusión líquido (TissueTek II OCT) en la superficie de un botón

portaobjeto. Se realizaron los cortes con el microtomo de congelación para obtener

muestras de 6 m de espesor, las cuales fueron transferidas a láminas portaobjetos. Las

muestras fueron teñidas con hematoxilina-eosina para colorear las proteínas de rojo.

Posteriormente, se realizo una coloración con solución de yodo. La distribución de las

proteínas en la muestras fue observadas usando un microscopio óptico (Eclipse E600,

Nikon, Tokyo, Japan) y las fotos fueron tomadas usando una cámara digital (Olympus

DP12). Se empleó el analizador de imágenes Image J, para determinar el porcentaje de

area ocupada por los componentes (proteína, grasa y agua) que conforman la emulsión.

4.2.6 Microscopía electrónica de barrido (SEM)

Los cambios estructurales en las emulsiones cárnicas luego del proceso de cocción

fueron observados usando SEM. Las muestras fueron criofracturadas empleando

nitrógeno liquido. Posteriormente, las muestras fueron metalizadas con oro-paladio 8:2 y

la sección transversal fue examinada en un microscopio electrónico de barrido FEI

Quanta 200 (Operado a 20 kV).

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Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

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4.2.7 Análisis estadísticoLos parametros térmicos y reológicos, se analizaron mediante un modelo completamente

al azar con una estructura factorial 4 x 4 (Martínez et al., 2011). Los factores fueron el

tipo de extensor (Q, T, S y CH) y el porcentaje de inclusión (0%; 3%; 6% y 9%). Así que

el modelo estadístico es definido por:

YijK = + i + j + (ij+ εijk

Donde YijK es la respuesta correspondiente al parámetro térmico y reológico para el tipo

de extensor i, nivel de inclusión j, en la repetición k; es la respuesta promedio del

parámetro térmico y reológico; i es el efecto aditivo del tipo de extensor; j es el efecto

aditivo del nivel de inclusión de los extensores; (ij es el efecto aditivo de la

combinación del tipo de extensor y el nivel de inclusión y εijk es el error asociado a la

variabilidad natural de las unidades experimentales. Los supuestos del modelo son:

Homogeneidad del material experimental, el error experimental debe ser una variable

aleatoria independiente con distribución normal, media cero y varianzas homogéneas.

Para la evaluación de supuestos se empleo un nivel de significancia de 0,01. Los datos

se analizaron mediante el PROC GLM y Least square means del paquete estadístico

SAS 9.0. El nivel de significancia empleado para probar la hipótesis experimental fue de

0,05 (Confianza del 95%).

4.3 Resultados y DiscusiónDe acuerdo con la figura 4-1, se observó con la emulsión cárnica control, a medida que

aumenta la temperatura hasta 124,12°C, pérdidas de peso hasta 41,76%, respecto al

peso inicial de la muestra, lo que corresponde al contenido de agua presente en la

emulsión. Según resultados de otras investigaciones, el mayor incremento en la pèrdida

de agua ocurre en el ranfgo de temperaturas de 60 a 80ºC (Tornberg, 2005). A partir de

esta temperatura (124,12ºC), sigue otro evento de pérdida de peso que finalizó en

419,48°C, con una disminución de peso de 85,40%, correspondiente a la grasa,

proteínas y componentes de alto peso molecular de la muestra. Quedando un 12,29% de

residuo correspondiente a materia inorgánica. Por tanto, la estabilidad térmica de la

emulsión, se encuentra a temperaturas inferiores a 124,12ºC, y a partir de esto se

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Capítulo 4 65

estableció el rango de temperaturas para llevar a cabo los análisis por calorimetrìa

diferencial de barrido.

Figura 4-1. Análisis Termogravimétrico (TGA) de la emulsión cárnica control

Figura 4-2. Termograma calorimetría diferencial de barrido modulado (MDSC) de laemulsión cárnica control

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Según la figura 4-2, la emulsión cárnica control presenta dos regiones de temperatura,

una para la respuesta térmica de la fase grasa (25ºC a 50ºC) (Sasaki et al., 2006), y otra

región para la matriz proteica, entre (50-90ºC) (Fernandez-Martin et al., 2009). Tambièn,

se observò que el componente reversible, está relacionado con agregaciones

endotérmicas débiles y su efecto es menor, respecto al componente no reversible. En la

tabla 4-1, se observan los datos de temperaturas y entalpías de transición para las

diferentes emulsiones cárnicas. Para la emulsión control se encontraron varios picos,

siendo un primer pico con temperatura máxima de 42,8°C, correspondiente a la fusión de

la grasa. Un segundo pico, con temperatura inicial de 79,4°C y una temperatura máxima

de 98,8ºC, correspondiente a los fenómenos de desnaturalización de las proteínas de la

carne, los cuales ocurren hasta temperaturas entre de 88°C-90°C (Bejosano y Corke.,

1998).

Para las demás emulsiones cárnicas, se observó que las temperaturas de fusión de la

grasa generaron picos alrededor de 43°C a 53,6°C, siendo mayores las temperaturas de

fusión de la grasa con las emulsiones preparadas con harina de quinua y trigo. Además,

en el caso de las emulsiones constituidas por extensores, se forman varios picos entre 80

y 100ºC. Las emulsiones elaboradas con quinua, presentaron un segundo pico,

correspondiente a la temperatura de gelación inferior al de la emulsión control, mientras

que las emulsiones elaboradas con los demás extensores presentaron ese pico

relacionado con el proceso de gelación a temperaturas superiores a las del control,

indicando esto que existe interacción entre las proteínas cárnicas y no cárnicas

contenidas en los extensores (Tushan et al.,2010; Fernandez-Martin et al., 2009). El

tercer pico de los termogramas para las emulsiones relacionadas en la tabla 4-1, aún se

relaciona con la gelación y con la desnaturalización de las proteínas, debido que a partir

de 127ºC, inicia la pérdida de grasa y materia orgánica proveniente de las proteínas.

Para las emulsiones que contienen harina de chachafruto, se observa el segundo pico a

una temperatura máxima de 120ºC, el cual es interpretado como un pico de

desnaturalización y agregación de las proteínas de chachafruto, principalmente,

considerando el termograma de la harina de chachafruto (Anexo C. Figura C-13), con To:

55,12°C, Tp: 86,57°C y una temperatura final de 133,39ºC (Tushan et al., 2010).

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Capítulo 4 67

Tabla 4-1 Datos de Temperaturas y entalpías de transición para la fusión de grasa y

desnaturalización de proteína de las diferentes emulsiones cárnica-Flujo total de calor

Primer pico Segundo pico Tercer pico Cuarto pico

Tto To(°C) Tp(°C) H(J/g) To(°C) Tp(°C) H(J/g) To(°C) Tp(°C) H(J/g) To(°C) Tp(°C) H(J/g)

Control 38,8 42,8 - 79,4 98,8 315,08 112,80 115,60 76,23 125 127,4 5,38

Q3 45,2 53,6 - 68,6 81 11,51 100,40 136,00 74,69 - - -

Q6 42,6 46,6 0,04 60,40 66,20 0,98 - - - - - -

Q9 41,6 52,4 4,27 - - - - - - - - -

T3 43 49 8,36 96,00 101,00 3,39 125,00 138,00 28,09 - - -

T6 46 47 0,91 92,00 101,00 4,60 107,00 125,00 136,45 - - -

T9 36 44 0,21 75,00 81,00 11,80 101,00 106,00 7,31 - - -

S3 38 43 - 86 89 0,57 102,00 111,00 10,89 119,00 125,00 2,72

S6 39 43 - 78 95 33,54 133,00 136,00 1,76 - - -

S9 39 43 - 64 65 0,26 - - - - - -

CH3 40,2 47,6 1,43 88,40 120,20 73,69 124,2 128 10,54 - - -

CH6 - - - 95,2 116,8 225,08 122,40 126,40 9,4 129,8 132,4 6,55

CH9 - - - 107,4 111,8 2,13 - - - - - -*Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3, Soya 3%; S6,Soya6%; S9, Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

En la tabla 4-2, se observan las temperaturas para las emulsiones cárnicas, para elcomponente no reversible. El cual tiene un comportamiento similar al flujo total de calor.Por tanto, los mayores cambios térmicos son debidos a fenómenos no reversibles.

Tabla 4-2. Datos de Temperaturas y entalpías de transición de las diferentes emulsionescárnicas. Procesos no reversible

Primer Pico Segundo Pico Tercer Pico Cuarto Pico

Tto To(°C) Tp(°C) H(J/g) To(°C) Tp(°C) H(J/g) To(°C) Tp(°C) H(J/g) To(°C) Tp(°C) H(J/g)

Control 39,4 43,2 - 79 98,8 308,76 112,80 115,40 74,7 124,8 127,4 4,49

Q3 46,2 52,6 - 69 81,2 14,53 100,60 136,20 81,48 - - -

Q6 41,6 46 0,18 59,60 66,40 1,58 - - -

Q9 39,4 54 5,02 - - - - - -

T3 42 48,6 9,19 95,80 101,40 3,62 124,40 136,80 28,07

T6 39,6 46,8 - 89,40 100,80 5,22 106,60 124,00 140,38

T9 36,5 43 0,05 75,50 80,50 10,79 101,50 106,50 6,59

S3 37,4 42,4 - 85,2 88 0,35 102,40 111,00 10,68 119,40 124,80 2,70

S6 38,2 42,8 - 77,8 94,6 33,17 132,00 135,60 0,63 - - -

S9 38,2 43,2 - - - - - - - - - -

CH3 39,8 46,8 0,82 89,20 120,40 84,48 124,6 127,8 9,74

CH6 - - - 95,4 116,6 218,01 122,40 126,60 5,18 127,2 132,6 2,31

CH9 - - - 107,6 112 2,38 - - - - - -

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Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

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En la figura 4–3, muestra que el modulo de almacenamiento (G´) fue mayor que el

módulo de pérdida (G’’) durante el ensayo, lo cual indica que el comportamiento elástico

predomina en el rango de deformación (0,1-10%). El límite viscoelástico lineal fue

definido en la figura 4-3, alrededor del 1%. Debido a que el límite de deformación es

menor al 5%, la emulsión cárnica analizada puede ser descrita como un gel débil (Roos-

Murphy,1995).

Figura 4-3 . Barrido de Deformación para la emulsión cárnica control a 25°C y afrecuencia de 1Hz

La figura 4-4 muestra los resultados de tres ensayos de barridos de fecuencias

realizadas a la emulsión cárnica control a temperatura ambiente y un porcentaje de

deformación del 1%. Como se observa, el módulo de almacenamiento G’ es mayor al

módulo de pérdida, asi mismo, van en aumento en función de la frecuencia. Se

selecciono la frecuencia de 1 Hz, teniendo en cuenta investigaciones relacionadas con

gelación de polímeros (Ferris et al., 2009; Andrès et al.,2006; Chiang et al., 2009 ).

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Capítulo 4 69

Figura 4-4 Barrido de frecuencias para la emulsión control a 25°C y deformación del 1%

La figura 4-5, muestra el barrido de temperatura a dos velocidades distintas (2°C/min y

10°C/min respectivamente) para las emulsiones cárnicas preparadas con harina de

quinua y harina de trigo, mientras que la figura 4-6, muestra el barrido de temperatura a

dos velocidades distintas (2°C/min y 10°C/min respectivamente) para las emulsiones

cárnicas preparadas con harina de soya y harina de chachafruto. A menor velocidad de

calentamiento, se observan en más detalle los diversos cambios que ocurren debido a la

interacción entre los constituyentes de la emulsión cárnica. Estas curvas son típicas para

sistemas alimenticios en los cuales sucede la gelación térmica (Bejosano y Corke, 1998;

Ferris et al., 2009; Fernández-Martín et al., 2009).

La disminución inicial en los valores de G’, en las figuras 4-5 y 4-6, se relacionan con el

rompimiento de puentes de hidrógeno, presentes en las proteínas que compone el

sistema cárnico. A medida que la temperatura incrementa, inicia el punto de gelación

cerca a 60ºC, luego se presentan incrementos en los módulos G’, los cuales han sido

atribuidos a la formación de una red por agregación de las proteínas a través de

interacciones hidrofóbicas no específicas (Atughonu et al., 1998; Alvarez et al., 2012).

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Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

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Figura 4-5 Cambios en el módulo elástico (G’) en función de la temperatura durante lagelación de las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de quinua y trigo

*Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%

**(a) Cambios en el módulo elástico (G’) en función de la temperatura durante la gelación de las emulsiones cárnicaselaboradas con harina de quinua y trigo a una velocidad de 2°C/min. (b) Cambios en el módulo elástico (G’) en función dela temperatura durante la gelación de las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de quinua y trigo a una velocidad de10°C/min.

(a) (b)

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Capítulo 4 71

Figura 4-6 Cambios en el módulo elástico (G’) en función de la temperatura durante lagelación de las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de soya y chachafruto

*Control; Soya 3%; S6,Soya 6%; S9, Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

**(a) Cambios en el módulo elástico (G’) en función de la temperatura durante la gelación de las emulsiones cárnicaselaboradas con harina de soya y chachafruto a una velocidad de 2°C/min. (b) Cambios en el módulo elástico (G’) enfunción de la temperatura durante la gelación de las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de soya y chachafruto auna velocidad de 10°C/min.

La tabla 4-3, muestra que existen diferencias significativas en el módulo máximo de

almacenamiento (p<0,05). Estos valores de G’max varían en función del extensor, siendo

mayor para las emulsiones preparadas con harina de trigo, mientras que la variación

respecto al control resulto no significativa para las emulsiones preparadas con quinua,

soya y chachafruto. El angulo de fase (Tan ), es un indicador de las propiedades del gel

que se forma, y aumenta significativamente (p<0,05) para el chachafruto obteniéndose

los mayores valores a medida que aumenta el porcentaje de inclusión. Estos valores

(a) (b)

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Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

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resultaron ser mayores para el chachafruto, mientras que no variaron significativamente

con la harina de soya, trigo y quinua. Estos valor de Tan , significan que el gel formado

es menos elástico (Chiang et al., 2009). Con la emulsión control, la temperatura máxima

de gelación es de 66,1°C, la cual coincide con el rango de temperaturas reportadas (50 a

65ºC) en que el módulo de almacenamiento se incrementa (Tornberg, 2005). Mientras

con la harina de quinua y trigo el fenómeno de gelación ocurrio a mayores temperaturas

desde 71,7 hasta 77°C, a la vez que los cambios comenzaron a temperaturas mayores

(54,9°C), respecto a las de las emulsiones preparadas con harina de soya y chachafruto.

En este proceso de gelaciòn, están implicados cambios estructurales que aumentan el

módulo de almacenamiento, el cual tienen relación con el aumento en la elasticidad y en

consecuencia, a nivel sensorial, se percibe un aumento en la dureza del producto final

(Nishinari, 2004; Tornberg, 2005). En la tabla 4-3, se presentan los mòdulos G’max, para

cada una de las emulsiones cárnicas, encontrándose que para los mòdulos de

almacenamiento de las emulsiones preparadas con harina de chachafruto fueron

menores respecto a la emulsión control (19,82 KPa), por tanto el gel formado con harina

de chachafruto, es màs granuloso, menos elástico y más brillante respecto a las demás

formulaciones.

Tabla 4-3 Características reológicas dinámicas de las emulsiones cárnicas preparadas

con los diferentes extensores

Tratamiento Tinicial (°C) G'max (kPa) TG'max(°C) Tan G'max

Control 40,4 19,82+/-0,36de 66,1 0,1642+/-0,0160c

Q3 39,8 21,31+/-0,10cde 71,7 0,1518+/-0,0115c

Q6 52,1 26,00+/-0,42bcd 77,5 0,1301+/-0,0069c

Q9 54,9 28,48+/-0,11abc 77 0,1580+/-0,0481c

T3 36,6 34,60+/-0,55a 72,5 0,1462+/-0,0025c

T6 50,5 27,55+/-0,01abc 74,5 0,1811+/-0,0018c

T9 37,1 30,96+/-0,95ab 75,9 0,2104+/-0,0025bc

S3 39 25,02+/-0,21 bcd 71,6 0,1491+/-0,0058c

S6 41,25 11,77+/-0,14f 66,1 0,2437+/-0,0025bc

S9 39 24,19+/-0,56bcd 75,6 0,2847+/-0,0122b

CH3 41,55 14,80+/-0,60ef 69,2 0,3971+/-0,1220a

CH6 45,25 17,52+/-0,68de 70,8 0,3914+/-0,0774a

CH9 45,25 18,46+/-0,59de 72,8 0,41715+/-0,0787a

*Diferentes letras en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05)

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Capítulo 4 73

*Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3, Soya 3%; S6,Soya6%; S9, Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

A partir de la figura 4-7, fue obtenida la energía de activación para la emulsión control, en

el rango de 60-85ºC, de acuerdo a la ecuación tipo Arrehnius (Ec 5), a partir de la

pendiente.

Figura 4-7 Gráfica tipo Arrhenius para los cambios en G’ durante la gelación de laemulsión cárnica control a frecuencia de 1 Hz, 1% de deformación y velocidad 2°C/min

De acuerdo con los resultados presentados en la tabla 4-4, se observa que la energía de

activación presento diferencias significativas (p<0,05) a una velocidad de 2°C/min. Para

la quinua, la energía de activación (Ea), fue mayor y aumenta a medida que se

incrementa el porcentaje de inclusión. Para las emulsiones preparadas con harina de

soya y chachafruto, la energía de activación fue menor, y no cambiaron en función del

porcentaje de inclusión. Para la emulsión con harina de trigo disminuyó, pero es un poco

mayor a la de soya y chachafruto. Estos valores de energìas de activación son similares

a lo reportado para para los mecanismos de gelación del almidón de trigo, cuyos valores

están entre 133 y 76 KJ/mol para temperaturas de 60-75ºC y 75-100ºC, respectivamente

(Ferris et al., 2009). Mientras que la energía de activación obtenida a velocidad de

10°C/min, también presentó diferencias significativas (p<0,05), aumento para emulsiones

con harina de trigo y quinua, a medida que aumenta el porcentaje de inclusión. Las

menores energías de activación se obtuvieron para las emulsiones preparadas con

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harina de soya y chachafruto. Con estos resultados, es evidente que el gel que se forma

con la harina de quinua y trigo, posee interacciones proteicas màs fuertes y elásticas, por

tanto se requiere para el proceso de gelación una mayor cantidad de energìa, respecto a

los geles formados a partir de las emulsiones constituidas por las harinas de chachafruto

y soya.

Respecto a la constante ln Ko1, se observa que aumenta para la emulsión con harina de

quinua a medida que el porcentaje de inclusión es incrementado. Para la emulsión con

harina de trigo es menor, pero aumenta a medida que se incrementa el porcentaje de

inclusión. Para las emulsiones preparadas con harina de soya, el ln Ko1 permanece

prácticamente constante, así mismo, sucede con las emulsiones separadas con harina

de chachafruto. Para la velocidad de 10°C/min, la constante ln Ko2 aumenta para quinua

y con trigo, mientras con soya y chachafruto son similares, respecto al control. Estos

valores de ln Ko, son similares a lo reportado, cuyos valores varìan desde 27,9 a 55,8 s-1

(Ferris et al., 2009)

Tabla 4-4 Energías de activación encontradas para las emulsiones cárnicas a dosvelocidades (2°C/min y 10°C/min)

Tratamiento Ea1 (kJ/mol) ln Ko1 (s-1) R2 Ea2(kJ/mol) ln Ko2 (s-1) R2

Control 84,87+/-0 36,58+/-0 0,991 94,68+/-3,15 42,30+/-1,11 0,995

Q3 86,51+/-0 40,47+/-0 0,990 114,42+/-11,12 49,40+/-3,92 0,996

Q6 97,95+/-0 49,69+/-0 0,995 122,15+/-3,86 52,22+/-1,44 0,995

Q9 143,64+/-0,34 60,68+/-0,18 0,997 131,07+/-7,65 55,59+/-2,74 0,994

T3 48,72+/-0,43 27,52+/-0,43 0,991 102,51+/-0,0 44,07+/-16,02 0,992

T6 80,70+/-0 46,12+/-11,15 0,997 150,29+/-36,56 61,54+/-13,41 0,994

T9 71,83+/-0 43,03+/-0 0,994 162,60+/-14,89 65,53+/-5,16 0,998

S3 73,60+/-3,33 36,26+/-0,95 0,990 89,16+/-0,58 40,07+/-0,49 0,996

S6 62,45+/-2,28 31,54+/-2,28 0,992 111,40+/-3,20 47,83+/-1,22 0,997

S9 64,78+/-10,78 32,49+/-3,77 0,995 116,82+/-1,15 49,69+/-0,40 0,993

CH3 67,38+/-0 36,67+/-0 0,992 110,89+/-5,52 47,63+/-1,78 0,9936

CH6 67,38+/-0 44,36+/-15,78 0,995 105,96+/-3,07 45,84+/-0,96 0,9956

CH9 67,34+/-0,48 33,43+/-0,48 0,994 80,57+/-2,11 37,30+/-0,57 0,9961

*Ea1: 2°C/min Ea2: 10°C/min

**Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3, Soya 3%; S6,Soya6%; S9, Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

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Capítulo 4 75

En la fotografía 4-1, se muestran las micrografías ópticas para las diferentes emulsiones

cárnicas, en las cuales se observa la distribución de los componentes, siendo la

coloración roja correspondiente a las proteínas cárnicas y no cárnicas, que conforman el

sistema, mientras que los espacios en blanco corresponden a la grasa y al agua (Youseff

y Barbut., 2009; Chiang et al., 2009; Youseff y Barbut., 2011). Se encontró que el área

ocupada por los componentes en la emulsión control corresponde al 53% a proteínas y el

47% está relacionado con la grasa y el agua que contiene la emulsión (Ver anexo B).

Para las emulsiones en las que se ha empleado harina de quinua al 3% y 9% se observó

que el porcentaje de área ocupada por el componente proteico aumento hasta un 63%, lo

cual puede explicar que la harina de quinua tienen afinidad con las proteínas cárnicas y a

la vez es evidente el efecto sobre la retención de agua y estabilidad de la grasa. Las

emulsiones elaboradas con harina de trigo mostraron un efecto similar sobre la

microestructura, siendo mayor el porcentaje de área ocupada por el componente proteico

en función del incremento del porcentaje de inclusión del extensor en el sistema.

Respecto a las emulsiones elaboradas con harina de trigo, se evidencia que este material

actua como agente de relleno puesto que se observan las partículas de almidón (color

azul), sin embargo el porcentaje de área ocupado por las proteínas disminuye a medida

que aumentó el porcentaje de inclusión.

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76 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Fotografía 4-1. Micrografías ópticas para las diferentes emulsiones cárnicas. C, Control;

Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3, Soya 3%; S6,Soya 6%; S9,

Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

C

Q3 Q6 Q9

T3 T6 T9

S3 S6 S9

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Capítulo 4 77

Fotografía 4-1 (continuación). Micrografías ópticas para las diferentes emulsiones

cárnicas. C, Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3,

Soya 3%; S6,Soya 6%; S9, Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

Para las emulsiones con harina de soya, se evidenció en las micrografías que el

porcentaje de área ocupada por las proteínas disminuyo desde 49% hasta 37%, cuando

el extensor fue incluido desde 3 hasta 9%, respectivamente. Es decir, que la inclusión de

harian de soya al 3%, fue con la que se obtuvó una distribución de componentes similar

al control (53% área ocupada por proteínas). En relación, a las emulsiones elaboradas

con harina de chachafruto, se observó que con inclusión al 3 y 6%, la distribución de

componentes, 53% y 56%, respectivamente, resulto ser similar al de la emulsión control.

En la fotografía 4-2, se muestra como los diversos extensores cárnicos hacen parte de la

microestructura después de la gelación de las emulsiones cárnicas. Para los geles que

contienen harina de quinua, se observo que este extensor junto con las proteínas

cárnicas, por acción del calor, se incorpora a la estructura y genera cambios aparentes

en la textura, al compararse con el gel control (inclusión 0%), a medida que aumenta el

porcentaje de inclusión. Con la harina de trigo se observa un efecto similar en la

microestructura. Con la harina de soya, se forma el gel, sin embargo, fue evidente a

medida que aumenta el porcentaje de inclusión, la grasa libre que no interactua con el

sistema proteico. Por otro lado, en las micrografías obtenidas con el gel formado con la

harina de chachafruto, se encontró que existe interacción entre las proteínas cárnicas y

no cárnicas, sin embargo, se observó que la textura del gel va cambiando a medida que

aumenta el porcentaje de inclusión del extensor, asi para el gel formado con harina de

chacahfruto al 9% presentó una superficie más lisa y suave respecto a la formulación con

harina de chachafruto al 3% y por tanto, difiere a nivel de superficie respecto al control.

CH3 CH6 CH9

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78 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Fotografía 4-2. Micrografías SEM para las diferentes emulsiones cárnicas. C, Control;Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3, Soya 3%; S6,Soya 6%; S9,Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

C

Q3 Q6 Q9

T3 T6

S3 S6 S9

CH3 CH6 CH9

T9

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Capítulo 4 79

4.4 ConclusionesEl gel que se forma con la harina de quinua y trigo, posee interacciones proteicas màs

fuertes y elásticas, debido a que presentò el mayor módulo de almacenamiento G´max, por

tanto se requiere para el proceso de gelaciòn una mayor cantidad de energìa, respecto a

los geles formados a partir de las emulsiones constituidas por las harinas de chachafruto

y soya.

4.5 Referencias

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80 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

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Capítulo 4 81

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5. Evaluación instrumental y sensorial desalchichas tipo Frankfurt elaboradas conharinas de Chachafruto (Erythrina edulis) yQuinua (Chenopodium Quinoa W) .

INSTRUMENTAL AND SENSORY EVALUATION OF FRANKFURTER-TYPESAUSAGES WITH CHACHAFRUTO (Erythrina edulis) AND QUINOA (Chenopodium

Quinoa W) FLOURS

Natalia Delgado C 1, 2, Quím, Luz Patricia Restrepo S Quím, MSc,William Albarracín H1*,Ph.D

1. Universidad Nacional de Colombia. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos(ICTA) 2. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ciencias. Programa de Maestríaen Ciencia y Tecnología de Alimentos

RESUMEN

La harina de quinua y chachafruto, productos no convencionales usados en Colombia,

son potenciales extensores cárnicos debido a su buen contenido de proteína, almidón y

otros componentes. Los efectos de la adición de harina de quinua y chachafruto sobre las

propiedades sensoriales de salchichas Frankfurt fueron investigados y comparados con

los efectos generados por la harina de trigo y soya. Todas las harinas fueron incluidas en

niveles de 0% (Control), 3%, 6% y 9%. Las evaluaciones sensoriales de las salchichas

fueron llevadas a cabo con siete panelistas altamente entrenados en varias sesiones,

quienes evaluaron la apariencia del empaque, apariencia del producto, aroma y sabor

usando análisis descriptivo. Además, la dureza y la masticabilidad fueron evaluadas por

el panel usando una escala estructurada. Luego, las cinco mejores muestras de

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86 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

salchichas incluyendo el control fueron evaluadas por 80 consumidores quienes

calificaron la apariencia y color, aroma, sabor y textura basadas en una escala hedónica

de 7 puntos. Fue encontrado por los panelistas entrenados que los atributos sensoriales

de las salchichas elaboradas con harina de quinua al 6%, harina de chachafruto al 3%,

harina de soya al 6% y harina de trigo al 3% fueron comparables al control sin

encontrarse diferencias significativas (p>0,05). Por otro lado, las salchichas elaboradas

con harina de chachafruto al 6 y 9% presentaron la dureza y masticabilidad más bajas

comparadas con las demás salchichas. Estos resultados fueron consistentes con la

evaluación de consumidores y sugiere que es posible usar el chachafruto y la harina de

quinua en cantidades no mayores a 3 y 6% respectivamente sin generar efectos

negativos sobre las propiedades sensoriales.

PALABRAS CLAVES: Color, Textura, TPA, fuerza de corte, Warner Blatzer

ABSTRACTQuinoa and Chachafruto flours, which are nonconventional products used in Colombia,

are potential meat extenders due to their content of protein, starch and other components.

The effects of the addition of quinoa and chachafruto flour on sensory properties of

Frankfurter sausages were researched and compared with the effects generated by

wheat and soy flours. Extenders were added at 0 (control), 3%, 6% and 9% levels. The

sensory assessment of the sausages was performed by seven trained panelists who

evaluated the appearance of packaging, product appearance, aroma, and flavor using

descriptive analysis. Furthermore, hardness and chewiness were evaluated using a

structured scale. Data was statistically analyzed using the Kruskal-Wallis method. It was

found by the panelists that the sensory attributes of the sausages made with quinoa flour

at 6%, chachafruto flour at 3%, soy flour at 6% and wheat flour at 3% were comparable to

the control without any significant differences (p>0,05). Moreover, the sausages made

with 6% and 9% of chachafruto flour showed lower hardness and chewiness compared

with the other sausages. According to these results, the five best samples of sausages,

including the control ones, were tasted by 80 consumers between 18 and 35 years old

who rated the appearance, aroma, flavor and texture of sausages based on a 7-point

hedonic scale. These results were consistent with the panelists’ judgement, and they

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Capítulo 5 87

suggest that it is possible to use the chachafruto and quinoa flours in sausage processing

in amounts not larger than 3% and 6%, respectively, without generating negative effects

on sensory properties.

KEYWORDS: Color, Texture, TPA, shearing force, Warner Blatzer

5.1 IntroducciónProductos cárnicos que sean nutritivos, que cumplan con los criterios de calidad

microbiológica y sean atractivos y agradables a los sentidos en relación a la apariencia,

textura, aroma y sabor, es lo que hoy en día, demandan los consumidores (Herrero et al.,

2008). Así mismo, las modificaciones que se realizan en el procesamiento de emulsiones

para productos cárnicos empleando nuevas tecnologías y formulaciones, requieren ser

evaluadas pues pueden afectar la calidad de los productos, particularmente las

características sensoriales.

La textura, es uno de los atributos, que se evualua mediante métodos instrumentales y

pruebas sensoriales. Siendo, uno de los métodos instrumentales más comúnmente

empleado el del análisis del perfil de textura (TPA), el cual imita las condiciones cuando

el producto es sometido al proceso de masticación (Bourne, 2007), obteniéndose

información de la calidad a través de los parámetros de dureza, adhesividad, elasticidad,

entre otros. Asi mismo, otros métodos métodos instrumentales de textura como el de

Warner-Blatzer, aportan información sobre la calidad de los productos cárnicos.Se

obtienen parámetros tales como la fuerza máxima de corte y el esfuerzo de corte

(Bourne, 2002)

El color, es otro de los atributos de importancia para los productos cárnicos, y está

correlacionado con las coordenadas de intensidad L, rojo-verde a*, amarillo-azul b*,

donde la luminosidad y el color rojo tienen mayor aceptación (Sanchez y Albarracín.,

2010; Válková et al., 2007)

El objetivo de este trabajo fue evaluar la calidad y aceptabilidad mediante análisis

microbiológico, instrumental y sensorial, de las salchichas tipo Frankfurt elaboradas con

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88 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

la adición de harina de quinua y chachafruto y comparados con los efectos generados

por la harina de trigo y soya.

5.2 Materiales y Métodos

5.2.1 Proceso general de elaboración de las salchichas tipoFrankfurt

Las emulsiones cárnicas para la obtención de salchichas tipo Frankfurt fueron

preparadas de acuerdo con los protocolos de la planta piloto de carnes del Instituto de

Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA), los cuales cumplen con los requisitos de

composición y formulación de productos cárnicos cocidos, según la NTC 1325, quinta

actualización de 2008. Se emplearon como materias primas carne de cerdo (brazo), res

(cogote) y grasa dorsal porcina, las cuales se congelaron hasta el procesamiento.

Cada lote de salchichas producido fue de 5 Kg, se realizo por duplicado para cada uno

de los tratamientos. Las carnes y la grasa fueron molidas previamente. Para la emulsión

control, se mezclaron en el cutter, el 25% de carne de cerdo y el 40% de carne bovina,

luego se adiciono el 10% de hielo, 1,8% de cloruro de sodio, 0,02% de nitrito de sodio,

0,05% de eritorbato de sodio. Finalmente, se adicionó el 15% de grasa, 1% de

condimento y otro 10% de hielo, hasta obtener la emulsión.

Las demás emulsiones se prepararon incluyendo los extensores al 3%, 6% y 9%,

reduciendo en este mismo porcentaje el contenido de carne. La temperatura de las

emulsiones, se mantuvo inferior a 10°C para evitar gelificación inducida durante el

procesamiento. Después de esto, la emulsión cárnica fue embutida en tripas de celulosa

de 20 mm de diámetro y porcionada en intervalos de 12 cm de largo, el proceso de

cocción se realizo en una marmita con agua a 80°C, hasta que las salchichas alcanzaron

una temperatura interna de 72°C, la cual fue monitoreada con termocuplas insertadas en

el centro de las salchichas. Luego, las salchichas fueron enfriadas y almacenadas a 2+/-

2°C.

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Capítulo 5 89

5.2.2 Análisis de Textura

Se realizó el ensayo de perfil de textura (TPA) con el equipo TA-XT Plus Texture

Analyzer (Stable Microsystem) para evaluar dureza, cohesividad, adhesividad,

masticabilidad y elasticidad, usando ocho repeticiones por tratamiento. Las muestras

fueron comprimidas dos veces a una velocidad de 1mm/s hasta 75% de su altura original

y tiempo entre ciclos de 2 s (Bourne, 1978; El-Magoli et al., 1996; Barbut, 2006; Tushan

et al., 2010). También se realizó el ensayo de Warner-Bratzler, para valorar la fuerza

máxima y esfuerzo de corte sobre las muestras de salchichas de 1,28 cm de diametro

por 5 cm de longitud. El método se baso en colocar una porción de muestra de

dimensiones conocidas entre la abertura triangular de una cuchilla de 1 mm de espesor,

con una velocidad de corte de 1 mm/s.

5.2.3 Medida de Color

La medición objetiva de color de las muestras de salchichas sin y con extensores fue

realizada usando un Colorímetro Minolta, Chroma Meter CR-200 con iluminante D65 y

observador 2°, expresándose los valores de cromaticidad en las coordenadas L*, a* y b*

y calculando el valor ΔE* (Alamanou et al., 1996; Dzudie et al., 2002). Se realizaron 30

mediciones por muestra (cilindros de diametro de 1,28 cm y longitud de 3 cm). Las

diferencias entre las coordenadas de color de las formulaciones se obtuvieron mediante

la diferencia total colorimétrica (E) (Ec. 1 )

( Ec. 1)

5.2.4 Análisis microbiológico

El análisis microbiológico fue realizado como control de calidad antes de la evaluación

sensorial y aplicación de HACCP en el procesamiento, de acuerdo a lo requerido por la

NTC 1325/2008, según las normas INVIMA, Recuento total de aerobios mesofilo

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90 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

(Método: Recuento en Placa INVIMA N° 2). Recuento de coliformes (Método: N.M.P

INVIMA N° 13 y 14). Recuento de Staphylocous aureus coagulasa positiva (Método:

Recuento en Placa INVIMA N°8). Recuento de esporas clostridium sulfito reductor

(Método: INVIMA N° 10). Detección de salmonella (Método: INVIMA N° 18).

5.2.5 Evaluación Sensorial

Se realizó la evaluación sensorial con un panel entrenado; el cual estuvo conformado por

7 miembros del Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia. Los

panelistas evaluaron en varias sesiones la apariencia del empaque, apariencia del

producto, aroma y sabor usando análisis descriptivo, asi como se muestra a

continuación:

Cuadro 5-1. Descripción de los puntajes para las pruebas sensoriales con el panel

entrenado

Atributo Puntaje DescripciónApariencia del

empaque4 Superficie lisa. Empaque adherido a la pasta1 Separación de agua o gelatina en los extremos.

Exudado de grasa. Empaque arrugado.0 Tripa rota. Mal embutido. Hilo flojo.

Apariencia delproducto

7 Característico: Rosa brillante1 Rojo artificial, no homogéneo, manchas rojizas o

café, de coloración artificial.0 Masa gris, núcleo verdoso

Aroma y sabor

9 Característico, ligeramente ácido, a sal, acondimentos, grasoso, ahumado

5 Insípido, a dulce, picante, muy ácido, muy salado0 No característico, rancio

Además, la dureza y la masticabilidad de las salchichas, fueron evaluadas por el panel

usando una escala estructurada de 4 puntos para la dureza y de 3 puntos para la

masticabilidad. Luego, las cinco mejores muestras de salchichas incluyendo el control

fueron evaluadas por 80 consumidores quienes calificaron la apariencia y color, aroma,

sabor y textura basadas en una escala hedónica de 7 puntos, así:

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Capítulo 5 91

Cuadro 5-2. Descripción de los puntajes para las pruebas sensoriales con los

consumidores

Puntaje Descripción1 Me disgusta mucho2 Me disgusta moderadamente3 Me disgusta poco4 No me gusta ni me disgusta5 Me gusta poco6 Me gusta moderadamente7 Me gusta mucho

5.2.6 Análisis estadísticoLos parametros instrumentales de textura y color, se analizaron mediante un modelo

completamente al azar con una estructura factorial 4 x 4 (Martínez et al., 2011). Los

factores fueron el tipo de extensor (Q, T, S y CH) y el porcentaje de inclusión (0%; 3%;

6% y 9%). Así que el modelo estadístico es definido por:

YijK = + i + j + (ij+ εijk

Donde YijK es la respuesta correspondiente al parámetro instrumental de textura y color

para el tipo de extensor i, nivel de inclusión j, en la repetición k; es la respuesta

promedio del parámetro instrumental de textura y color; i es el efecto aditivo del tipo de

extensor; j es el efecto aditivo del nivel de inclusión de los extensores; (ij es el efecto

aditivo de la combinación del tipo de extensor y el nivel de inclusión y εijk es el error

asociado a la variabilidad natural de las unidades experimentales. Los supuestos del

modelo son: Homogeneidad del material experimental, el error experimental debe ser

una variable aleatoria independiente con distribución normal, media cero y varianzas

homogéneas. Para la evaluación de supuestos se empleo un nivel de significancia de

0,01. Los datos se analizaron mediante el PROC GLM y Least square means del paquete

estadístico SAS 9.0. El nivel de significancia empleado para probar la hipótesis

experimental fue de 0,05 (Confianza del 95%).

Los datos obtenidos con el panel entrenado fueron analizados mediante la prueba de

Kruskal-Wallis, empleando el software Statistix Version 9.0.

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92 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

5.3 Resultados y Discusión

De acuerdo a la tabla 5.1, se encontró interacción significativa (p<0,05), entre el tipo de

extensor y el porcentaje de inclusión para las coordenadas de color L, a y b. Para las

salchichas elaboradas con harina de soya al 6 y 9%, se observaron diferencias respecto

al control en los valores de L, siendo menor; lo que se debe principalmente a la formación

de pigmentos oscuros y amarillos (furosina), producida por la reacción de Maillard, entre

almidones y proteínas. Mientras con los demás extensores estos valores se mantuvieron.

Las diferencias de color de las salchichas son atribuidas a la disminución de la

mioglobina de la carne, por la adición de los extensores (Dzudie et al., 2002, Albarracín

et al., 2010).

La coordenada de color a*, para las salchichas elaboradas con harina de quinua fue muy

similar en todos los niveles de inclusión. Sin embargo, varió con harina de trigo al 9%, y

con soya se incrementó a medida que el porcentaje de inclusión se elevó de 3 a 9%. Por

otro lado, con la harina de chachafruto, se evidencia mayores cambios al aumentar el

porcentaje de inclusión en el producto, lo que indica que el producto fue más brillante. Al

nivel de 3%, todos los extensores se parecen al producto control respecto al color.

Para la coordenada de color b*, se evidencian grandes variaciones para todos los

extensores y depende del nivel de inclusión, a medida que aumenta el porcentaje de

inclusión, aumento el valor de b ( amarillo-azul).

Las diferencias de color E obtenidas, muestran que las salchichas elaboradas con

harina de soya al 6% y 9% presentan diferencias de color evidentes respecto a las

salchichas elaboradas con la formulación control, puesto que sobrepasa los límites

aceptables (E= 3) (Gonzalez, 2007), en términos de calidad en el color. Asi mismo, se

observo que las salchichas elaboradas con harina de chachafruto al 9% presenta

diferencias de color que sobrepasa los límites. Por otro lado, las salchichas elaboradas

con harina de quinua y trigo en todos los niveles de inclusión, presentan diferencias de

color casi imperceptibles respecto a la formulación control, lo cual indica que el color no

se altera con la inclusión de estos extensores.

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Capítulo 5 93

Tabla 5.1. Coordenadas de color y E para las salchichas tipo Frankfurt

Tratamiento Extensor % inclusión L a b EControl Control 0 64,41+/-0,90bc 15,59+/-0,28c 9,73+/-0,20i

Q3 Harina de Quinua 3 63,47+/-0,55de 15,94+/-0,32ab 10,46+/-0,16h 1,24

Q6 6 63,30+/-0,51e 15,73+/-0,27bc 11,08+/-0,25g 1,75

Q9 9 62,66+/-0,53f 15,57+/-0,31c 11,68+/-0,28f 2,62

T3 Harina de Trigo 3 64,38+/-0,47bc 15,25+/-0,16d 11,48+/-0,13f 1,78

T6 6 63,51+/-0,52de 16,06+/-0,28a 10,93+/-0,22g 1,57

T9 9 64,72+/-0,65ab 13,43+/-0,29h 12,63+/-0,22e 3,63

S3 Harina de Soya 3 64,50+/-0,48bc 14,73+/-0,33e 12,52+/-0,23e 2,92

S6 6 63,54+/-0,52de 14,45+/-0,28f 14,28+/-0,20b 4,77

S9 9 62,41+/-0,43f 13,86+/-0,31g 16,04+/-0,50a 6,84

CH3 Harina de Chachafruto 3 63,96+/-0,63cd 15,06+/-0,34d 11,56+/-0,29f 1,96

CH6 6 64,60+/-1,17b 13,46+/-0,26h 13,24+/-0,31d 4,11

CH9 9 65,22+/-0,73a 13,34+/-0,22h 13,54+/-0,23c 4,50

p <0,05 <0,05 <0,05

*Diferentes letras en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05)

**Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3, Soya 3%; S6,Soya6%; S9, Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

De los parámetros del análisis del perfil de textura (TPA) descritos en la tabla 5.2, se

observa que existen diferencias significativas (p<0,05), además la interacción entre tipo

de extensor y nivel de inclusión también resulto significativa.

Respecto a la dureza, resultaron cambios significativos (p<0,05). Para las salchichas

elaboradas con harina de quinua aumentó la dureza, a medida que aumentó el

porcentaje de inclusión (desde 37,64 N hasta 47,32N), en relación a la formulación

control (30,56 N). Para las salchichas elaboradas con harina de chachafruto, disminuyó la

dureza a medida que aumenta el porcentaje de inclusión (desde 23,44 N hasta 18,13 N).

Para las salchichas con harina de trigo y soya, se encontraron aumentos en la dureza en

comparación al control a medida que aumenta el porcentaje de inclusión. Por tanto, que

las salchichas elaboradas con harina de quinua y trigo presentaron la mayor dureza. Por

otro lado, se encontró un aumento significativo en la adhesividad con todos los

extensores a medida que el porcentaje de inclusión se incrementa. La mayor adhesividad

fue la obtenida para las salchichas a las que se les incluyo quinua (desde -0,49 hasta -

0,90), seguida por la adhesividad obtenida para las salchichas con harina de trigo, la cual

se mantuvo con valores similares entre porcentajes de inclusión (-0,62 hasta -0,77).

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Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Mientras con la harina de soya y chachafruto se obtuvieron valores de adhesividad

similares al del control en todos los niveles de inclusión. A partir de esto, se observo que

la adhesividad fue mayor para las salchichas elaboradas con harina de quinua y de trigo,

esto debido a que la estructura presentó más cargas libres, generando asì mayor

adherencia (Albarracìn et al.,2010, Petridis et al.,2008).

También se observaron diferencias en los valores de elasticidad para el producto final,

siendo la harina de chachafruto la que genera la diferencia. A medida que aumenta el

procentaje de inclusión de esta harina, disminuye la elasticidad. Mientras que con la

harina de quinua,trigo y soya, la elasticidad aumenta con el porcentaje de inclusión,

relacionándose asi con los módulos de almacenamiento obtenidos mediante los análisis

termoreológicos. Lo que indica que la estructura de la emulsión con estas proteínas no

cárnicas, son afectadas con el grado de reemplazo de la proteína cárnica, cambiando así

la capacidad de mantener su forma al ser sometida a un esfuerzo (Dzudie et al., 2002).

La cohesividad resultó ser dependiente del extensor y el porcentaje de inclusión. Este

parámetro cambió con la inclusión de harina de quinua, trigo y soya, obteniéndose

valores similares para estos extensores. La diferencia es generada por la harina de

chachafruto, pues se observa la disminución en la cohesividad, a medida que el

porcentaje de inclusión se incrementó en el producto. Asì que, con la harina de

chacahfruto, las salchichas resultaron poco cohesivas, es decir, su integridad es débil y

en un segundo ciclo de compresión, las salchichas no son capaces de volver a su forma

inicial. Mientras que las salchichas elaboradas con harina dde quinua, son más estables,

después de la compresión.

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Capítulo 5 95

Tabla 5.2. Perfil de textura (TPA) para las salchichas tipo Frankfurt.

Tratamiento Dureza (N) Adhesividad Elasticidad (%) Cohesividad

Control 30,56+/-1,09e -0,42+/-0,15ab 74,28+/-2,27bc 0,51+/-0,06bc

Q3 37,64+/-2,07cd -0,49+/-0,14abc 75,84+/-3,76abc 0,56+/-0,06ab

Q6 39,62+/-2,18c -0,64+/-0,15bcde 76,5+/-5,11abc 0,60+/-0,05a

Q9 47,32+/-1,78a -0,90+/-0,23e 79,88+/-1,53a 0,58+/-0,02ab

T3 43,81+/-2,98ab -0,77+/-0,16de 76,01+/-4,36abc 0,63+/-0,02a

T6 39,02+/-2,60c -0,62+/-0,09bcd 76,67+/-2,78abc 0,60+/-0,05a

T9 42,65+/-2,70b -0,72+/-0,17cde 77,57+/-5,19ab 0,60+/-0,04a

S3 35,27+/-2,92d -0,36+/-0,15a 74,41+/-3,36abc 0,58+/-0,06ab

S6 37,76+/-2,36cd -0,58+/-0,11abcd 71,77+/-2,97cd 0,57+/-0,06ab

S9 37,69+/-2,70cd -0,42+/-0,13ab 75,07+/-3,80abc 0,58+/-0,03ab

CH3 23,44+/-2,70f -0,56+/-0,10abcd 72,17+/-2,49cd 0,47+/-0,05cd

CH6 17,75+/-0,86g -0,53+/-0,16abc 68,23+/-3,18de 0,43+/-0,02de

CH9 18,13+/-1,62g -0,69+/-0,17cde 63,97+/-3,57e 0,39+/-0,04e

p <0,05 <0,05 <0,05 <0,05*Diferentes letras en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05)

**Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3, Soya 3%; S6,Soya6%; S9, Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

De acuerdo con la tabla 5-3, las variables fuerza máxima de corte y esfuerzo de corte,

resultaron significativas (p<0,05) para el producto final. Con la harina de quinua, la fuerza

de corte, aumentó significativamente en función del porcentaje de inclusión. La harina de

trigo también presentó un aumento significativo en la fuerza de corte de las salchichas,

respecto al control y los demás extensores. Mientras con la harina de soya, la fuerza fue

similar a la fuerza generada por la formulación control y con la harina de chachafruto, la

fuerza disminuyo significativamente (p<0,05) a medida que aumenta el porcentaje de

inclusión, obteniendose la mayor fuerza de corte (43,47 N) con el mínimo porcentaje de

inclusión (3%) y valor de fuerza similar al obtenido para el tratamiento control.

Asi que la harina de quinua y trigo, fueron las que generaron la mayor fuerza de corte

para el producto final, siendo de 66,08 N y 67,98 N, respectivamente.

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96 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Por tanto, para las salchichas con harina de chachafruto, la fuerza de corte fue menor, y

esto sigifica que la emulsión no fue fuerte, debido a que las fuerzas intramoleculares de

la matriz cárnica se ven afectadas por la naturaleza proteica de la harina.

A medida que aumenta el nivel de inclusión de quinua, aumentó el esfuerzo de corte,

respecto al control. A medida que aumento la inclusión de trigo, aumentó el esfuerzo.

Con harina de soya aumentó el esfuerzo con 6% y 9%. La harina de chachafruto,

disminuyó el esfuerzo a medida que se incluyó 3,6 y 9%.

Tabla 5.3. Textura de las salchichas tipo Frankfurt mediante ensayo de Warner- Blatzer

Tratamiento Fuerza máxima de corte (N) Esfuerzo de corte (N.s)

Control 48,602+/-1,551ef 881,254+/-49,063bcd

Q3 52,618+/-3,124de 959,468+/-69,988abc

Q6 62,644+/-1,328bc 1049,3+/-145,582ab

Q9 66,078+/-1,698ab 1129,189+/-118,884a

T3 64,111+/-1,328abc 1116,138+/-28,120a

T6 60,928+/-2,533abc 920,371+/-124,370abc

T9 67,985+/-1,159a 1091,560+/-54,250a

S3 48,259+/-2,249ef 881,9+/-16,029bcd

S6 50,628+/-5,785def 1015,13+/-184,93ab

S9 57,664+/-3,230cd 1024,048+/-84,778ab

CH3 43,467+/-1,786fg 776,112+/-60,096cd

CH6 34,008+/-1,149h 592,828+/-57,963e

CH9 38,747+/-2,131gh 729,341+/-32,361de

p <0,05 <0,05*Diferentes letras en la misma columna indican diferencias significativas (p<0,05)

**Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3, Soya 3%; S6,Soya6%; S9, Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

Del análisis microbiológico (Ver anexo A. Tablas 1 a 4), se encontró que las salchichas

elaboradas cumplen con los criterios de calidad microbiológica requeridos para la

evaluación sensorial. En la figura 5-1, se presentan los resultados del perfil sensorial de

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Capítulo 5 97

las sachichas tipo Frankfurt evaluadas inicialmente por el panel entrenado. Se observó

que las salchichas elaboradas con harina de quinua y trigo presentan características

sensoriales cercanas a las de las salchichas control y a la vez diferencias con las

salchichas a las que se les incluyó harina de chachafruto y soya, particularmente, la

inclusión de harina de chachafruto al 9% fue la que genero las mayores diferencias a

nivel sensorial. Adicionalmente, se observó que los extensores respecto al primer

componente presentan efectos opuestos en las características sensoriales. De la figura

5-2, el flavor, atributo sensorial más alejado del origen, fue el de mayor importancia para

mostrar porque existe diferencia entre las salchichas elaboradas con los extensores.

Estos dos componentes principales representan un 82,6% de la varianza acumulada de

los datos.

Figura 5-1. PCA Score plot. Proyección de los resultados del perfil sensorial de lassalchichas tipo Frankfurt elaboradas con diferentes extensores y evaluadas por el panelentrenado

*PC1: Componente principal 1; PC2: Componente principal 2

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98 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Figura 5-2. PCA Loading Plot. Proyección de los resultados del perfil sensorial de lassalchichas tipo Frankfurt elaboradas con diferentes extensores y evaluadas por el panelentrenado

En la figura 5-3, se observó que los mayores puntajes en los atributos sensoriales

evaluados (empaque, apariencia y flavor) los obtuvieron las salchichas elaboradas con

quinua y trigo. Por otro lado,cuando las salchichas fueron elaboradas con harina de soya,

se observa el descenso en los puntajes a medida que aumentó el porcentaje de inclusión

de este extensor desde 3% hasta 9%.

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Capítulo 5 99

Figura 5-3. 3D-plot. Atributos sensoriales en función del extensor cárnico evaluados porel panel entrenado

En la tabla 5-4, se observa y se confirma que las salchichas elaboradas con harina de

chachafruto generan diferencias significativas en el flavor, mientras que el empaque y

apariencia no difiere de los demás tratamientos.

Tabla 5-4. Atributos del producto final evaluados por el panel entrenado

*Nivel de significancia (=0,05)

Tratamiento Descripción P valor*

1 Control —-

2 Quinua 3% Empaque: 0,5206

Apariencia: 0,8167

Flavor: 0,5425

3 Quinua 6%

4 Quinua 9%

5 Trigo 3% Empaque: 0,7980

Apariencia: 0,7049

Flavor: 0,7111

6 Trigo 6%

7 Trigo 9%

8 Chachafruto 3% Empaque: 0,1049

Apariencia: 0,0841

Flavor: 0,0062

9 Chachafruto 6%

10 Chachafruto 9%

11 Soya 3% Empaque: 0,8259

Apariencia: 0,8226

Flavor: 0,2587

12 Soya 6%

13 Soya 9%

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100 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

En la figura 5-4, se observa que las salchichas elaboradas con harina de trigo al 3% son

percibidas por los panelistas como la de mayor dureza, mientras que las salchichas

elaboradas con quinua al 9% presentaron la mayor dureza. Con la harina de soya al 6%

y 9% también se observa que los panelistas, percibieron las salchichas con mayor dureza

respecto a las salchichas control. Para las salchichas elaboradas con harina de

chachafruto, el atributo de dureza se mantuvo similar al control en función del porcentaje

de inclusión.

Figura 5-4. Perfil de textura por panel entrenado. Dureza

En la figura 5-5, se muestra que las salchichas elaboradas con harina de quinua al 9%

presentan mayor masticabilidad respecto al control. Asi mismo sucede con las salchichas

elaboradas con harina de trigo, las cuales presentan mayor masticabilidad que las

salchichas de la formulación control. La masticabilidad para las salchichas con inclusión

de trigo fue disminuyendo en función del porcentaje de inclusión. Con la harina de soya,

también se observo un aumento en los puntajes promedio para la masticabilidad, en

función del aumento en el porcentaje de inclusión. Sin embargo, a las salchichas con

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Capítulo 5 101

harina de chachafruto los panelistas le asignaron puntajes promedio de masticabilidad de

1,5, los cuales son inferiores respecto a los puntajes asignados a a la formulación control,

cuyo valor fue de 2.

Figura 5-5. Perfil de Textura por panel entrenado. Masticabilidad

En la figura 5-6, se presentan los resultados de la evaluación de las diferentes salchichas

tipo Frankfurt por los consumidores, en la cual se observó que los consumidores

percibieron apariencia y color similares en las salchichas elaboradas con los extensores

respecto al control. Por otro lado, se encontró que las salchichas elaboradas con harina

de chachafruto presentan una textura y flavor ligeramente inferior al control, mientras con

la harina de quinua y soya, la textura fue similar al control y con las salchichas con

inclusión de harina de trigo, los consumidores percibieron una mayor textura respecto a

la formulación control.

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102 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Figura 5-6. Grado de aceptación de las Salchichas por los consumidores

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Capítulo 5 103

5.4 ConclusionesLas salchichas elaboradas con harina de chachafruto al 6 y 9% presentaron la dureza y

masticabilidad más bajas comparadas con las demás salchichas. Estos resultados fueron

consistentes con la evaluación de consumidores y sugiere que es posible usar el

chachafruto y la harina de quinua en cantidades no mayores a 3 y 6% respectivamente

sin generar efectos negativos sobre las propiedades sensoriales.

5.5 Referencias

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104 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

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Capítulo 5 105

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106 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

6. Conclusiones y recomendaciones

6.1 Conclusiones

Las harinas de trigo y quinua, presentaron las mayores capacidades de retención de

agua e índices de solubilidad de nitrógeno, respecto a las harinas de soya y chachafruto,

propiedades funcionales de importancia para la elaboración de productos cárnicos.

Ademàs, la harina de quinua presentó valores similares de actividad emulsificante y

capacidad emulsificante, comparados con los de las harinas de soya y chachafruto. Por

otro lado, la harina de trigo es el extensor que presentó los menores valores en índice de

absorción de agua, ìndice de solubilidad de agua y capacidad emulsificante.

Se encontró que la estabilidad y el pH de las emulsiones cárnicas es dependiente del tipo

y porcentaje del extensor incluido, siendo màs estables las emulsiones cárnicas

preparadas con harina de quinua. Por otro lado, los rendimientos en la producción se

salchichas tipo Frankfurt estuvieron entre 80-90%, lo cual no difiere de la formulación

control.

El gel que se forma con la harina de quinua y trigo, posee interacciones proteicas màs

fuertes y elásticas, debido a que presentò el mayor módulo de almacenamiento G´max, por

tanto se requiere para el proceso de gelaciòn una mayor cantidad de energìa, respecto a

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Capítulo 5 107

los geles formados a partir de las emulsiones constituidas por las harinas de chachafruto

y soya.

Las salchichas elaboradas con harina de chachafruto al 6 y 9% presentaron la dureza y

masticabilidad más bajas comparadas con las demás salchichas. Estos resultados fueron

consistentes con la evaluación de consumidores y sugiere que es posible usar el

chachafruto y la harina de quinua en cantidades no mayores a 3 y 6% respectivamente

sin generar efectos negativos sobre las propiedades sensoriales.

6.2 Recomendaciones

Con el fin de complementar este trabajo, se recomienda realizar estudios de vida útil para

las salchichas tipo Frankfurt que presentaron las mejores características físicas y

sensoriales, esto con el fin de evaluar posibles cambios de los productos en función del

tiempo.

Es importante llevar a cabo estudios de digestibilidad y valor biológico, para garantizar

asì el valor nutricional del producto, según los requerimientos de la población objetivo.

La inclusión de aislados proteicos de chachafruto y quinua, en la elaboración de

salchichas tipo Frankfurt, se recomienda para comparar, respecto a la inclusión que se

realizó, con harinas de chachafruto y quinua, y asì evaluar los cambios en las

características sensoriales evaluadas para este producto cárnico cocido.

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108 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium

Quinoa W) como extensores en el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

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A. Anexo: Resultados pruebasmicrobiológicas

Tabla A-1. Análisis microbiológico para las salchichas tipo Frankfurt elaboradas conharina de quinua

*Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%

Tabla A-2. Análisis microbiológico para las salchichas tipo Frankfurt elaboradas conharina de trigo

*Control; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%

Análisis Control Q3 Q6 Q9NMP Coliformes Totales ufc/g ó mL <3 <3 <3 <3NMP Coliformes Fecales ufc/g ó mL <3 <3 <3 <3Estafiloco coagulasa (+) ufc/g ó mL <100 <100 <100 <100Recuento Mesofilos aerobios 210 145000 7900 300000Recuento de Mohos y Levaduras 1030 730 360 59000Esporas de Clostridium Sulfito Reductor <10 <10 <10 <10Determinación de Salmonella Negativo Negativo Negativo Negativo

Análisis Control T3 T6 T9NMP Coliformes Totales ufc/g ó mL <3 <3 <3 <3NMP Coliformes Fecales ufc/g ó mL <3 <3 <3 <3Estafiloco coagulasa (+) ufc/g ó mL <100 <100 <100 <100Recuento Mesofilos aerobios 210 300000 149000 25700Recuento de Mohos y Levaduras 1030 200000 14600 11000Esporas de Clostridium Sulfito Reductor <10 <10 <10 <10Determinación de Salmonella Negativo Negativo Negativo Negativo

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110 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Tabla A-3. Análisis microbiológico para las salchichas tipo Frankfurt elaboradas conharina de soya

Análisis Control S3 S6 S9NMP Coliformes Totales ufc/g ó mL <3 <3 <3 <3NMP Coliformes Fecales ufc/g ó mL <3 <3 <3 <3Estafiloco coagulasa (+) ufc/g ó mL <100 <100 <100 <100Recuento Mesofilos aerobios 210 30000 57000 34000Recuento de Mohos y Levaduras 1030 740 370 100Esporas de Clostridium Sulfito Reductor <10 <10 <10 <10Determinación de Salmonella Negativo Negativo Negativo Negativo

*Control; S3, Soya 3%; S6,Soya 6%; S9, Soya 9%

Tabla A-4. Análisis microbiológico para las salchichas tipo Frankfurt elaboradas conharina de chachafruto

*Control; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

Análisis Control CH3 CH6 CH9NMP Coliformes Totales ufc/g ó mL <3 <3 <3 <3NMP Coliformes Fecales ufc/g ó mL <3 <3 <3 <3Estafiloco coagulasa (+) ufc/g ó mL <100 <100 <100 <100Recuento Mesofilos aerobios 210 300000 300000 300000Recuento de Mohos y Levaduras 1030 <10 200000 200000Esporas de Clostridium Sulfito Reductor <10 <10 <10 <10Determinación de Salmonella Negativo Negativo Negativo Negativo

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Anexo . Producto Académico. Presentación en Congreso especializado 111

B. Anexo: Resultados Microscopíaóptica

Tabla B-1. Distribución porcentual de los componentes que conforman las diferentesemulsiones cárnicas

TRATAMIENTO PORCENTAJE PROTEÍNA PORCENTAJE GRASA+AGUAControl 53% 47%

Q3 59% 41%Q6 43% 57%Q9 63% 37%T3 48% 52%T6 43% 57%T9 40% 60%S3 49% 51%S6 44% 56%S9 37% 63%

CH3 53% 47%CH6 56% 44%CH9 48% 52%

*Control; Q3,Quinua 3%; Q6,Quinua 6%; Q9, Quinua 9%; T3,Trigo 3%; T6,Trigo 6%; T9, Trigo 9%; S3, Soya 3%; S6,Soya6%; S9, Soya 9%; CH3,Chachafruto 3%; CH6,Chachafruto 6%; CH9, Chachafruto 9%.

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112 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

C. Anexo: Termogramas MDSC

Figura C-1. Termograma emulsiones cárnicas con inclusión de harina de Quinua al 3%

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Anexo . Producto Académico. Presentación en Congreso especializado 113

Figura C-2. Termograma emulsiones cárnicas con inclusión de harina de Quinua al 6%

Figura C-3. Termograma emulsiones cárnicas con inclusión de harina de Quinua al 9%

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114 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Figura C-4. Termograma emulsiones cárnicas con inclusión de harina de trigo al 3%

Figura C-5. Termograma Emulsiones cárnicas con inclusión de harina de Trigo al 6%

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Anexo . Producto Académico. Presentación en Congreso especializado 115

Figura C-6. Termograma Emulsiones cárnicas con inclusión de harina de Trigo al 9%

Figura C-7. Termograma Emulsiones cárnicas con inclusión de harina de Soya al 3%

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116 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Figura C-8. Termograma emulsiones cárnicas con inclusión de harina de Soya al 6%

Figura C-9. Termograma emulsiones cárnicas con inclusión de harina de Soya al 9%

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Anexo . Producto Académico. Presentación en Congreso especializado 117

Figura C-10. Termograma emulsiones cárnicas con inclusión de harina de Chachafrutoal 3%

Figura C-11. Termogramas Emulsiones cárnicas con inclusión de harina de Chachafrutoal 6%

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118 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Figura C-12. Termogramas Emulsiones cárnicas con inclusión de harina de Chachafrutoal 9%

Figura C-13. Termograma de la harina de chachafruto por MDSC

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Anexo . Producto Académico. Presentación en Congreso especializado 119

Figura C-14. Cambios en el módulo viscoso (G’’) con la temperatura durante la gelaciónde las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de quinua a una velocidad de 2°C/min

Figura C-15. Cambios en el módulo viscoso (G’’) con la temperatura durante la gelaciónde las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de quinua a una velocidad de10°C/min

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120 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Figura C-16. Cambios en el módulo viscoso (G’’) con la temperatura durante la gelaciónde las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de trigo a una velocidad de 2°C/min

Figura C-17. Cambios en el módulo viscoso (G’’) con la temperatura durante la gelaciónde las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de trigo a una velocidad de 10°C/min

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Anexo . Producto Académico. Presentación en Congreso especializado 121

Figura C-18. Cambios en el módulo viscoso (G’’) con la temperatura durante la gelaciónde las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de soya a una velocidad de 2°C/min

Figura C-19. Cambios en el módulo viscoso (G’’) con la temperatura durante la gelaciónde las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de soya a una velocidad de 10°C/min

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122 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

Figura C-20. Cambios en el módulo viscoso (G’’) con la temperatura durante la gelaciónde las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de chachafruto a una velocidad de2°C/min

|

Figura C-21. Cambios en el módulo viscoso (G’’) con la temperatura durante la gelaciónde las emulsiones cárnicas elaboradas con harina de chachafruto a una velocidad de10°C/min

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Anexo . Producto Académico. Presentación en Congreso especializado 123

D. Anexo: Producto académico.Presentación en Congresoespecializado

Se presentó el trabajo titulado: “EFFECT OF QUINOA (Chenopodium Quinoa W) AND

CHACHAFRUTO FLOUR (Erythrina edulis) ON THE SENSORY PROPERTIES OF

FRANKFURTER-TYPE SAUSAGES”, en el 16th IUFOST World Congress of Food

Science and Technology, llevado a cabo Foz de Iguazu. Parana, Brasil del 5 al 9 de

agosto de 2012. Se muestra como anexo el certificado.

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124 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

E. Anexo: Producto académico.Ponencia oral en Congresoespecializado

Se presento el trabajo titulado: “MICROESTRUCTURA Y PROPIEDADES

FUNCIONALES DE HARINAS DE QUINUA (Chenopodium Quinoa W) y Chachafruto

(Erythrina edulis): POTENCIALES EXTENSORES CÁRNICOS, en el I Congreso

Internacional en Investigación e Innovación en Ciencia y Tecnología de Alimentos IICTA

2012. Se muestra como anexo el certificado.

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Anexo . Producto Académico. Presentación en Congreso especializado 125

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126 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

F. Anexo: Producto académico.Artículo Corto

El artículo corto titulado: “MICROESTRUCTURA Y PROPIEDADES FUNCIONALES DE

HARINAS DE QUINUA (Chenopodium Quinoa W) y CHACHAFRUTO (Erythrina edulis):

POTENCIALES EXTENSORES CÁRNICOS”, fue publicado en el Volumen 19 (Supl. 1)

2012 de la Revista Vitae de la Facultad de Química Farmaceútica de la Universidad de

Antioquia, cuyo ISSN es 0121-4004. Se muestra como anexo copia del artículo corto

publicado.

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Anexo . Producto Académico. Presentación en Congreso especializado 127

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128 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

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Anexo . Producto Académico. Presentación en Congreso especializado 129

G. Anexo: Producto académico.Artículo Corto

El artículo corto titulado: "Evaluación Instrumental de salchichas elaboradas con harina

de chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua (Chenopodium Quinoa W)”, fue publicado en

el Volumen 67 (2) (Supl. 2) 2014 p. 767-769, de la Revista Facultad Nacional de

Agronomía Medellín, cuyo ISSN es 0304-2847. Se muestra como anexo copia del

artículo corto publicado.

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132 Evaluación de harinas de Chachafruto (Erythrina edulis) y Quinua(Chenopodium Quinoa W) sobre el proceso de elaboración de salchichas tipo

Frankfurt

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Anexo B. Nombrar el anexo B de acuerdo con su contenido 133

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