BALANCE DE MATERIA APLICADO A LA PREPARACIÓN DE JUGO Y NÉCTAR DE
NARANJA
Mónica Olarte 1,2, Laura Ortiz1,3
1
Estudiantes de sexto semestre de nutrición y dietética. Pontificia Universidad Javeriana.
Bogotá, Colombia.
2
[email protected] [email protected]
OBJETIVOS DEL LABORATORIO:
Objetivo general
Identificar los usos del balance de materia en la industria del procesamiento de
alimentos.
Objetivos específicos:
Calcular todas las corrientes entrantes y salientes del balance de materia.
Resolver un balance de materia con los datos empíricos de la elaboración de un
jugo y un néctar de naranja.
Demostrar las ventajas de utilizar el balance de materia en la industria de alimentos
con el fin de evitar desperdicios.
MATERIALES
Tabla #1: Equipo de laboratorio y utensilios
-
Equipo / utensilio
Unidad de medida – capacidad
Balanza digital de cocina
Gramos – capacidad 5000g
Refractómetro óptico
°Brix
Exprimidor de naranjas
Capacidad 500 ml de jugo de naranja
Alimentos
Naranjas frescas
Azúcar blanca
DATOS DE LABORATORIO
Tabla # 2: Distribución de las muestras por grupos de trabajo
GRUPO
PESO DE LA
MUESTRA
(Naranja) (g)
PESO DE LAS
CASACARAS
(g)
PESO JUGO
NARANJA (g)
°Brix
Jugo de
naranja
Azúcar
utilizado
(g)
°Brix néctar
de naranja
1
1645
835
750
8,0
75,0
19
2
1666
884
733
7,5
62,5
19,5
3
1658
896
721
7,8
76,0
19,5
4
1615
859
757
7,0
81,3
19,5
5
1731
877
795
7,7
77,0
19
6
1497
850
622
7,0
81,0
19
7
1683
706
748
7,8
76,3
19
75,6
19,2
PROMEDIO
1642,1
843,9
732,3
7,5
Fuente: laboratorio de tecnología de alimentos, viernes 8 a 11, 2016-30
Riboflavina
(mg)
0,06 0,02
Ácido
ascórbico
(mg)
0
Tiamina
(mg)
Vitamina A
(UI)
Hierro (mg)
Fósforo
(mg)
Calcio (mg)
Cenizas (g)
Fibra (g)
CHO’S (g)
Grasa (g)
Proteína (g)
Agua (g)
Naranja 100 25 92,3 0,4 0,0 6,9 0,0 0,4 10
15 0,3
Fuente: Tabla de composición de alimentos colombianos icbf,1996
Niacina
(mg)
196
Alimento
Energía
(kcal)
Código
alimento
Cantidad
(g)
Tabla # 3 : Composición de la naranja en 100g del alimento
0,2
50
PROCEDIMEINTO:
RESUTADOS :
Tabla # 4: % Rendimiento para cada grupo y componente del balance de materia
GRUPO
% Rendimiento jugo
% Rendimiento residuos
1
46%
51%
2
44%
53%
3
43%
54%
4
47%
53%
5
46%
51%
6
42%
57%
7
44%
42%
PROMEDIO
45%
51%
DESVIACIÓN
0,0020
0,0132
Fuente: laboratorio de tecnología de alimentos, viernes 8 a 11, 2016-30
Diagrama # 1: Balance de materia
Azúcar
62,5 g
Residuos
Residuos
Naranjas
Exprimidor
Jugo de
naranja
7,5 º brix
733g
Mezclador
Néctar
de
naranja
20º brix
462,5 g
Jugo de naranja 333g
Fuente: laboratorio de tecnología de alimentos, viernes 8 a 11, 2016-30
Balance global 1:
MN (masa naranja) – MR (masa residuos) = MJN (masa jugo de naranja) + MA (masa
acumulo)
1666 kg – 884 kg = 733 kg + MA
MA = 49 Kg ----- Masa de las acumulaciones (perdidas)
Balance global 2:
MJN (masa jugo naranja) + MA (masa azúcar) = MN (masa néctar) + MJS (masa jugo no
utlizado )
733 g+ MA = MN + 333g
Solidos
(733*0,075) + MA = MN *0,20+ (333 *0,075)
54,98 + MA = 0,20MN + 24,98
MA = 0,20MN - 30
REEMPLAZO
733g + (0,20MN -30) = MN +333g
703g +0,20 MN = MN + 333g
370g = 0,80 MN
MN = 462,5 g
MA = 0,20 (462,5) -30 = 92,5- 30= 62,5 g----- Azúcar utilizado para llegar a 20º Brix
En el laboratorio obtuvimos un néctar con unos grados brix de 19, 5º entonces debemos
calcular la cantidad de azúcar que no se solubilizo (azúcar perdida)
Diagrama # 2: Balance de materia mezcla
Azúcar 62,5
Jugo de
naranja
7,5 º brix
400 g
Néctar de
naranja
19,5 º brix
Mezcla
MAP
Fuente: laboratorio de tecnología de alimentos, viernes 8 a 11, 2016-30
MJN (masa jugo de naranja) + MA (masa azúcar) = MNF (masa néctar) + MAP (masa
azúcar perdido)
Balance global
400g+62,5g= MNF+MAP
462,5g = MNF + MAP
Balances solidos
400g*(0,075) +62,5g= (MNF*0,195) +MAP
30+ 62,5= 0,195 MNF + MAP
92,5 g = 0,195 MNF+MAP
Reemplazo
92,5 = 0,195(462,5 -MAP) + MAP
92,5 = 90,2 – 0,195MAP + MAP
2,31 = 0,805 MAP
MAP= 2,9 g---- Azúcar perdida
MNF = 92,5 – 2,9 / 0,195 = 459,6 g----- Masa néctar final
2,9 g---- Azúcar perdida
Azúcar solubilizada = 62,5 – 2,9 = 59,2 azúcar
% RENDIMIENTO DE AZÚCAR = (59,2/62,5) *100= 95%
% PERDIDA AZÙCAR = 5%
DISCUSION DE RESULTADOS
-Los grados Brix se pueden definir como el porcentaje de azúcar soluble contenido en una
determinada cantidad de fruta o en una solución líquida de fruta; ésta cantidad dependerá
de la madurez de la fruta, la región donde es cosechada y ciertas prácticas aplicadas
durante la cosecha.(Wrolstad, 2011), éstos, pueden ser medidos a través de un
refractómetro; el índice de refracción que se obtiene puede estar determinado no solo por
los sólidos solubles contenidos en la solución de la naranja, sino también por la composición
de éstos (es decir, entre mayor es la concentración de sacarosa, mayor es su índice de
refracción) y por los ácidos orgánicos contenidos en ésta (Wrolstad, 2011). El total de
azúcar contenida en la naranja es de 8,3 gramos por 100 gramos de la parte comestible de
ésta, su composición es: 2,0 gramos de fructosa, 1,8 gramos de glucosa y 4,4 gramos de
sacarosa (Hoboken,2008). Lo anterior, concuerda con los datos obtenidos a partir de la
experimentación, registrados en la tabla #1 (Grados Brix promedio: 7,5)
-Cómo se describe en la tabla # 1, y a partir de la tabla # 2, el grado de maduración de las
naranjas, además de ser muy similares en todas las muestras, aseguran un índice de
maduración óptimo, donde todas sus estructuras celulares permiten la extracción por
completo de su jugo, pero también asegura un buen aprovechamiento de ésta materia
prima. En la industria, el índice de madurez es una característica fisicoquímica clave, pues
un alto contenido de azúcar, aumentará la susceptibilidad al ataque de microorganismos e
inducir la fermentación (Wrolstad, 2011), traduciéndose en un menor porcentaje de
rendimiento y finalmente en una mayor pérdida económica.
-La FDA ha estandarizado los grados Brix del jugo de naranja en 11,8(Wrolstad, 2011),
mientras que la NTC 5468, reporta un mínimo de 10 grados Brix. Como se analiza de la
tabla # 2, todos los preparados en el laboratorio clasifican como néctares según ambas
normativas.
-El porcentaje de rendimiento del jugo de naranja depende de factores como el estado y
calidad de la materia prima, en este caso la naranja, del material utilizado para exprimir esta
materia prima y de características físicas del alimento cómo su cáscara, en la tabla # 4, se
evidencian datos muy cercanos entre sí y un 45% de rendimiento
-Además de lo anterior, es importante considerar que la temperatura también es un factor
clave (Wrolstad, 2011), pues a través de tratamientos de calor, se pueden modificar
características químicas de la naranja y finalmente alterar el índice de refracción.
(Hoboken,2008) logra contrastar los grados Brix entre una naranja al ser sometida a
tratamiento de calor y otra que no, y ciertamente confirma que los grados Brix de la que no
es sometida a ningún tratamiento es mayor y que contiene una mayor cantidad de ácidos
orgánicos, por otro lado, la cantidad de ácido ascórbico disminuye al igual que el málico y
cítrico en aquella sometida a calor, de lo anterior, se puede suponer que los datos de los
grados Brix de la tabla # 2 serían menores al exponerse al calor.
CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES
Por medio del diagrama # 1 se identificaron las corrientes de entrada y salida en la
preparación del néctar, así mismo se reconocieron dos procesos involucrados en la
preparación de éste (extracción y mezcla).
Se halló la cantidad de azúcar (62,5g) necesaria para llegar a un néctar de 20ºbrix
por medio del balance de materia representado en el diagrama # 1, igualmente, el
balance de materia permitió cuantificar las acumulaciones o pérdidas tanto en la
preparación del jugo como en la del néctar con las pérdidas de azúcar.
Los balances de materia representan una herramienta efectiva para la industria
pues permite a preparación de productos con la materia prima necesaria y se evita
la compra de materia prima que no será utilizada.
Recomendaciones
Elegir naranjas que tengas características sensoriales y fisicoquímicas parecidas.
Evitar el desperdicio de jugo durante la extracción.
Realizar una correcta solubilizarían del azúcar al preparar el néctar para evitar
pérdidas de azúcar.
BIBLIOGRAFIA
Tabla composición de alimentos ICBF, 1996
-Wrolstad, R. E. (2011). Institute of Food Technologists Series : Food Carbohydrate
Chemistry
(1).
Hoboken,
US:
Wiley-Blackwell.
Retrieved
from
http://www.ebrary.com
Handbook of Fruits and Fruit Processing (1). (2008). Hoboken, US: Wiley-Blackwell.
Retrieved from http://www.ebrary.com
.
0
