anexo iii proceso de elaboración de pellets cúbicos de panela
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS ESTUDIO TECNOLÓGICO PARA LA ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS DE PANELA GRANULADA SABORIZADOS CON ESENCIA DE MARACUYÁ PARA LA EMPRESA DULCE CORAZÓN. TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA DE ALIMENTOS ESTEFANIA GABRIELA GUERRA BELTRÁN DIRECTOR: ING. YOLANDA ARGÜELLO Quito, Junio 2014 © Universidad Tecnológica Equinoccial, 2014 Reservados todos los derechos de reproducción DECLARACIÓN Yo ESTEFANÍA GABRIELA GUERRA BELTRÁN, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente. _________________________ Estefanía Guerra Beltrán C.I. 172352957-2 CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Estudio tecnológico para la elaboración de pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá para la empresa Dulce Corazón” que, para aspirar al título de Ingeniero/a en Alimentos fue desarrollado por Estefanía Guerra, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25. ___________________ Ing. Yolanda Argüello DIRECTOR DEL TRABAJO C.I.180162646-4 DEDICATORIA Dedico este trabajo a Dios, que siempre me guió y mostró el camino para alcanzar esta meta; a mi tío Wenseslao Beltrán y abuelito Luis Guerra que en paz descansen. AGRADECIMIENTO A Dios, a mi hermano Luis Alfonso Guerra de manera muy especial por ser mi apoyo incondicional para conseguir esta meta, a mis padres Luis y Jessy por alentarme siempre para seguir adelante y nunca rendirme, a mis abuelitos Teresa, Gil y Maruja por confiar en mí, a mis tíos María Teresa, Susana, Alfonso, Ximena y Sandra por su apoyo e interés en este proyecto; y a mis amigos Janine, María José, Tatiana, Lorena, Diana y Emilio. A la Facultad de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Tecnológica Equinoccial y a mi Tutora Ing. Yolanda Argüello por su guía y dedicación. ÍNDICE DE CONTENIDOS PÁGINA RESUMEN ..................................................................................................... xi ABSTRACT ................................................................................................. xiii 1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................... 1 1.1. OBJETIVO GENERAL ....................................................................... 2 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................. 2 2. MARCO TEÓRICO .................................................................................... 3 2.1. LA CAÑA DE AZÚCAR ...................................................................... 3 2.1.1. ORIGEN ....................................................................................... 3 2.1.2. CULTIVO ..................................................................................... 3 2.1.3. VARIEDADES .............................................................................. 4 2.1.4. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DEL JUGO DE CAÑA DE AZÚCAR ...................................................................................... 5 2.1.5. SUBPRODUCTOS DE LA CAÑA DE AZÚCAR .......................... 5 2.2. PANELA............................................................................................. 6 2.2.1. AGROINDUSTRIA PANELERA EN EL ECUADOR ..................... 8 2.2.2. PANELA VS. AZÚCAR REFINADA ............................................. 8 2.2.3. VALOR NUTRITIVO ..................................................................... 11 i PÁGINA 2.2.4. PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA PANELA GRANULADA . 12 2.2.4.1. Selección de cañas maduras ................................................. 12 2.2.4.2. Apronte y limpieza .................................................................. 13 2.2.4.3. Molienda................................................................................. 13 2.2.4.4. Pre limpieza ........................................................................... 13 2.2.4.5. Clarificación............................................................................ 14 2.2.4.6. Evaporación y Concentración ................................................ 14 2.2.4.7. Batido ..................................................................................... 15 2.2.4.8. Tamizado ............................................................................... 15 2.2.4.9. Empaque ................................................................................ 16 2.2.4.10. Almacenamiento .................................................................. 16 2.3. ADITIVOS ALIMENTARIOS PERMITIDOS PARA PANELA GRANULADA ................................................................................. 17 2.3.1. ANTIAGLUTINANTES ............................................................... 17 2.3.2. REGULADORES DE ACIDEZ ................................................... 17 2.4. ADITIVOS AROMATIZANTES O SABORIZANTES ........................ 17 2.5. COMPACTACIÓN DE COMPUESTOS GRANULADOS ................. 18 3. METODOLOGÍA .................................................................................... 22 3.1. CARACTERIZACIÓN DE MATERIA PRIMA ................................... 22 3.2. ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS ............ 22 ii PÁGINA 3.2.1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO ............................................... 22 3.2.1.1. Pesaje 1 .............................................................................. 23 3.2.1.2. Acondicionamiento con ácido cítrico ................................... 23 3.2.1.3. Saborizado y Mezclado ...................................................... 23 3.2.1.4. Pesaje 2 .............................................................................. 24 3.2.1.5. Compactación ..................................................................... 24 3.2.1.6. Cigüeñal ............................................................................. 25 3.2.1.7. Biela .................................................................................... 25 3.2.1.8. Pistón o corredera .............................................................. 25 3.2.1.9. Tolva de Alimentación ........................................................ 25 3.2.1.10. Matriz o molde .................................................................... 25 3.2.1.11. Torquímetro ........................................................................ 25 3.3. 3.2.1.6. Secado ............................................................................... 26 3.2.1.7. Envasado ............................................................................ 27 3.2.1.8. Empacado........................................................................... 27 DISEÑO DEL EXPERIMENTO ........................................................ 29 3.3.1. HUMEDAD (%) .......................................................................... 29 3.3.2. SOLUBILIDAD (%)..................................................................... 30 3.3.3. DESMORONAMIENTO (%) ....................................................... 30 3.4. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL .............................. 31 iii PÁGINA 3.5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO ................................................................ 31 3.6. ACEPTABILIDAD SENSORIAL ....................................................... 32 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................... 36 4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA .............................. 36 4.2. ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS ............ 36 4.3. EVALUACIÓN DE LOS PELLETS ................................................... 41 4.3.1. HUMEDAD (%) .......................................................................... 41 4.3.2. SOLUBILIDAD (%)..................................................................... 43 4.3.3. DESMORONAMIENTO (%) ....................................................... 44 4.4. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL .............................. 46 4.5. ACEPTABILIDAD ............................................................................ 47 4.5.1. APARIENCIA DEL PELLET CÚBICO ........................................ 47 4.5.2. SABOR A FRUTA DE LA BEBIDA REFRESCANTE ................. 48 4.5.3. APARIENCIA DE LA BEBIDA REFRESCANTE ........................ 49 4.5.4. ACEPTABILIDAD GLOBAL ....................................................... 50 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................... 53 5.1. CONCLUSIONES ............................................................................ 53 5.2. RECOMENDACIONES .................................................................... 55 iv PÁGINA BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 57 ANEXOS ....................................................................................................... 62 v ÍNDICE DE TABLAS PÁGINA Tabla 1. Superficie cosechada (Has) de caña de azúcar en el Ecuador 4 Tabla 2. Composición nutricional del jugo de caña de azúcar 5 Tabla 3. Producción Mundial de Panela para el año 2002 7 Tabla 4. Valor nutritivo del azúcar refinado y la panela por cada 1000 g 9 Tabla 5. Valor Nutritivo de la Panela Granulada. 11 Tabla 6. Requisitos para comercialización de panela granulada 12 Tabla 7. Método utilizado para el análisis de Humedad (%) de la panela granulada 22 Tabla 8. Diseño experimental para pellets cúbicos de panela granulada saborizados 29 Tabla 9. Método utilizado para el análisis de Humedad (%) de la panela granulada 31 Tabla 10. Humedad de Panela Granulada como Materia Prima 36 Tabla 11. Rendimientos del proceso de elaboración de pellets 37 Tabla 12. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso 38 Tabla 13. Pérdida de peso (%) de los tratamientos durante el secado 39 Tabla 14. Humedad (%) de los tratamientos de los pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá 41 Tabla 15. Solubilidad (%) de los tratamientos de los pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá. 43 vi PÁGINA Tabla 16. Desmoronamiento (%) de los tratamientos de los pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá. 45 Tabla 17. Análisis del contenido de Humedad (%) para tratamientos E1P2CS y E2P2CS 47 vii ÍNDICE DE FIGURAS PÁGINA Figura 1. Caña de Azúcar Saccharum officinarum 4 Figura 2. Subproductos de la caña de azúcar 6 Figura 3. Diagrama de Flujo de la elaboración de panela granulada y en bloque 10 Figura 4. Tableteadora 19 Figura 5. Máquina compactadora de pellets 24 Figura 6. Vista transversal del cigüeñal y sus ejes 26 Figura 7. Proceso de Elaboración de pellets cúbicos saborizados con esencia de maracuyá 28 Figura 8. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso 39 Figura 9. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso 40 Figura 10. Humedad de los tratamientos de pellets con interacción de la concentración de esencia, presión y aplicación o no de secado. 42 Figura 11. Solubilidad (%) de los tratamientos de pellets con interacción de la concentración de esencia, presión y aplicación o no de secado 44 Figura 12. Desmoronamiento (%) de los tratamientos de pellets con interacción de la concentración de esencia, presión y aplicación o no de secado. 46 Figura 13. Análisis sensorial de la apariencia del pellet cúbico 47 Figura 14. Análisis sensorial del sabor a fruta de la bebida refrescante 48 viii PÁGINA Figura 15. Análisis sensorial de la apariencia de la bebida refrescante 49 Figura 16. Análisis sensorial de la aceptabilidad global del producto 50 ix ÍNDICE DE ANEXOS PÁGINA ANEXO I 62 MÉTODOS UTILIZADOS PARA SABORIZAR PANELA GRANULADA ANEXO II 63 COMPACTACIÓN DE PELLETS Y PRESIONES UTILIZADAS ANEXO III 64 PROCESO DE ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS DE PANELA GRANULADA SABORIZADOS ANEXO IV 64 RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE HUMEDAD DE LOS PELLETS SABORIZADOS ANEXO V 66 ANÁLISIS DE SOLUBILIDAD DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS ANEXO VI 67 ENCUESTA PARA PRUEBA DE ACEPTABILIDAD ANEXO VII 68 ANÁLISIS SENSORIAL DEL PRODUCTO FINAL ANEXO VIII FICHA TÉCNICA DE LA ESENCIA DE MARACUYÁ 68 x RESUMEN El objetivo de este estudio fue elaborar pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá para disolverlos en agua y obtener una bebida refrescante; para este fin se diseñó y construyó una máquina compactadora de acero inoxidable para panela granulada saborizada. Se inició realizando pruebas preliminares para determinar el mejor método de saborizado y el rango de presiones de la máquina compactadora a utilizar. Luego se estructuró el proceso de elaboración de los pellets cúbicos y se diseñó el experimento, se estudió el porcentaje de rendimiento durante el proceso, el porcentaje de humedad después de cada etapa de producción y el porcentaje de pérdida de peso de los pellets luego del secado. Después de realizar el análisis estadístico se caracterizó el producto final con la determinación del contenido de humedad, el porcentaje de solubilidad y el porcentaje de desmoronamiento; y se envío a un laboratorio externo dos muestras de los mejores tratamientos para hacer análisis de humedad, requisito necesario de acuerdo a la NTE INEN 2332; posteriormente se realizó una prueba de aceptabilidad del producto final donde se evaluó la apariencia del pellet, el sabor a fruta y la apariencia de la bebida refrescante y la aceptabilidad global, para lo cual se utilizó una escala hedónica de 0 a 10 donde 0 significa ”me disgusta muchísimo ” y 10 “me gusta muchisimo”. Como resultados en pruebas preliminares se obtuvo que el mejor método de saborizado fue el método por spray o atomizador, el rango de presiones de la máquina compacadora para la producción de pellets era de 4 525 a 6 775 kPa. La etapa de menor rendimiento del proceso fue la compactación para los tratamientos E1P2CS (1% esencia, 6 775 kPa, con secado) y E1P2SS (1% esencia, 6 775 kPa, sin secado) debido a la menor cantidad de esencia (lubricante) y mayor presión utilizadas. Los tratamientos con 2% de esencia experimentaron el mayor incremento de contenido de humedad que fue del 94.7%, y en aquellos sometidos a secado la pérdida de esta variable fue en promedio del 10.12%. Los pellets durante el proceso de secado perdieron en promedio el 0.21% de peso; sin embargo los tratamientos con 2% de xi esencia tuvieron la menor pérdida de peso (0.17%) por la mayor presencia de componentes orgánicos que al no ser fuente de agua no se evaporaron en esta etapa. Se aplicó un diseño experimental AXBXC que tenía 3 factores: concentración de esencia con 1 y 2%, presión con 4 525 y 6 775 kPa, y aplicación o no de secado. En la evaluación del producto final se determinó que para el contenido de humedad todos los tratamientos se encontraban dentro de la NTE INEN 2332 (Humedad máxima de panela granulada = 3%), para % solubilidad no se obtuvieron diferencias significativas, todos los tratamientos tenían un % solubilidad del 91 al 95%; y para % de desmoronamiento si se obtuvieron diferencias significativas, los tratamientos con los menores valores para esta variable fueron: para la concentración de esencia 1% el E1P2CS (1% esencia, 6 775 kPa, con secado) y para la concentración de esencia 2% el E2P2CS (2% esencia, 6 775 kPa, con secado) con 0.050 y 0.065 % desmoronamiento respectivamente. Con estos dos tratamientos se realizó la prueba de aceptabilidad, para la cual no se obtuvieron diferencias significativas, pero se obtuvo un valor de 7 sobre 10 en la escala hedónica, lo cual muestra que el producto tiene aceptación en el mercado y les gusta a los consumidores. Se decidió que el mejor tratamiento es el E2P2CS (2% esencia, 6 775 kPa, con secado) ya que al tener una mayor concentración de esencia, se asegura que el aroma a maracuyá del pellet perdure por más tiempo, contribuyendo a alargar la la vida útil del producto. xii ABSTRACT The aim of this study was to develop cubic pellets granulated sugar flavored with essence of passion fruit to dissolve in water and get a refreshing drink and to this end we designed and built a compacting machine stainless steel for flavored granulated sugar. It began conducting preliminary tests to determine the best flavored method, the pressure range of the compacting machine to use. The process of preparation of cubic pellets is then structured and the experiment was designed, the yield percentage was studied during the process, the moisture content after each stage of production and the percentage weight loss of the pellets after drying. After statistical analysis the final product was characterized with moisture content determination, the % solubility and % breakdown for each concentration of essence. Two samples of the best treatments were send to an external laboratory for moisture analysis, necessary requirement according to the NTE INEN 2332; later a test of acceptability of the final product was done, where we evaluated the appearance of the pellet, the fruit flavor and appearance of the refreshing drink, and the overall acceptability, using an hedonic scale of 0 to 10 where 0 means " I dislike very much" and 10 " I like a lot ". As results in preliminary tests it was found that the best flavored method was the spray method, the range of pressures of the compacting machine for pellet production was 4 525 to 6 775 kPa. The stage of lower yield of the process was the compaction for treatments E1P2CS (1% essence, 6775 kPa, with drying) and E1P2SS (1% essence, 6775 kPa, without drying) due to the smaller amount of essence (lubricant) and higher pressure used. Treatments with 2% essence experienced the greatest increase in moisture content with 94.7%; and for those ones submitted to drying, the loss of this variable was 10.12%. The pellets during the drying process lost on average 0.21% by weight, however treatment with 2% of essence had the lowest weight loss (0.17%), because of the high presence of organic components that are not a source of water, so they cannot be evaporated at this stage. An experimental design AXBXC was applied; which had 3 factors: Concentration of essence with 1 xiii and 2 %, pressure 4 525 and 6 775 kPa, and drying application or not drying application. In the evaluation of the final product it was determined that for the moisture content all treatments were within the NTE INEN 2332 ( maximum moisture of granulated Sugar = 3 % ) , for % solubility no significant differences were obtained , all treatments had a solubility of 91 % to 95 %; and for % breakdown significant differences were founded, treatments with the lowest values for this variable were: for the concentration of 1% essence the E1P2CS (1% essence , 6 775 kPa , with drying ) and for the concentration of 2% essence the E2P2CS (2% essence , 6 775 kPa , with drying ) with 0.050 and 0.065 % breakdown respectively. With these two treatments acceptability test was performed, for which no significant differences were obtained, but an average value of 7 out of 10 on the hedonic scale was obtained, which shows that the product has market acceptance and the consumers like it. It was decided that the best treatment is the E2P2CS (2% essence, 6 775 kPa, with drying) and that having a higher concentration of essence, ensures the pellet passion fruit aroma last for longer, helping to extend the product life. xiv 1. INTRODUCCIÓN 1. INTRODUCCIÓN La panela en sus diferentes presentaciones constituye un alimento muy importante en la dieta de los pueblos andinos y otros alrededor del mundo, posee distintos nombres de acuerdo al lugar de donde se origina así: chanchaca, piloncillo, raspadura, gur, etc. Su materia prima que es la caña de azúcar Saccharum officinarum, es la principal fuente de sacarosa del mundo, y representa un 70% del total de la producción de azúcar (Bolívar, 2005). En el Ecuador el consumo de panela aumenta cada vez más, debido a las propiedades nutritivas que ésta posee; la panela granulada y la panela en bloque son las presentaciones más comunes de este producto. La mayoría de unidades productivas de panela se encuentran situadas en áreas rurales donde se elabora este producto de forma artesanal; lo que hace que en el mercado formal e informal exista una alta competencia de este producto; y para las empresas tecnificadas y organizadas como ”Dulce Corazón” resulta difícil competir con los precios bajos que ofrecen estas pequeñas unidades productoras que en la mayoría de los casos no cuentan con registros sanitarios ni con instalaciones apropiadas para la producción de panela. Por esta razón es necesaria una diversificación de este producto, dándole un valor agregado atractivo para el cliente; de aquí nace la Panela Granulada Saborizada con distintas esencias, y en presentaciones de cubitos o pellets que se disuelven en agua, para obtener finalmente una bebida refrescante de panela saborizada. 1 1.1. OBJETIVO GENERAL Elaborar pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá solubles en agua para la obtención de bebidas refrescantes en la empresa “Dulce Corazón”. 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Determinar la mejor combinación de concentración de esencia, presión y secado. - Determinar el contenido de humedad del producto final y comprarlo con normas de referencia. - Determinar la aceptabilidad sensorial del producto final. 2 2. MARCO TEÓRICO 2. MARCO TEÓRICO 2.1. LA CAÑA DE AZÚCAR 2.1.1. ORIGEN La caña de azúcar Saccharum officinarum, pertenece a la familia de las gramíneas; es originaria de Nueva Guinea (8 000 a 15 000 años a.C.), luego fue introducida a la China, India, Hawái, África Oriental, Madagascar, Medio Oriente y el Mediterráneo; posteriormente su cultivo se difundió hacia las islas del Atlántico, y fue Cristóbal Colón en su segundo viaje quien la introdujo a América en 1 943 (Osorio, 2007). 2.1.2. CULTIVO Esta Gramínea se cultiva en climas tropicales y cálidos donde la temperatura oscila entre los 25 y 33° C, se adapta desde el nivel del mar hasta los 2 200 msnm; luego de la siembra el primer corte se hace de los 18 a 24 meses y posteriormente se cosecha en ciclos de 3 a 4 meses (Subirós, 2000). Posee un tallo macizo de 2 a 5 m de altura y su diámetro varía de 5 a 6 cm como se ilustra en la Figura 1, éste contiene la mayor cantidad de carbohidratos o azúcares de la planta que son extraídos industrialmente para la obtención de sus principales derivados (melaza, cachaza, azúcar refinada, panela, etc.) (Guerrero, 1999). 3 Figura 1. Caña de Azúcar Saccharumofficinarum El cultivo de caña de azúcar en el Ecuador ha tenido un alza importante en los últimos años como se muestra en la Tabla 1; al 2 011 la mayor producción se da en la región Costa con 71 102 hectáreas cosechadas, seguida de la región Sierra con 15 353; las provincias más representativas son Guayas con 69 870 has, Loja con 7 798 has, y Cañar con 5 657 has (INEC, 2011). Tabla 1. Superficie cosechada (Has) de caña de azúcar en el Ecuador 2007 2008 2009 2010 2011 Total Nacional 96 817 97 165 106 825 106 928 86 455 Región Sierra 23 922 18 184 21 193 21 033 15 353 Región Costa 72 894 78 981 85 633 85 895 71 102 (INEC, 2011). 2.1.3. VARIEDADES Las variedades más comunes que se cultivan en el Ecuador son: POJ, Cubana, Puerto Rico, Morada de Fruta, Campus Brasil; de las cuales las más aptas para producción de panela son Puerto Rico, Campus Brasil y POJ por su alto contenido de sólidos solubles, rendimiento y velocidad de clarificación (Quezada, 2007). 4 2.1.4. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DEL JUGO DE CAÑA DE AZÚCAR En la Tabla 2 se muestra la composición nutricional del jugo de caña de azúcar. Tabla 2. Composición nutricional del jugo de caña de azúcar Componente % Agua 74.5 Azúcares 14 Fibra 10 Cenizas 0.5 Compuestos 0.4 Nitrogenados Ácidos, Grasas y 0.6 Pectina (Mosquera, Carrera, & Villada, 2007). Los azúcares que contiene el jugo de caña son: sacarosa (12,5%), glucosa (0,9%) y fructuosa (0,6%) (Mosquera et al., 2007). 2.1.5. SUBPRODUCTOS DE LA CAÑA DE AZÚCAR De acuerdo a CORPOICA (2007), la caña de azúcar posee un alto contenido de azúcares que varían principalmente por la variedad de la caña, la temperatura y altitud de la zona de cultivo, las horas luz recibidas y el tiempo de corte; consecuentemente debido a todos éstos factores los subproductos de esta gramínea también varían en función de la concentración de azúcares, es así que cañas con 22 % Sólidos Solubles son utilizadas para la elaboración de azúcar refinada, panela, melaza, miel 5 hidrolizada, etc., y cañas con menores porcentajes de sólidos solubles son utilizadas para la producción de aguardiente, de esta manera la industrialización del jugo de caña sigue dos caminos, la fermentación y la concentración de azúcares como se muestra en la Figura 2. Figura 2. Subproductos de la caña de azúcar 2.2. PANELA La panela es un producto que se obtiene de la concentración de azúcares del jugo de caña, de acuerdo a la temperatura de punteo, °Brix finales de las mieles y procesos posteriores a la concentración ésta puede dividirse principalmente en: bloque y granulada. Está compuesta en mayor proporción por sacarosa y en menor por azúcares invertidos (glucosa y fructuosa) (Moreno, 2007). 6 Este producto, al igual que su materia prima, la caña de azúcar, se origina en Nueva Guinea (8 000 a 15 000 años a.C.), luego fue introducida al resto de países productores como parte de su cultura: India, Pakistán, China, Filipinas, Nigeria, etc., y a América llegó junto con la colonización en 1 943. De acuerdo al país o zona donde se produce, ésta toma varios nombres así Papelón en Centro América, Piloncillo en México, Chancaca en Bolivia y Perú, Raspadura en Ecuador, Gur en la India, Muscovado Sugar en Filipinas, Black Sugar en Japón y Taiwan, Jaggery y Khandsari en el Sur de Asia, etc., (Fedepanela, 2009). Según estadísticas de la FAO 25 países alrededor del mundo producen panela en sus diferentes presentaciones, la Tabla 3 indica la producción mundial de panela para el año 2002; no se tienen cifras actualizadas en este tema debido a que la FAO a partir del 2003 clasificó a la producción de panela dentro del grupo “Caña de azúcar y cultivos azucareros NC”, lo que dificultó la obtención de esta información (FAO & OMS, 2011). Tabla 3. Producción Mundial de Panela para el año 2002 Puesto País Producción Año 2002 (ton) 1 India 7 214 000 2 Colombia 1 470 000 3 Pakistán 600 4 Myanmar 610 5 Bangladesh 298 6 China 400 7 Brasil 210 8 Filipinas 127 9 Guatemala 44 10 Mexico 37 11 Perú 28 12 Kenya 23 13 Honduras 21 14 Haití 21 15 Uganda 15 16 Nigeria 14 (FAO & OMS, 2011) 7 2.2.1. AGROINDUSTRIA PANELERA EN EL ECUADOR La agroindustria panelera en el Ecuador no se encuentra totalmente desarrollada a pesar de que forma parte importante de la cultura de los ecuatorianos y de su dieta diaria, una muestra de aquello es que la elaboración de este producto se realiza mayormente en áreas rurales en las viviendas de los campesinos que viven de esta actividad; pocas son las plantas de producción de panela granulada y en bloque que cumplen con especificaciones de calidad y Buenas prácticas de Manufactura a diferencia de Colombia, país de América Latina definido por la FAO como representativo en esta actividad, ya que ocupa el segundo lugar en el mundo en producción de panela luego de la India (Rodríguez, 2004). A pesar de que la industria panelera en nuestro país no está siendo explotada ampliamente, el Ecuador exporta panela a Italia, España, Alemania, Holanda, Estados Unidos de América, Colombia y Egipto con un total de 763 toneladas en el año 2 008, siendo Italia el país que más importa panela de Ecuador con 292 toneladas al año (FAO & OMS, 2011). 2.2.2. PANELA VS. AZÚCAR REFINADA La diferencia entre ambos edulcorantes radica principalmente en el proceso de elaboración, apariencia y en el valor nutritivo; el proceso de elaboración de azúcar refinada es mucho más complejo y extenso que el de panela. La panela en cualquiera de sus presentaciones es más natural que el azúcar blanco o refinado, según el Instituto Anboisse de Francia & CODEX (2010) ésta aporta a la dieta una mayor cantidad de nutrientes como Vitaminas, minerales, proteínas y monosacáridos como se indica en la Tabla 4. Además de las diferencias de composición nutricional, también existen diferencias de tipo organoléptico como color, la panela es café obscura y el azúcar refinado es blanco; aroma, cada edulcorante tiene su propio olor y 8 sabor que se pueden diferenciar fácilmente; los cristales son mucho más visibles en el azúcar refinado que en la panela, ya que en ésta última no se lleva a cabo el proceso de centrifugación en el cual se separan los cristales de la melaza como sucede para el azúcar blanco (Bolívar, 2005). La Figura 3 muestra los procesos de producción ambos productos. Tabla 4. Valor nutritivo del azúcar refinado y la panela por cada 1000 g COMPONENTE AZUCAR REFINADO PANELA Sacarosa (g) 99.6 72 a 78 Fructuosa (g) 1.5 a 7 Glucosa (g) 1.5 a 7 Minerales Potasio (mg) 0.5 a 1.0 10 a 13 Calcio (mg) 0.5 a 5.0 40 a 100 Magnesio (mg) 70 a 90 Fósforo (mg) 20 a 90 Sodio (mg) 0.5 a 0.9 19 a 30 Hierro (mg) 0.5 a 1.0 10 a 13 Manganeso (mg) 0.2 a 0.5 Zinc (mg) 0.2 a 0.4 Fluor (mg) 5.3 a 6.0 Cobre (mg) 0.1 a 0.9 Vitaminas Provitamina A (mg) 2 Vitamina A (mg) 3.8 Vitamina B1 (mg) 0.01 Vitamina B2 (mg) 0.06 Vitamina B5 (mg) 0.01 Vitamina B6 (mg) 0.01 Vitamina C (mg) 7 Vitamina D2 (mg) 6.5 Vitamina E (mg) 111.3 Vitamina PP (mg) 7 Proteína (mg) 280 Energía (cal) 384 312 (Instituto Anboisse de Francia & CODEX, 2010) 9 Tallos maduros de caña de azúcar RECEPCIÓN Y LIMPIEZA Agua LAVADO MOLIENDA Bagazo PRELIMPIEZA Impurezas Floculantes CLARIFICACIÓN Cachaza ° T: 75 - 85°C Antiespumantes EVAPORACIÓN ° T: 90 - 100°C Mieles 70°Brix CONCENTRACIÓN Panela granulada Panela en bloque ° T: 118-122 °C ° T: 125-128°C 88 - 94 °Brix 96 - 98 °Brix 10 - 15 min MOLDEO BATIDO Gránulos panela ENFRIAMIENTO ENFRIAMIENTO DESMOLDE TAMIZADO Malla 2mm EMPAQUE EMPAQUE PESAJE PESAJE ALMACENAMIENTO ALMACENAMIENTO Figura 3. Diagrama de Flujo de la elaboración de panela granulada y en bloque 2.3. PANELA GRANULADA (CORPOICA, 2007) 10 La norma INEN 2002 define a la panela granulada como el “Producto obtenido por concentración de los jugos de caña de azúcar, hasta la obtención de un jarabe espeso permitiendo a continuación que el jarabe se solidifique y granule por batido”. 2.2.3. VALOR NUTRITIVO La panela granulada está compuesta principalmente por carbohidratos o azúcares de los cuales la sacarosa se encuentra en mayor proporción (80%) y la glucosa y fructuosa en menor, éstos últimos son llamados azúcares reductores o invertidos, y representan un mayor valor biológico en la alimentación que la sacarosa; este producto es también fuente de vitaminas y minerales importantes para la dieta diaria (Narváez, 2002). En la tabla 5 se muestra el valor nutritivo de la Panela Granulada. Tabla 5. Valor Nutritivo de la Panela Granulada. Componentes en 100 g Carbohidratos (g) 97 Grasa (g) 0.35 Sacarosa (g) 89.5 Fibra (g) 0.01 Glucosa (g) 4.5 Ceniza (g) 1.7 Fructuosa (g) 4.5 Agua (g) 1.9 Proteína (g) 0.74 Energía (Cal) 378 Minerales (mg) Vitaminas (mg) Potasio 535.0 Pro vitamina A 2.00 Calcio 170.0 A 3.80 Magnesio 29.0 B1 0.01 Fósforo 133 B2 0.06 Sodio 23 B5 0.01 Hierro 2.5 B6 0.01 Zinc 2.8 C 7.00 Cobre 0.6 D2 6.5 Flúor 5.3 E 111.3 Manganeso 0.2 PP 7.00 (Narváez, 2002) 11 Los principales requisitos que la panela granulada debe cumplir para poder ser comercializada de acuerdo a la Norma INEN 2002 son: Tabla 6. Requisitos para comercialización de panela granulada Requisito Min Max Color T (550 nm) 30 75 Azúcar Reductor % 5.5 10 Sacarosa % 75 83 Humedad % -- 3 5,9 -- pH (INEN, 2002) Según Mujica et al (2008) la calidad de la panela depende de la variedad de la caña y de la temperatura de punteo durante el proceso de concentración. 2.2.4. PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA PANELA GRANULADA 2.2.4.1. Selección de cañas maduras La madurez de la caña depende de algunos factores como: la variedad, la altura sobre el nivel del mar a la que es cultivada y la edad de cosecha. Para la producción de panela se requieren cañas maduras que posean igual o semejante concentración de azúcares en la base y en la parte terminal del tallo; esto se conoce con el cálculo del índice de madurez para lo cual se mide el % de sólidos solubles con un refractómetro de las dos partes del tallo antes mencionadas; se divide el valor de la parte superior para el de la base; si este resultado es menor a 0.95 es una caña inmadura, si está entre 0.95 y 1 es una caña madura adecuada para la producción de panela, y si es mayor a 1 entonces la caña es sobremadura (Osorio, 2007). 12 2.2.4.2. Apronte y limpieza Una vez seleccionadas las cañas, estas se cortan, recolectan y transportan hacia el área de producción; a ésta última actividad se le denomina apronte; luego las cañas se limpian con cepillos para disminuir las impurezas como hiervas, tierra etc.; y dependiendo de la época del año incluso se las lava para retirar el lodo presente en los tallos generado por el invierno (INVIMA, 2009). 2.2.4.3. Molienda A través de la molienda se extrae el jugo de caña que tiene de 16 a 22 % sólidos solubles, dentro de este proceso dependiendo del tipo de molino que se utilice se obtienen porcentajes de extracción del 50 al 60%; el subproducto que se obtiene es el bagazo el cual es sometido a procesos de secado y sirve como combustible para los hornos paneleros (FUNACASCAPAM, 2002). 2.2.4.4. Pre limpieza Consiste en la separación y eliminación de las impurezas gruesas presentes en el jugo de caña a través de medios físicos a temperatura ambiente; para esta operación se ha diseñado los prelimpiadores cuya función es separar las impurezas del jugo por diferencia de densidades; así la tierra precipita al fondo y lo más liviano como hiervas, insectos, etc. flotan en la superficie (CORPOICA, 2007). 13 2.2.4.5. Clarificación El jugo de caña luego de pasar por los prelimpiadores pasa a la primera paila recibidora donde se lleva a cabo el proceso de clarificación que se realiza para extraer las ceras, gomas, grasas o pigmentos que a través de un calentamiento de 75 a 85 °C y la adición de sustancias floculantes o mucílagos flotan en la superficie y toman el nombre de cachaza, esta es retirada por medios físicos y se utiliza como alimento para animales. Las sustancias floculantes o mucilagos pueden ser naturales como la yausabara (planta angiosperma) o la corteza del balso y químicas o artificiales como la cal o el hidrosulfito de sodio; el uso de éstas últimas se encuentra prohibido de acuerdo a la legislación de algunos países (Quezada, 2007). 2.2.4.6. Evaporación y Concentración El jugo de caña descachazado pasa a las siguientes pailas recibidoras donde se lleva a cabo la evaporación a una temperatura de 90 a 100° C, en esta operación el jugo de caña se convierte en miel la cual alcanza 70% sólidos solubles. En el proceso de concentración para panela granulada las mieles alcanzan temperaturas de 125 a 128 °C y 98% sólidos solubles, y para panela en bloque 118 a 122°C y 88% sólidos solubles; esta operación se realiza en las ultimas pailas que se denominan pailas punteadoras, ya que es aquí en donde las mieles llegan al punto final de concentración y tienen un pH de 5.8 (CORPOICA,1999). Durante este proceso se suele adicionar antiespumantes que pueden ser grasas o aceites vegetales que evitan el derramamiento de las mieles y que éstas se adhieran a las paredes de las pailas recibidoras (FUNACASCAPAM, 2002). 14 Luego de la operación de concentración para panela granulada se procede a realizar el batido y si se desea elaborar panela en bloque se realiza el moldeo que consiste en pesar y depositar las mieles en moldes de diferentes formas y materiales, se deja solidificar y enfriar para desmoldar y obtener finalmente bloques de panela de distintas características de acuerdo a lo requerido (INVIMA, 2009). 2.2.4.7. Batido Una vez que las mieles han llegado al punto de panela granulada se retiran del calor a recipientes denominados bateas donde se someten a un proceso de batido intensivo e intermitente que dura de 15 a 20 minutos dependiendo de la magnitud del lote que se esté procesando; normalmente en trapiches de áreas rurales esta operación se realiza manualmente con dos operarios utilizando grandes paletas, pero en plantas industrializadas de procesamiento de panela granulada se utilizan máquinas con mecedores o aspas que baten las mieles por tiempos y a velocidades estándar, lo que permite obtener características constantes en todos los lotes de producción como son el color, humedad y granulometría. Luego de este proceso se enfría la panela granulada a temperatura ambiente manteniendo un batido a velocidad media por aproximadamente 30 minutos, al observar la formación de gránulos o cristales de panela y cuando la temperatura del producto alcanza aproximadamente los 30 °C se procede a la siguiente operación que es el tamizado (Osorio, 2007). 2.2.4.8. Tamizado Durante este proceso la panela granulada termina el enfriamiento al pasar por tamices de 2 mm de diámetro; granulometría establecida en la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 2002. 15 Los gránulos que no pasan por los tamices, es decir que tienen una mayor granulometría debido probablemente a un batido deficiente se muelen, tamizan y se vuelven a añadir al producto (Quezada, 2007). 2.2.4.9. Empaque Para el empaque de panela granulada se debe considerar su higroscopicidad. Según Macías, García & Galvis (1990) la panela granulada es higroscópica, es decir que al estar expuesta al ambiente puede absorber o perder humedad dependiendo de las condiciones climáticas del medio en el que se encuentre; haciendo que esto disminuya o aumente su vida útil; por esta razón el empaque de este producto es un punto crítico a controlar; los materiales de empaque más adecuados para panela granulada son aquellos de mayor barrera como los plásticos termoencogibles o el polipropileno biorientado (CORPOICA, 1990). 2.2.4.10. Almacenamiento La panela granulada una vez empacada debe ser almacenada en una bodega donde la humedad relativa sea menor al 65% para evitar su fácil deterioro; además que debe cumplir con las normas de Buenas Prácticas de Manufactura como es el estar exenta de plagas de cualquier tipo, debe ser exclusiva para almacenar producto terminado y no otro tipo de productos, insumos o químicos (CORPOICA, 2007). 16 2.3. ADITIVOS ALIMENTARIOS PERMITIDOS PARA PANELA GRANULADA Un aditivo alimentario es una sustancia que se adiciona a los alimentos con fines tecnológicos en cualquiera de las etapas del proceso productivo desde la fabricación hasta el almacenamiento; no se consume como un alimento ni constituye un ingrediente básico (CODEX, 1995). Los aditivos alimentarios permitidos para panela granulada y sus límites máximos de dosificación según el CODEX son: 2.3.1. ANTIAGLUTINANTES: Carbonato de Magnesio (1.5%), dióxido de silicio amorfo (1.5%), silicato de calcio (1.5%). 2.3.2. REGULADORES DE ACIDEZ: Bicarbonato de sodio (1%), carbonato de calcio (1%), ácido cítrico (0.3%), hidróxido de calcio (0.5%). 2.4. ADITIVOS AROMATIZANTES O SABORIZANTES Son sustancias o mezclas de ellas que poseen propiedades aromáticas capaces de proveer o incrementar el aroma y/o el sabor de los productos alimenticios (Coultate, 2007). Éstos pueden clasificarse en Naturales o Sintéticos; denominándose naturales a aquellos obtenidos por métodos físicos, microbiológicos o enzimáticos a partir de materias primas de origen animal o vegetal que se utilizan en la dieta humana y contienen sustancias aromáticas; y sintéticos a aquellos obtenidos por procesos químicos. Los aromatizantes naturales pueden ser: aceites esenciales, obtenidos por arrastre de vapor; extractos por agotamiento en frío o en caliente con disolventes permitidos; bálsamos, oleorresinas y oleogomorresinas, obtenidos por exudación libre o provocada de algunas especies vegetales; y las sustancias aromatizantes naturales aisladas por procesos físicos, 17 microbiológicos o enzimáticos a partir de materias primas aromatizantes naturales. Los aromatizantes sintéticos son: idénticos a los naturales obtenidos por aislamientos o síntesis química a partir de materias primas de origen animal o vegetal; y los artificiales son aquellos que han sido obtenidos por síntesis pero no a partir de productos de origen animal o vegetal sino a partir de otros compuestos o sustancias químicas (Burns, 2003). También existen los aromatizantes de reacción o de transformación que son obtenidos en la industria por calentamiento a temperaturas de 180 °C por 15 minutos con un pH básico 8; otro tipo de saborizantes son los de Humo, obtenidos generalmente a partir de maderas no tratadas como el pino y sometidas a métodos de extracción como combustión controlada, destilación seca o arrastre de vapor (MERCOSUR, 2013). Los aditivos aromatizantes o saborizantes tienen varias presentaciones: - Líquidos (soluciones o emulsiones) - Sólidos (polvo, gránulos o tabletas) - Pastosos Su uso depende del tipo de producto que se desee saborizar o aromatizar, además del costo que representa cada uno de ellos por los procesos a los que han sido sometidos y por las materias primas de las cuales se originan (Coultate, 2007). 2.5. COMPACTACIÓN DE COMPUESTOS GRANULADOS Según Faustino (2002), la compactación o compresión es un incremento en la densidad de las sustancias granuladas o polvos como resultado del desplazamiento de aire de la fase sólida, provocando una deformación de las partículas en su forma y volumen al estar sometidas a una fuerza mecánica, el grado de deformación dependerá de las características del 18 material; para esta operación unitaria se utilizan algunos tipos de máquinas como las tableteadoras en la industria farmaceútica para la producción de comprimidos que aplican presiones desde 500 a 1 300 kPa; estas máquinas pueden trabajar con uno o más punzones que ejercen presión sobre una matriz o molde que contiene el granulado a ser comprimido como muestra la Figura 4. Figura 4. Tableteadora Aguilar (2001) afirma que las características de un granulado para que pueda ser comprimido son: - Fluidez y Lubricación - Resistencia mecánica - Alta solubilidad en el solvente requerido (agua) - Humedad 1 a 5% - Uniformidad en el tamaño de Partícula (2 mm) En la industria farmacéutica se utilizan excipientes (componentes sin actividad farmacológica que promueven la estabilidad física, química y 19 biológica del fármaco) para hacer que el granulado cumpla con dichas especificaciones (García, 1994). Algunos de éstos son: Diluyentes: son hidrófilos y ayudan a conseguir una masa adecuada para la compactación. Ej. Almidón, dextrosa, sulfato de calcio. Desintegrantes: facilitan la desintegración del comprimido en agua o en los jugos gástricos, aumentan la porosidad. Ej. Almidón de maíz o papa, metilcelulosa, CO2, alginato de sodio. Lubricantes: Disminuyen la fricción entre las partículas del granulado y las partes de la máquina compactadora, algunos son de tipo hidrofóbico. Ej. Celulosa microcristalina, ácido esteárico, estearato de magnesio. Colorantes: Dan mejor aspecto al producto, lo identifican. Saborizantes y edulcorantes: mejoradores de sabor. Ej. Sucralosa, fructuosa, acesulfame, aspartame, etc. 2.5.1. POROSIDAD Esta característica física de los gránulos depende de la forma, tamaño, rugosidad de las superficies y forma de empaquetamiento de las partículas. El grado de molienda, tamizaje y compactación del granulado son factores importantes a considerar en la porosidad del producto final para poder obtener comprimidos uniformes, resistentes a la manipulación y con el grado de solubilidad necesario. Ésta también depende de la presión aplicada, ya que a una mayor presión el comprimido es menos poroso y requiere más tiempo para desintegrarse en agua o en los jugos gástricos (Faustino, 2002). 20 2.5.2. DEFECTOS DE LOS COMPRIMIDOS O TABLETAS Según Cruz (2001) los defectos de los comprimidos por problemas relacionados con el proceso (maquinaria y condiciones ambientales en el área de producción) son: Capeado: Cuando un segmento del comprimido se separa horizontalmente luego de la compactación, debido a que puede existir aire atrapado en el granulado, gránulos muy secos o muy húmedos, demasiado lubricante. Fractura: El comprimido presenta grietas en su superficie, debido a que los gránulos son muy grandes, excesiva presión aplicada. Despostillamiento o desmoronamiento: Las aristas o bordes del comprimido se desmoronan inmediatamente luego de la compresión o durante el almacenamiento, las tabletas se presentan muy suaves y fragmentables; se debe a que no se aplicó la suficiente presión y el granulado tenía demasiada humedad, también puede deberse a gránulos muy secos y demasiada presión aplicada. Picado: Una pequeña cantidad del material se pega al punzón; se da cuando el granulado está muy húmedo, poco lubricante, punzones con monogramas o se colocó demasiado aglutinante en la formulación. Variación de Peso: Puede darse por desajustes en la tableteadora, dosificaciones inadecuadas, exceso de humedad de la formulación que hace que éste no fluya de forma constante hacia la matriz, falta de lubricante. 21 2. METODOLOGÍA 3. METODOLOGÍA 3.1. CARACTERIZACIÓN DE MATERIA PRIMA Se realizó el análisis de Humedad (%) a la panela granulada obtenida en la empresa “Dulce Corazón” utilizando el método que señala la Tabla 7. Tabla 7. Método utilizado para el análisis de Humedad (%) de la panela granulada Análisis Método Humedad (%) AOAC 925.10 Se utilizó esencia líquida aromática de maracuyá comercializada por “La Casa del Químico” en Quito; cuya composición se muestra en el Anexo VIII. 3.2. ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS 3.2.1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Para la elaboración de los pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá se siguió el proceso detallado a continuación: 22 3.2.1.1. Pesaje 1 Se pesó la panela de granulometría 2 mm en una balanza marca CAMRY con capacidad de 5000 g para establecer el total de panela granulada a saborizar y en base a este dato calcular la cantidad de esencia necesaria para el proceso de saborizado. 3.2.1.2. Acondicionamiento con ácido cítrico Se adicionó ácido cítrico, aditivo permitido para este producto, en una concentración del 0.3 % de acuerdo al Anteproyecto de Norma del Codex para Panela (2012). 3.2.1.3. Saborizado y Mezclado En pruebas preliminares se determinó que el mejor método para saborizar panela granulada es el método por spray o atomizador ya que así se logra una distribución uniforme de la esencia en la superficie del producto como se muestra en el Anexo I; éste consistió en rosear sobre la panela un determinado número de descargas de un spray que contiene esencia de maracuyá; el número de descargas a rosear depende de la concentración de esencia que se desee utilizar; tomando en cuenta que una descarga representa 1ml de esencia. Las concentraciones de aromatizante utilizadas se obtuvieron de la ficha técnica del proveedor (1% y 2%). Luego de rosear cada descarga de esencia en la panela granulada, se realizó un proceso de mezclado haciendo una remoción del producto 23 saborizado para distribuir uniformemente la esencia en toda la cantidad de panela. 3.2.1.4. Pesaje 2 Se pesó la panela granulada para compactar un pellet cúbico en una balanza marca CAMRY con capacidad de 5000 g. 3.2.1.5. Compactación Para esta operación se diseñó y construyó una máquina compactadora de acero inoxidable basada en el fundamento de máquinas biela pistón como se muestra en la Figura 5 y el Anexo II. Figura 5. Máquina compactadora de pellets 24 Las funciones de las partes de esta máquina se describen a continuación: 3.2.1.6. Cigüeñal: Transforma el movimiento circular uniforme en movimiento rectilíneo. 3.2.1.7. Biela: Transmite el movimiento rectilíneo del cigüeñal al pistón o corredera. 3.2.1.8. Pistón o corredera: Comprime la panela granulada saborizada por medio de la fuerza transmitida desde el cigüeñal. 3.2.1.9. Tolva de Alimentación: Permite el ingreso de la panela a ser comprimida. 3.2.1.10. Matriz o molde: contiene y moldea el producto en forma de pellets cúbicos. 3.2.1.11. Torquímetro: aplica y mide el torque en el cigüeñal. Para conocer la presión utilizada para comprimir los pellets cúbicos de panela granulada se transformó el torque aplicado en fuerza con ayuda de la ecuación [1] y [2] para posteriormente obtener la presión utilizando la ecuación [3]. [1] [2] Dónde: T= Torque F= Fuerza ejercida por el pistón o corredera D= Distancia desde el eje centrado o transmisor al eje excéntrico en el cigüeñal como muestra la Figura 6. 25 Figura 6. Vista transversal del cigüeñal y sus ejes [3] Dónde: P= Presión F= Fuerza ejercida por el pistón o corredera A= Área del pellet cúbico en la matriz o molde En pruebas preliminares se determinó que las presiones a utilizar para compactar la panela granulada serían 4 525 y 6 775 kPa. 3.2.1.6. Secado Para los tratamientos en los que se aplicó esta operación se secó los pellets utilizando una estufa de marca Memmet tomando como referencia el parámetro utilizado por Lara, Poaquiza & Acuña (2010) de 40° C por 10 min para mantener el aroma de la esencia adicionada. 26 3.2.1.7. Envasado Se envasó el producto final en cajas con tapa de papel corrugado de 10,5 cm de largo x 6,5 cm de ancho y 2,3 cm de alto en las cuales se colocó dos láminas de polipropileno biorientado; una en la base de cada caja y otra sobre los pellets de panela antes de tapar. 3.2.1.8. Empacado El empaque de las cajas de papel corrugado se realizó utilizando fundas plásticas de polipropileno biorientado para evitar el ingreso de humedad y la volatilización de la esencia. 3.2.1.9. Almacenamiento Los pellets cúbicos de panela granulada envasados y empacados se almacenaron a temperatura ambiente de aproximadamente 20° C y una Humedad Relativa del 60 %. 27 Figura 7. Proceso de Elaboración de pellets cúbicos saborizados con esencia de maracuyá La Figura 7 muestra el diagrama de flujo del proceso de elaboración de pellets cúbicos de panela granulada saborizados, y se ilustra gráficamente en el Anexo III. 28 3.3. DISEÑO DEL EXPERIMENTO El proceso de evaluación de los pellets cúbicos saborizados con esencia de maracuyá se describe a continuación. Se utilizó un diseño AXBXC para identificar el efecto de los factores o variables: concentración de esencia, presión de la máquina compactadora y la aplicación o no de secado en los pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá, utilizando tres réplicas y dos niveles para cada factor como muestra la Tabla 8. Tabla 8. Diseño experimental para pellets cúbicos de panela granulada saborizados Esencia (%) Presión (kPa) Secado Codificación 4 525 con E1P1CS E1P1SS E1P2CS E1P2SS E2P1CS E2P1SS E2P2CS E2P2SS 1 sin 6 775 con sin 4 525 con 6 775 con 2 sin sin Las variables analizadas en el producto final fueron: Contenido de humedad (%), Solubilidad (%) y Desmoronamiento (%); el total de los tratamientos analizados fueron 8. 3.3.1. HUMEDAD (%) Este análisis se realizó en un laboratorio externo utilizando el método de la AOAC 925.10. 29 3.3.2. SOLUBILIDAD (%) Para este análisis se utilizó una muestra de 2 pellets de 10 g cada uno, ésta se introdujo en un vaso de precipitación con 250 ml de agua a 20°C, se colocó el vaso en una plancha con agitación magnética marca CORNING modelo PC- 620D a 150 rpm durante 2 minutos, tiempo en que se disuelven dos cucharaditas (18 g) de azúcar según Montenegro, 2002. Se filtraron los 250 ml de la solución sobre un papel filtro Macherey-Nagel No. 4 de 185 mm de diametro previamente tarado a 60°C por 30 minutos; se dejó escurrir por 12 horas y luego se secó el papel filtro con el residuo insoluble a 60°C por 30 minutos como lo muestra el Anexo V, se registró el peso del papel más el residuo utilizando una balanza analítica marca Adventurer y se aplicó la ecuación [4]. [4] Para encontrar el % solubilidad se aplicó la ecuación [5] [5] 3.3.3. DESMORONAMIENTO (%) La muestra para este análisis fue 15 pellets envasados en una caja de papel corrugado de dimensiones 10,5 cm de largo x 6,5 cm de ancho y 2,3 cm de alto, empacada con una funda plástica de polipropileno biorientado, se 30 analizó el % desmoronamiento de los pellets sometidos a los distintos tratamientos después de un período de almacenamiento de un mes en condiciones controladas (T° ambiente: 20° C y Humedad Relativa promedio: 60 %); se registró el peso total inicial y final de los 15 pellets utilizando una balanza analítica marca Adventurer. Para calcular este porcentaje se utilizó la ecuación [6] citada por Montenegro (2002). [6] 3.4. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL Para la caracterización del producto final se realizó el análisis de Humedad (%) de acuerdo a los requerimientos de la NTE INEN 2332, utilizando el método descrito en la siguiente tabla. Tabla 9. Método utilizado para el análisis de Humedad (%) de la panela granulada 3.5. Análisis Método Humedad (%) AOAC 925.10 ANÁLISIS ESTADÍSTICO Se utilizó el análisis de varianza ANOVA multifactorial para analizar el efecto de la concentración de esencia, la presión y la aplicación o no de secado sobre el producto final; además se aplicó la prueba de Tukey con un nivel de 31 significancia del 95% para determinar las diferencias significativas entre tratamientos con el programa Statgraphics Centurion XV. 3.6. ACEPTABILIDAD SENSORIAL La prueba de aceptabilidad se realizó a una muestra de 100 posibles consumidores de panela granulada en un rango de edad de 10 a 80 años, de ambos sexos, mediante una prueba hedónica con una escala de aceptabilidad de 0 a 10 puntos, donde 0 significa ”me disgusta muchísimo” y 10 “me gusta muchísimo” como se indica en el Anexo VI y VII. Los tratamientos seleccionados para realizar la prueba de aceptabilidad fueron el E1P2CS (1% esencia, 6 776 kPa, con secado) y el E2P2CS (2% esencia, 6 776 kPa, con secado), y se analizó si existen o no diferencias significativas entre ellos. El atributo que se analizó para el pellet fue la apariencia y para la bebida refrescante de panela granulada saborizada se analizó el sabor a fruta, la apariencia y la aceptabilidad global. 32 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA La Tabla 10 muestra el resultado del análisis de Humedad (%) de la Panela granulada utilizada como materia prima. Tabla 10. Humedad de Panela Granulada como Materia Prima Análisis Humedad (%) Panela granulada 1.150 ± 0.045 Rangos según NTE INEN 2332 Min Max - 3 *n=3; ± Desviación estándar La panela granulada que se utilizó como materia prima cumple con la especificación de humedad de la NTE INEN 2332, y con el Anteproyecto de Norma del Codex Alimentarius que indica que el límite máximo de humedad es 5%. 4.2. ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS Se estudió el porcentaje de rendimiento, el contenido de humedad (%) después de cada etapa de este proceso y la pérdida de peso (%) de los pellets durante el de secado. 36 4.2.1. RENDIMIENTOS DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE PELLETS En el proceso de saborizado no existe merma, ya que durante esta etapa se adiciona esencia a la panela granulada y consecuentemente el rendimiento aumenta, obteniendo un 101% para los tratamientos con 1% de esencia y un 102% para los tratamientos con 2% de esencia. Según García (1994) la esencia actúa como un lubricante durante la compactación de un granulado, esto se evidenció al obtener un mayor rendimiento en los tratamientos con el porcentaje de esencia más alto (2%). El menor rendimiento durante esta etapa se dio para los tratamientos E1P2CS (1% esencia, 6775 kPa, con secado) y E1P2SS (1% esencia, 6775 kPa, sin secado) con un 6% de merma, ya que según Cruz (2001) cuando se utiliza presiones muy altas para comprimir y granulados con porcentajes bajos de humedad existen más residuos adheridos a la corredera que se convierten en desechos porque deben ser removidos a través de la limpieza de la máquina. Para todos los tratamientos sometidos a secado se obtuvo un rendimiento del 99% y una merma del 1% como muestra la Tabla 11. Tabla 11. Rendimientos del proceso de elaboración de pellets RENDIMIENTO (%) TRATAMIENTOS Saborizado Compactación Secado E1P1CS E1P1SS E1P2CS E1P2SS E2P1CS E2P1SS E2P2CS E2P2SS 101.000 96.666 99.730 101.000 96.666 ** 101.000 93.333 99.754 101.000 93.333 ** 102.020 100.000 99.826 102.020 100.000 ** 102.020 100.000 99.828 102.020 100.000 ** ** Tratamiento sin secado 37 4.2.2. ANÁLISIS DE HUMEDAD (%) POSTERIOR A CADA ETAPA DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE PELLETS La Tabla 12 muestra la humedad (%) al final de cada etapa del proceso de elaboración de pellets saborizados; iniciando con una humedad de 1.15%; para los tratamientos con 1% de esencia el incremento del porcentaje de humedad fue de un 54.7% mientras que para aquellos con 2% de esencia fue del 94.7%; en la etapa de compactación la humedad (%) se mantiene constante con respecto a la etapa anterior que es el saborizado para todos los tratamientos como muestra la Figura 8, lo que indica que la compactación es una operación unitaria en la que el porcentaje de humedad no se ve alterado; y luego del secado la pérdida de humedad para los tratamientos E1P1CS, E1P2CS, E2P1CS y E2P2CS fue en promedio 10.12%. Tabla 12. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso Saborizado HUMEDAD (%) Compactación Secado Final 1.653 ± 0.042 1.653 ± 0.042 1.517 ± 0.045 1.517 ± 0.045 1.150 ± 0.038 1.653 ± 0.042 1.653 ± 0.042 ** 1.653 ± 0.042 1.150 ± 0.038 1.917 ± 0.055 1.917 ± 0.055 1.680 ± 0.026 1.680 ± 0.026 1.150 ± 0.038 1.917 ± 0.055 1.917 ± 0.055 ** 1.917 ± 0.055 1.150 ± 0.038 2.200 ± 0.020 2.200 ± 0.020 1.967 ± 0.025 1.967 ± 0.025 1.150 ± 0.038 2.200 ± 0.020 2.200 ± 0.020 ** 2.200 ± 0.020 1.150 ± 0.038 2.297 ± 0.006 2.297 ± 0.006 2.083 ± 0.042 2.083 ± 0.042 1.150 ± 0.038 2.297 ± 0.006 2.297 ± 0.006 ** 2.297 ± 0.006 TRATAMIENTOS Inicial E1P1CS E1P1SS E1P2CS E1P2SS E2P1CS E2P1SS E2P2CS E2P2SS 1.150 ± 0.038 *n=3; ± Desviación estándar ** tratamiento sin secado 38 Figura 8. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso 4.2.3. PÉRDIDA DE PESO (%) PARA LOS TRATAMIENTOS SOMETIDOS A SECADO Los tratamientos sometidos a secado experimentaron en promedio una pérdida de peso del 0.21% como muestra la Tabla 13. Tabla 13. Pérdida de peso (%) de los tratamientos durante el secado Tratamiento peso inicial E1P1CS E1P2CS E2P1CS E2P2CS 9.399 ± 0.117 10.282 ± 0.215 10.688 ± 0.372 10.844 ± 0.034 peso final 9.374 ± 0.116 10.257 ± 0.213 10.669 ± 0.370 10.825 ± 0.036 Pérdida de peso (%) 0.270 ± 0.009 A 0.246 ± 0.038 A 0.174 ± 0.024 B 0.172 ± 0.022 B *n=3; ± Desviación estándar Para los tratamientos con aplicación de secado letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey =0,06633 39 Se observa que, si existen diferencias significativas en los tratamientos sometidos a secado entre los que poseen el 1% y 2% de esencia como muestra la Figura 9; ya que los tratamientos con 2% de esencia tienen menor pérdida de peso que los del 1%; esto se debe a que durante el proceso de secado se evapora únicamente el agua presente en el pellet y no los componentes orgánicos no volátiles (grasa) que forman parte del saborizante utilizado, y al existir mayor cantidad de estos componentes en los tratamientos E2P1CS y E2P2CS, éstos pierden menos peso durante este proceso; además si se analiza los tratamientos para una misma concentración de esencia y diferentes presiones, el tratamiento con menor pérdida de peso es el de mayor presión aplicada (E1P2CS, E2P2CS) debido probablemente a que los gránulos de panela se encuentran más juntos, haciendo que la superficie del pellet sea menos porosa que la de los tratamientos con menor presión, lo que dificulta el ingreso de la corriente de aire que permite la evaporación del agua del pellet. Para los tratamientos con aplicación de secado letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey =0,06633 Figura 9. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso 40 4.3. EVALUACIÓN DE LOS PELLETS 4.3.1. HUMEDAD (%) La Tabla 14 muestra los resultados obtenidos para el contenido de humedad de los distintos tratamientos y sus desviaciones estándar respectivas; se observa que existen diferencias significativas entre todos los tratamientos. Tabla 14. Humedad (%) de los tratamientos de los pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá Esencia (%) Presión (kPa) Secado Codificación 4 525 con E1P1CS 1.517±0.045 sin E1P1SS 1.653±0.042 con E1P2CS 1.680±0.026 sin E1P2SS 1.917±0.055 con E2P1CS 1.967±0.025 sin E2P1SS 2.200±0.020 con E2P2CS 2.083±0.042 sin E2P2SS 2.297±0.006 1 6 775 4 525 2 6 775 Humedad (%) Cdδ BcƔ BdƔ Acβ Cbβ Aaα Bbα Aaα *n=3; ± Desviación estándar Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey = 0.10143 La aplicación o no del secado influye significativamente en el incremento o disminución del contenido de humedad en los pellets, tanto en la interacción con la presión como con la concentración de esencia. Para los tratamientos con una misma concentración de esencia y una misma presión se observa que la aplicación o no aplicación de secado influye 41 significativamente en el contenido de humedad; ya que éste disminuye para los tratamientos sometidos a secado. Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey =0.10143 Figura 10. Humedad de los tratamientos de pellets con interacción de la concentración de esencia, presión y aplicación o no de secado. Al comparar los tratamientos no sometidos a secado para una misma presión, se observa que el contenido de humedad se incrementa al aumentar la concentración de esencia del 1 al 2%; debido probablemente a la presencia de alcoholes y ésteres que constituyen la composición del saborizante utilizado y poseen contenidos de humedad menores al 0.1% (Burns, 2003). Dentro de los tratamientos sometidos a secado con una misma concentración de esencia, el contenido de humedad para la presión de 4 525 kPa es menor que para 6 775 kPa, ya que según Faustino (2002) al utilizar una mayor presión la superficie del pellet es menos porosa y de esta manera la corriente de aire no ingresa fácilmente al pellet, reduciéndose así la cantidad de agua evaporada en el producto. 42 Todos los tratamientos cumplen con los requisitos de contenido de Humedad expresados en la NTE INEN 2332 y en el Anteproyecto de Norma del Codex Alimentarius para panela, donde se indica que éste debe ser máximo del 3 y 5 % respectivamente. Al analizar la Figura 10 observamos que los tratamientos con mayor contenido de humedad son el E2P1SS (2% esencia, 4 525 kPa, sin secado) y E2P2SS (2% esencia, 6 775 kPa, sin secado) con 2.20 y 2.27 % de humedad respectivamente. La panela granulada es altamente higroscópica, es decir que puede ganar humedad (adsorción) o perder humedad (desorción) dependiendo de las condiciones del medio en el que se encuentre (Casp & Abril, 2003); esta pérdida o ganancia de agua influye en el aumento o disminución de vida útil de este producto. 4.3.2. SOLUBILIDAD (%) La Tabla 15 muestra los resultados obtenidos para el porcentaje de solubilidad de los distintos tratamientos y sus respectivas desviaciones estándar; se observa que no existen diferencias significativas entre los tratamientos. Tabla 15. Solubilidad (%) de los tratamientos de los pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá. Esencia (%) Presión (kPa) Secado Codificación 4 525 con E1P1CS 91.489±2.297 sin E1P1SS 95.068±0.352 con E1P2CS 92.430±2.235 sin E1P2SS 92.664±3.350 con E2P1CS 94.761±0.546 sin E2P1SS 93.858±1.155 con E2P2CS 93.961±1.318 sin E2P2SS 95.675±0.690 1 6 775 4 525 2 6 775 Solubilidad (%) Aaα Aaα Aaα Aaα Aaα Aaα Aaα Aaα *n=3; ± Desviación estándar Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey = 5. 04481 43 La Figura 11 muestra que todos los tratamientos poseen valores dentro del rango de 91 a 95 %, lo que significa una alta solubilidad en poco tiempo (2 minutos), siendo esto un factor muy importante que indica que el producto satisface las necesidades de solubilidad. Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey = 5. 04481 Figura 11. Solubilidad (%) de los tratamientos de pellets con interacción de la concentración de esencia, presión y aplicación o no de secado 4.3.3. DESMORONAMIENTO (%) La Tabla 16 muestra los resultados obtenidos para el porcentaje de desmoronamiento de los distintos tratamientos y sus respectivas desviaciones estándar; se observa que si existen diferencias significativas entre los tratamientos. La concentración de esencia, la presión y la aplicación o no aplicación de secado influyen significativamente en el porcentaje de desmoronamiento de los pellets. Para los tratamientos con una misma concentración de esencia y una misma presión se observa que la aplicación o no aplicación de secado influye 44 significativamente haciendo que el porcentaje de desmoronamiento disminuya para los tratamientos sometidos a secado. Tabla 16. Desmoronamiento (%) de los tratamientos de los pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá. Esencia (%) Presión (kPa) Secado Codificación 4 525 con E1P1CS sin E1P1SS 0.150±0.004 con E1P2CS 0.050±0.002 sin E1P2SS 0.128±0.006 con E2P1CS 0.173±0.004 sin E2P1SS 0.188±0.008 con E2P2CS 0.065±0.004 sin E2P2SS 0.164±0.005 1 6 775 4 525 2 6 775 Desmoronamiento (%) Cdβ 0.105±0.004 Acβ Ddδ BbƔ Bbα Aaα CcƔ Baβ *n=3; ± Desviación estándar Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey = 0.01632 Existe una relación directa entre el aumento de la concentración de esencia y % desmoronamiento ya que éste incrementa cuando la dosificación de esencia también aumenta del 1 al 2 %, debido a que el pellet se vuelve más frágil al tener una mayor humedad. Tomando en cuenta únicamente las variables de presión y concentración de esencia, se observa que % desmoronamiento aumenta con el incremento de la dosificación del saborizante, y disminuye al aplicar una mayor presión. La Figura 12 indica que en general los tratamientos que presentan menor porcentaje de desmoronamiento son los sometidos a secado. Los tratamientos con la mayor presión, 6 775 kPa, presentan un menor porcentaje de desmoronamiento al igual que en el estudio realizado por Montenegro (2002); y de éstos el E1P2CS (1% esencia, 6 775 kPa, con 45 secado) y E2P2CS (2% esencia, 6 775 kPa, con secado) son los que presentaron la cifra más baja para esta variable y se seleccionaron para realizar la evaluación sensorial. Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey =0.01632 Figura 12. Desmoronamiento (%) de los tratamientos de pellets con interacción de la concentración de esencia, presión y aplicación o no de secado. 4.4. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL El análisis de humedad de ambas muestras se indica en la Tabla 17, los dos tratamientos cumplen con el límite de humedad máximo permisible (3%) para panela granulada según la norma técnica ecuatoriana INEN 2332. 46 Tabla 17. Análisis del contenido de Humedad (%) para tratamientos E1P2CS y E2P2CS Tratamiento Humedad (%) E1P2CS* 1.680±0.026 E2P2CS* 2.083±0.042 *n=3; ± Desviación estándar *E1P2CS: Muestra de pellet de panela con 1% esencia, con secado y 6 775 kPa. *E2P2CS: Muestra de pellet de panela con 2% esencia, con secado y 6 775 kPa. 4.5. ACEPTABILIDAD 4.5.1. APARIENCIA DEL PELLET CÚBICO Los posibles consumidores evaluaron que tan uniformes se veían las aristas del pellet cúbico, su color, textura y tamaño. A A Letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS Figura 13. Análisis sensorial de la apariencia del pellet cúbico 47 La Figura 13 indica que para este atributo no existen diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS que obtuvieron puntajes promedio de 7.56 y 7.71 respectivamente dentro de la escala hedónica de 10 puntos, valores muy cercanos entre sí que indican que la apariencia de este producto les gusta a los consumidores . 4.5.2. SABOR A FRUTA DE LA BEBIDA REFRESCANTE Se evaluó el sabor a maracuyá de la bebida refrescante, una solución al 15% de pellets cúbicos de panela granulada, concentración sugerida por Montenegro (2002). A A Letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS Figura 14. Análisis sensorial del sabor a fruta de la bebida refrescante La Figura 14 indica que no existen diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS para este atributo, las cuales obtuvieron valores promedio de 6.78 y 7.17 respectivamente; sin embargo algunos 48 consumidores comentaron que la muestra E1P2CS tenía un sabor un tanto insípido frente a la E2P2CS, también expresaron que se utilice otros sabores no solo a frutas sino también a plantas medicinales. Ambas muestras se encuentran dentro del rango aceptable en la escala hedónica de 10 puntos. 4.5.3. APARIENCIA DE LA BEBIDA REFRESCANTE Para este atributo se evalúo la turbidez y color por parte de los consumidores de la bebida refrescante de panela granulada saborizada. De acuerdo a Recio (2002) cuando un producto presenta turbidez, es considerado inaceptable por algunos de los consumidores; sin embargo la turbidez y el color oscuro son atributos característicos de una solución de panela granulada a cualquier concentración, debido a la presencia de sólidos en suspensión como gomas y mucílagos que no han sido eliminados en un proceso de refinación. A A Letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS Figura 15. Análisis sensorial de la apariencia de la bebida refrescante 49 La Figura 15 indica que no existen diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS para este atributo; los promedios obtenidos son 6.88 y 6.97 respectivamente. Algunos consumidores comentaron que no les gusta mucho la apariencia de la bebida refrescante por su color café oscuro y su turbidez; sin embargo como se mencionó anteriormente éstas características son propias de una solución de panela granulada, pero se podrían implementar métodos y procedimientos de clarificación para obtener soluciones menos turbias y más claras que sean más agradables visualmente al consumidor. 4.5.4. ACEPTABILIDAD GLOBAL Para este atributo se evaluaron olor, color, sabor y textura del producto final. La Figura 16 indica que no existen diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS que obtuvieron calificaciones promedio de 6.93 y 7.34 respectivamente; valores que muestran que al consumidor le gusta el producto. A A Letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS Figura 16. Análisis sensorial de la aceptabilidad global del producto 50 A pesar de que no se obtuvieron diferencias significativas en el análisis sensorial del producto se decidió que el mejor tratamiento es el E2P2CS, ya que éste al contener un 2% de esencia asegura que el aroma permanezca por mayor tiempo en el producto, conociendo que la esencia adicionada es líquida y puede volatilizarse fácilmente en condiciones de altas temperaturas y altas humedades relativas; de esta manera se asegura que la vida útil del producto se mantenga. 51 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1. CONCLUSIONES La mejor combinación de factores: esencia (%), presión y aplicación o no de secado para obtener pellets que mantengan su aroma y forma durante el almacenamiento y tengan alta solubilidad en agua es 2% esencia, 6 775 kPa, con secado. El contenido de humedad del mejor tratamiento E2P2CS es 2.08%, el cual cumple con la NTE INEN 2332 para panela granulada. El producto tiene aceptación en el mercado de acuerdo a la prueba de aceptabilidad realizada en la que se obtuvo un puntaje de 7.34 sobre 10. A menor concentración de esencia (lubricante) y mayor presión de la máquina, se obtuvo menor rendimiento en el proceso de compactación por residuos de panela granulada adheridos al pistón y matriz. El contenido de humedad promedio con el que se obtuvo un mayor rendimiento durante la compactación fue de 2.13%, que pertenece a los tratamientos saborizados con un 2% de esencia. La presión utilizada influyó directamente en la pérdida de humedad y peso durante el proceso de secado. La concentración de esencia adicionada influyó en la pérdida de peso durante el secado. La adición de esencia aumenta significativamente el contenido de humedad del pellet, ya que éste incrementó en un 54.7% y 94.6% para 1 y 2% de esencia respectivamente. 53 La reducción del contenido de humedad luego del proceso de secado fue en promedio del 10.12%; sin embargo tanto los tratamientos sometidos a secado y los que no se sometieron a secado presentaron humedades finales que se encuentran dentro del límite máximo permisible (3%) de acuerdo a NTE INEN 2332. El porcentaje de solubilidad de todos los tratamientos en agua fría a 20° C se ubicó entre el 91 y 95% en un tiempo de 2 minutos, lo cual indica una alta solubilidad en poco tiempo. Una mayor presión aplicada en combinación con secado hicieron que el pellet tenga un menor porcentaje de desmoronamiento, manteniendo uniformes sus aristas durante el almacenamiento. 54 5.2. RECOMENDACIONES Realizar pruebas utilizando otros saborizantes como hierbas aromáticas, café, chocolate, etc. para ofrecer diversidad de panela saborizada al consumidor. Estudiar el costo beneficio de utilizar empaques de diferente naturaleza como polipropileno perlado o aluminiado para aumentar la vida útil del producto. Realizar estudios de estabilidad del producto en ambientes con mayor humedad relativa a temperaturas altas para conocer la vida útil real del producto en condiciones extremas. Investigar un método de clarificación o pretratamiento de la panela granulada para reducir la turbidez de la bebida refrescante. Estudiar la influencia de la humedad en la solubilidad, desmoronamiento y el rendimiento en el proceso de compactación de panela granulada. 55 BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA Bolívar, M. (2005). El libro blanco del azúcar.Santiago de Chile- Chile: RIL. Burns, R. (2003). Fundamentos de Química. México: PEARSON. Casp, A., & Abril, J. (2003). Procesos de conservación de Alimentos. Madrid - España: Mundi-Prensa. CODEX. (1995). Norma del Codex para los aditivos alimentarios . CODEX. (2012). Solicitud de observaciones en el Trámite 3 del Procedimiento sobre el Anteproyecto de Norma del Codex para la Panela. Roma - Italia. CORPOICA. (1990). Elaboración manual de la panela granulada. Bogotá Colombia. CORPOICA. (2007). Guia Tecnológica para el manejo integral del sistema productivo de la caña panelera. Cundinamarca- Colombia: Produmedios. CORPOICA. (1999). La Tecnología del Cultivo de la caña panelera. Florencia, Colombia. Coultate. (2007). Manual de Química y Biioquímica de los Alimentos . Zaragoza, España: ACRIBIA, S.A. 57 Cruz, L. A. (2001). Laboratorio de Tecnología Farmaceútica II. Universidad Autónoma de Puebla. Obtenido de: http://www.facultadcienciasquimicas.buap.mx/ligas/acredita/QFB/data/ 4_2%20Curriculum/4.2.10%20%20Actas%20de%20%C3%A1reas%2 0Programas%20de%20asig%20y%20Manuales%20Lab/Manuales%2 0de%20Laboratorio/FarmaciaLab-pdf/PracTFIIQFB.pdf CVA Azúcar. (2012). Obtenido de http://www.cvaazucar.gob.ve/ FAO/OMS. (2011). Programa conjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias. Propuestas de elaboración de nuevas normas y textos afines de interrupción de trabajos. Roma- Italia. Faustino, A. (2002). Tabletas o Comprimidos. Universidad Nacional Autónoma de México. Obtenido de: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/docs.php?curso=440 Fedepanela. (2009). Orgen de la Panela. Obtenido de http://www.fedepanela.org.co/index.php?option=com_content&view=ar ticle&id=48:origen-de-la-panela&catid=58:articulos&Itemid=68 FUNAC-ASCAPAM. (2002). Capacitación en obtención de nuevos productos derivados de la caña y el manejo adecuado de la agroindustria panelera. Mocoa - Colombia. García, J. L. (1994). Determinación por hplc de 4-epianhidro - tetraciclina como producto de degradación en formas orales de tetraciclina condicionada por nuevos diseños galénicos. Universidad 58 Complutense de Madrid. Obtenido de: http://biblioteca.ucm.es/tesis/19911996/D/1/AD1022601.pdf Guerrero, A. (1999). Cultivos Herbáceos Extensivos. Bilbao - España: MundiPrensa. INEC. (2011). Datos Estadísticos Agropecuarios. Quito - Ecuador. INEN. (2002). Norma Técnica ecuatoriana NTE INEN 2 332:2002 Panela Granulada. Requisitos. Quito - Ecuador. Ingenio San Carlos. (2012). Proceso de elaboración del azúcar. Obtenido de http://www.sancarlos.com.ec/pdf/proceso_azucar.pdf Instituto Anboisse de Francia, & Codex. (2010). Propuesta de norma internacional CODEX para panela. INVIMA. (2009). ABC de la Panela. Bogotá - Colombia. Lara, N., Poaquiza, D., & Acuña, O. (2010). Panela granulada: Isotermas de sorción de Humedad, Modelos de ajuste y calor de sorción. Quito Ecuador: INIAP, EPN. Macías, B., García, H., & Galvis, J. (1990). Determinación de la Humedad de equilibrio en panela. MERCOSUR. (2013). Reglamento Técnico Mercosur de Aditivos Aromatizantes/Saborizantes. 59 Montenegro, J. (2002). Desarrollo de cubitos de raspadura de panela como edulcorante de mesa. Honduras: Universidad de Zamorano. Moreno, W. (2007). Proyecto de investigación. Determinación de parámetros óptimos para la producción y aromatización de miel hidrolizada, panela soluble y azúcar. Ibarra - Ecuador. Mosquera, A., Carrera, J., & Villada, H. (2007). Variables que afectan a la calidad de la panela procesada en el departamento del Cauca. Obtenido de http://www.unicauca.edu.co/biotecnologia/ediciones/vol5/2Vol5.pdf Mujica, M., Guerra, M., & Soto, N. (2008). Efecto de la variedad, lavado de caña y temperatura de punteo sobre la calidad de la panela granulada. Interciencia , 598 - 603. Narváez. (2002). Diversificación de productos derivados de la caña panelera, Ministerio de desarrollo rural. Obtenido de http://20061024_Diversificacion%20de%20productos%20derivados%. pdf Osorio, G. (2007). Buenas Practicas Agrícolas -BPA- y Buenas Prácticas de Manufactura -BPM- en la Producción de Caña y Panela. AntoquiaColombia. OSP. (2013). Laboratorio de Alimentos. Universidad Central del Ecuador. 60 Pérez, J. M. (2001). Hostelería. Técnicas y calidad de servicio. MadridEspaña. Quezada, W. (2007). Guia Técnica de Agroindustria Panelera. IbarraEcuador. Recio, E. (2002). Efecto de la clarificación de los vinos tintos de Navarra. Navarra. Rodríguez, G. (2004). La Agroindustria Rural De La Panela En Colombia Roles, Problemática Y Nuevos Retos. Bogotá - Colombia. Subirós, F. (2000). El Cultivo de la Caña de Azúcar. San José - Costa Rica: Universidad Estatal a Distancia. 61 ANEXOS ANEXOS ANEXO I MÉTODO DE SPRAY O ATOMIZADOR PARA SABORIZAR PANELA GRANULADA Medición del volumen de una descarga del atomizador 62 ANEXO II COMPACTACIÓN DE PELLETS Y PRESIONES UTILIZADAS Máquina compactadora de Pellets cúbicos 4525 kPa 6775 kPa Pellets cúbicos compactados a dos presiones 63 ANEXO III PROCESO DE ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS DE PANELA GRANULADA SABORIZADOS Pesaje 1 Acondicionamiento con Ac. Cítrico Compactación Secado Saborizado Pesaje 2 Mezclado Envasado Empaque 64 ANEXO IV RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE HUMEDAD DE LOS PELLETS SABORIZADOS 65 ANEXO V ANÁLIS DE SOLUBILIDAD DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS Agitación Magnética Filtrado de la solución Secado y Pesado del Papel filtro con el residuo insoluble 66 ANEXO VI ENCUESTA PARA PRUEBA DE ACEPTABILIDAD UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS ENCUESTA PARA PRUEBA DE ACEPTABILIDAD DE CUBITOS DE PANELA GRANULADA SABORIZADOS CON ESENCIA DE MARACUYÁ Nombre: Fecha: Edad: Por favor indique su aceptabilidad de los siguientes atributos en la escala de 0 a 10 donde 0 significa “me disgusta muchísimo” y 10 “me gusta muchísimo”. Muestras # Atributo ………………….. ………………….. Apariencia del cubito Muestras # ………………….. ………………….. Sabor a fruta de la bebida refrescante Apariencia de la bebida refrescante Aceptabilidad Global ¿Compraría usted este producto? SI…………….. NO………………. Comentarios ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… MUCHAS GRACIAS POR SU COLABORACIÓN 67 ANEXO VII ANÁLISIS SENSORIAL DEL PRODUCTO FINAL 68 ANEXO VIII FICHA TÉCNICA DE LA ESENCIA DE MARACUYÁ 69
