LABORATORIO No. 5 EVALUACIÓN DE SUSTANCIAS CLARIFICANTES APLICABLES A PRODUCTOS PROCESADOS 5.1 INTRODUCCIÓN Las frutas y hortalizas son tejidos vegetales constituidos principalmente por agua, carbohidratos sencillos como los mono y disacáridos y macromoléculas de alto peso molecular como los polisacáridos, entre los cuales se encuentran el almidón, la celulosa, hemicelulosa y sustancias pépticas constitutivas de la pared celular y de las capas intracelulares que dan consistencia, rigidez y turgencia al producto. La celulosa y hemicelulosa analíticamente constituyen la fibra cruda insoluble y no digerible que junto a la protopectina, gomas y mucilagos presentes en el producto constituyen un porcentaje importante de partículas insolubles que generan turbidez en algunas líneas de productos como zumos, refrescos y bebidas fermentadas. Es por ello que la industria actual recurre al empleo de materiales clarificantes como la gelatina (colapiscis), bentonita, enzimas pectinoliticas entre otras que con una adecuada dosificación, control de tiempo, temperatura y pH, destruyen las propiedades coloidales, floculan y precipitan el material en suspensión. Proceso que complementado con un adecuado proceso de filtración dará origen a productos limpios, claros y brillantes. 5.2 OBJETIVOS Evaluar la efectividad, ventajas y desventajas de diferentes sustancias clarificantes empleadas en néctares a base de frutas y hortalizas con variada concentración de sólidos en suspensión. Identificar los factores que afectan la actividad y/o efectividad de las sustancias clarificantes. Establecer la relación existente entre % de sustancia clarificante Vs %de precipitado, %sustancias clarificante Vs tiempo de precipitación, % sustancias clarificante Vs costos de operación. Comparar la estabilidad de los productos clarificados con el empleo de diferentes sustancias clarificantes durante la cuarentena. Establecer los factores críticos de procesamiento y control de néctares. Realizar un estudio sensorial después de la cuarentena del producto para establecer las condiciones de sus características organolépticas y de presentación. 5.3 MARCO CONCEPTUAL NÉCTAR: producto constituido por jugo de puré de frutas frescas o reconstituido a partir de concentrados naturales, adicionado con agua, edulcorantes naturales, ácidos permitidos y sometido a un tratamiento de conservación adecuado. La clarificación artificial o provocada, a diferencia de la clarificación natural o espontanea se emplea con el fin de generar en menor tiempo una descomposición (hidrólisis o despolimerización) de las moléculas de lato peso molecular, haciéndolas más solubles ya que se destruyen sus propiedades coloidales. La clarificación artificial consiste en agregar sustancias orgánicas o inorgánicas en estado coloidal, las cuales al coagular y flocular arrastran por acción fisicoquímica los compuestos coloidales presentes en productos elaborados a base de frutas y hortalizas. CLARIFICANTES ORGANICOS Enzimas Pectinolíticas: En mercado mundial ofrece hoy en día enzimas específicas para cada aplicación industrial. Siendo algunas de las funciones más corrientes: Desfadado ó clarificación Flotación La extracción del mosto (prensado) Extracción y revelación de los aromas vegetales La filtración Las enzimas pectinolíticas se emplean actualmente en la elaboración de zumos y refrescos a base de frutas, con el fin de obtener mayores rendimientos durante el prensado o despulpado, la clarificación y el filtrado. Su función se centra en la hidrólisis y despolimerización de moléculas de alto peso molecular como es el caso del almidón, celulosa, hemicelulosa, pectina, etc., haciéndolas más solubles ya que destruye sus propiedades coloidales de igual manera liberan componentes básicos de color, aroma y estructura celular aumentado el rendimiento y calidad del producto elaborado. Durante el tratamiento con enzimas se deben considerar todos los factores que afectan su actividad tales como: la temperatura, concentración de enzima, pH, presencia de inhibidores como el SO2 y metabisulfitos y hemicelulosa. Gelatina Actualmente la industria comercial ofrece gelatinas con alta y baja hidrolización, peso molecular y diferente densidad de carga superficial de acuerdo a la presencia de color, cuerpo, estructura, concentración de taninos amargos y herbáceos. Las dosis de aplicación varían dependiendo la referencia y línea de productos siendo empleada en caso de ser liquida 10-30 cc/Hl, o sólida 2-15 g/Hl, al ser combinada con bentonita o silica gel su dosificación es de 4-8g/Hl. Generalmente se disuelve en agua fría al 10-20% durante 15 min y se completa la solución con agua a 40º C hasta diluciones más bajas. Se mezcla con el producto en relaciones que oscilan entre 1:1 hasta 1:10 gelatina-vino o zumo. Albumina La albumina de huevo en polvo ofertada por el mercado es de alta pureza, se presenta en forma de polvo y parcialmente soluble en agua, actúa sobre todas las reacciones polifenólicas haciendo descender tanto las formas monómeras como polímeros, deduciendo sabores amargos y astringentes como colores pardos sin modificar la intensidad aromática del producto. La dosis de adición oscila entre 10-15g/hl, y se prepara con algunas horas de anticipación a su uso disolviendo 100g/lt de agua, se recomienda no agitar bruscamente para evitar la formación de grumos y espuma. La adición de 1-2% de cloruro de sodio referido al peso de la albumina facilita su disolución. Cola de pescado Producto liofilizado de fácil disolución. El colágeno que lo constituye está constituido por 3 cadenas polipeptidicas que se disponen en espiral enroscada. La molécula de colágeno contiene proteínas de alto peso molecular, de carga positiva al pH de vino en donde generalmente se emplea, que reacciona con las cargas negativas de la levadura, acelerando la sedimentación. Generalmente se emplea en productos con alto contenido de gomas y mucilagos difíciles de eliminar con clarificantes tradicionales. Se recomienda su uso en productos pobres en taninos ya que no ofrece riesgos de sobre encolado, de igual manera reduce el contenido de ácidos grasos libres que durante la maduración pueden generar olores desagradables, y por su mínimo contenido de grasas no afecta los compuestos fenolicos responsables del aroma y estructura del producto. Generalmente su dosis de uso oscila entre 0.5 y 2g/Hl. Y se prepara una solución de 2Kg/100lt de agua a temperatura inferior a 16ºC por 15-30 min. Si la solución muy viscosa el producto se puede diluir en una parte igual de agua justo antes de su empleo y se incorpora directamente al producto a tratar. Clarificantes inorgánicos La clarificación puede efectuarse de igual manera añadiendo material inerte como tierras diatomáceas o bentonita, solos o en combinación. Dependiendo del producto y las condiciones de uso se obtendrán mejores beneficios con uno u otro método, por lo cual es importante la experimentación que permita evaluar su comportamiento con empleo simple o en combinación. Los clarificantes minerales son compuestos inorgánicos agregados al agua en estado pulverizado, se disuelven con gran facilidad formando masas gelatinosas que por su gran capacidad hidrófila, arrastra los coloides de los productos industriales y las sustancias en suspensión hasta su efectiva sedimentación, la cual, por su mayor peso especifico se produce más rápido que cuando se emplean clarificantes orgánicos indican las casa comerciales del producto. La bentonita es un clarificante de alta difusión, bajo costo, inerte, inalterable, de fácil aplicación con alta superficie especifica de acción y la estructura esponjosa de sus micelas, confieren a este clarificante un elevado poder absorbente. La clarificación es una operación que debe realizarse solamente si la descomposición de la pectina y almidón se han dado totalmente, lo cual se verifica con alcohol y lugol. La temperatura de clarificación, concentración del clarificante, tiempo de operación influyen significativamente en la efectividad del clarificante, es así como a mayor temperatura el tiempo de clarificación será menor y viceversa, a mayor concentración de sustancia clarificante menor será el tiempo de operación y viceversa y a mayor concentración del clarificante menor será la temperatura requerida, menor el tiempo y mayores los costos de operación. 5.4 MATERIALES Y REACTIVOS Materiales Reactivos Ollas pequeñas A. Cítrico 20% p/V Antiadherentes Cuchara de palo Hidróxido. de Na 0.1N Vasos precipi. 250cc Pectinasa Materia prima Termómetro Balanzas precisión Potenciómetro Buretas con soporte Bentonita Licuadora Vasos precipita 500cc Benzoato de sodio Sorbato de potasio Gelatina sin sabor Agua destilada Albúmina huevo refractómetro Tubos de ensayo Colador de tela Pipetas 1-10cc Vasos precipi 50cc Espátula Limpión servilletas Equipos y auxiliares Azúcar sulfitada, refinada Fruta fresca Pulpa de fruta congelada sin azúcar Frascos de vidrio tapa twiss-off Bolsas polietileno calibre 3 cierre hermético FRUTA 5.5 PROCEDIMIENTO Las operaciones de recepción de materias primas hasta la obtención serán iguales a las aplicadas en laboratorios anteriores con sus respectivos controles. Cuadro 2. Operaciones Básicas para la evaluación de sustancias clarificantes empleadas en productos hortofructicolas. OPERACIÓN Despulpado OBJETIVO Separar las semillas, cascara y fibra de la pulpa. Establecer rendimientos y acondicionar producto para elaborar jugos y néctares de frutas Formulación Formular néctares con diferentes % de ingredientes, evaluar sus calidades, costos y aceptación comercial. Clarificación Adicionar diferentes tipos de sustancias clarificantes, evaluar su eficiencia y efectos residuales en los néctares terminados Dar condiciones de conservación con empleo de tratamientos físicos, químicos y empaques Conservación Envasado Controlar alteraciones fisicoquímicas, microbiológicas, y ofganolepticas, p/V almacenamiento Evaluar la duración, estabilidad y de los productos almacenados CONTROL Tamaño de materia prima, % de subproductos, textura de fruta, equipo a emplear, capacidad de producción, diámetro orificios de tamiz, tipo de paleta, características del producto, rendimiento de operación. Tipos y porcentajes de pulpas, porcentajes de sólidos, pH, porcentajes y tipos de sustancias clarificantes, tiempos y temperaturas de inoculación, sistema de filtrado. Clase de clarificante, temperatura de acción, tiempo de exposición, sistema de eliminación, costos, disponibilidad comercial Tipo de empaque, temperatura- tiempo de pasteurización, temperatura de almacenamiento, % de edulcorante, % preservativo, tipo de preservativo, tiempo de almacenamiento, características del productos final, choque térmico. Cantidad de producto, homogeneidad, desaireado, características empaque, esterilidad del empaque, tipo de empaque, tipo de envasado, presión de llenado, facilidad de limpieza y dosificación. Temperatura, Hr. Capacidad de almacenamiento, presentación del producto. 5.6 OBSERVACIONES Determinar pH, ºbrix, acides titulable (expresada en a. cítrico anhidro/100ml de jugo) tanto de la pulpa comercial como de la pulpa obtenida Tabla 3. Características fisicoquímicas de pulpas caseras y comerciales PRODUCTO Pulpa comercial Pulpa casera ºBRIX pH %ACIDEZ Tabla 4. Parámetros básicos para la formulación de néctares MUESTRA %PULPA %SOLIDOS SOLUBLES 1 % minimo de pulpa 2 10% mas del minimo de pulpa 3 20% mas del minimo de pulpa PH Tabla 5. Formulaciones de muestras de néctares para empleo de clarificantes MUESTRA PULPA AZUCAR AGUA A.CITRICO BENZOA. Na GELATINA BENTONITA ENZIMA Tabla 6. Datos necesarios para la determinación de las ppm de gelatina a emplear en la clarificación de néctares. TUBO Ml NECTAR SOL. GELATINA PPM 1 10 0.1 100 2 10 0.2 200 3 10 0.3 300 4 10 0.4 400 GUIA DE RECOLECCIÓN DE DATOS PARA LA REALIZACIÓN DEL ANALISIS ESTADISTICO TUKEY 1 GELATINA, BENTONITA , ALBUMINA APRECIACIÓN 2 3 4 5 6 7 8 9 10 AROMA COLOR SABOR APARIENCIA GT Xij
