UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA ANALISIS QUÍMICO Y FINANCIERO DE ACEITE PARA MEJORAR LOS VALORES NUTRICIONALES EN ALIMENTOS PEPSICO Por: Mayerling José Pérez González INFORME DE PASANTÍA Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Químico Sartenejas, marzo de 2012 UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES COORDINACIÓN DE INGENIERÍA QUÍMICA ANALISIS QUÍMICO Y FINANCIERO DE ACEITE PARA MEJORAR LOS VALORES NUTRICIONALES EN ALIMENTOS PEPSICO Por: Mayerling José Pérez González Realizado con la asesoría de: Tutor Académico: Prof. Dimas Román Tutor Industrial: Ing. Lorena Vierma INFORME DE PASANTÍA Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Químico Sartenejas, marzo de 2012 iv RESUMEN La utilización de aceites más saludables resulta uno de los principales objetivos de todas aquellas industrias alimenticias, preocupadas por ofrecerles a sus consumidores un producto de alta calidad. Debido a esta necesidad, en el trabajo presentado se planteó la evaluación a nivel físico- químico y económico de una nueva mezcla de aceite vegetal, durante la elaboración de dos productos específicos de la compañía. Dichos productos se llamaron: Producto 1 y 2. A la mezcla de aceite en estudio, se denominó: mezcla C, la cual se comparó con los aceites actualmente utilizados: A y D. Para la obtención del producto 1, se realizó la fritura continua del mismo, durante 5 horas a 180 °C y se recolectaron muestras de aceite. Dichas muestras, se analizaron en el laboratorio y se determinaron ácidos grasos libres, índice de peróxido, valor de yodo, dienos conjugados e índice de p-anisidina, resultando el aceite A más resistente frente a la oxidación lipídica. Para el producto 2, se aplicó el aceite en la fórmula del slurry y luego dicho slurry fue roceado sobre la base del producto y finalmente se recolectaron muestras. Ambos productos fueron sometidos a un proceso de evaluación sensorial tipo discriminativo, donde no se obtuvieron diferencias significativas, por lo que se concluye que hay aceptación de dichos productos con el aceite C. Por último, se realizó una evaluación económica y financiera en dos ámbitos: gastos de inversión inicial y costos relacionados al producto; obteniendo una inversión inicial de 2.054.500BsF y un costo total relacionado a los productos de 1.6207.377BsF al año. Finalmente es altamente recomendable la utilización del aceite C desde un punto de vista nutricional ya que al ser insaturado es una fuente esencial de vitamina E y ácidos grasos omega 3, 6 y 9, los cuales reducen el colesterol malo y las enfermedades coronarias, cardiovasculares, entre otras. Palabras claves: Aceite, mezcla C, oxidación, sensorial, evaluación económica, nutricional. v A mis padres, José Pérez y Maigualida, a mis hermanos Marlin y José Daniel, y a mi abuelita Carmen. vi AGRADECIMIENTOS Quiero agradecer en primer lugar a Dios, a la Virgen del Valle y al Divino Niño, por brindarme la oportunidad de vivir experiencias tan maravillosas durante toda mi vida, por permitirme conocer personas increíbles que me acompañaron durante todo este grato camino. En segundo lugar quiero agradecer a toda mi familia: a mi madre Maigualida, por ser un ejemplo de crecimiento constante, de grandeza, de amor infinito; por ser una mujer excepcional que con su espíritu luchador ha sabido guiarme por el mejor camino y darme los mejores ejemplos de vida. A mi padre José, por darme los mejores consejos en todo el mundo, por tener siempre una palabra positiva, cariñosa, llena de entusiasmo, fe y alegría, que me alentara en los buenos y en los malos momentos; por demostrarme una y otra vez que sí podía lograr todo lo que me propusiera; por ser un caballero y el hombre al que siempre amaré. A mis hermanos: Marlin y José Daniel, por ser mis compañeros de vida, mis amigos, mis confidentes; esas personas en las cuales podre confiar siempre, tanto en las buenas como en las malas. Por ser mis ejemplos, mis modelos a seguir. A mi abuelita bella, Carmen Pino, por ser durante todos estos años, testimonio fiel de enseñanza y de amor infinito, generando en mi; admiración, respeto y amor. Finalmente, a toda mi familia: tíos, primos y demás familiares que siempre me sirven de apoyo y me llenan de ganas para seguir creciendo en la vida. Quiero agradecerle a mis amigos, compañeros increíbles e invaluables, que durante toda mi carrera estuvieron conmigo en las buenas y en las malas, cuando lloraba y reía, para ayudarme a estudiar y para invitarme a salir, por ser en esta ciudad, los hermanos y la familia más cercana que tenía, gracias a ustedes, jamás estuve sola: Andrea, Jhonatan, Andreína, Ariana, Michael, Luis Miguel, Juan Carlos, Kevin y Freddy Muchas gracias a mi tutora industrial Lorena Vierma, por darme la oportunidad de desarrollar tan interesante proyecto. Por mostrarme el mundo laboral de la mejor manera posible y ser una increíble tutora durante todas las pasantías. Al equipo de “Investigación y Desarrollo”: Milangela, Jenni, Nina, Darwin, Marion, Gian, Valentina, Angie y Luis. Por ser tan especiales conmigo y tratarme de la mejor manera, ustedes supieron guiarme y ayudarme en todo momento. Finalmente quiero agradecer a mi tutor académico, el profesor Dimas Román, por ser un excelente profesor a lo largo de toda mi carrera y por desempeñar un papel extraordinario como tutor de este proyecto. A la profesora Alexia Torres y Ovatsug Rojas del departamento de Química de Alimentos de la universidad, por prestarme la mayor colaboración y apoyo posible vii durante la realización de este proyecto de grado. A todos ustedes, muchas gracias. viii ÍNDICE GENERAL LISTA DE TABLAS .................................................................................................................... xii LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................. xiv INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 1 CAPÍTULO 1 .................................................................................................................................. 4 LA EMPRESA ................................................................................................................................ 4 1.1. PepsiCo en el mundo ...........................................................................................................................4 1.2. PepsiCo Venezuela..............................................................................................................................4 1.2.1. PepsiCo Alimentos ...........................................................................................................................5 1.2.2. PepsiCo Bebidas...............................................................................................................................5 1.2.3. Misión ..............................................................................................................................................6 1.2.4. Visión ...............................................................................................................................................6 1.2.5. Principios que rigen la empresa .......................................................................................................6 1.3. Departamento de Investigación y Desarrollo ......................................................................................6 1.3.1. Objetivos ..........................................................................................................................................7 1.3.2. Misión de Investigación y Desarrollo en Latinoamérica ..................................................................8 1.3.3. Visión de Investigación y Desarrollo Latinoamérica .......................................................................8 CAPÍTULO 2 .................................................................................................................................. 9 FUNDAMENTOS TEÓRICOS ..................................................................................................... 9 2.1. Los Lípidos..........................................................................................................................................9 2.1.1. Clasificación de los ácidos grasos ..................................................................................................10 2.1.1.1 Ácidos grasos saturados ...............................................................................................................10 2.1.1.2. Ácidos grasos insaturados ...........................................................................................................10 2.2. Degradación de los aceites o lípidos .................................................................................................12 2.2.1. Lipólisis o Hidrólisis ......................................................................................................................12 2.2.2. Auto-oxidación ...............................................................................................................................13 2.2.3. Descomposición térmica ................................................................................................................17 2.2.3.1. Reacciones oxidativas térmicas de los esteres de los ácidos grasos insaturados.........................17 2.3. Determinación de la estabilidad de una grasa ...................................................................................17 2.3.1. Índice o Valor de Peróxidos ...........................................................................................................18 2.3.2. Determinación de ácidos grasos libres (A.G.L) .............................................................................19 2.3.3. Índice o Valor de Iodo ....................................................................................................................20 ix 2.3.4. Dienos Conjugados ........................................................................................................................21 2.3.5. Índice de p-anisidina ......................................................................................................................22 2.3.6. Análisis sensorial de los alimentos.................................................................................................23 2.3.6.1. Tipos de análisis sensoriales .......................................................................................................24 2.3.6.2. Cantidad de personas necesarias para testear un producto ..........................................................24 2.4. Antioxidantes ....................................................................................................................................25 2.4.1. Eficacia y mecanismo de acción ....................................................................................................25 2.4.2. Elección del antioxidante ...............................................................................................................27 2.4.3. Principales antioxidantes utilizados ...............................................................................................28 2.4.4. Descomposición de los antioxidantes.............................................................................................30 2.5. Atmósferas de nitrógeno ...................................................................................................................30 2.6. Funciones nutritivas de los aceites ....................................................................................................32 2.7. Características principales de los aceites utilizados ..........................................................................32 2.7.1. Aceite B ..........................................................................................................................................32 2.7.2. Aceite A .........................................................................................................................................33 2.7.3. Aceite D .........................................................................................................................................34 CAPÍTULO 3 ................................................................................................................................ 35 METODOLOGÍA ......................................................................................................................... 35 3.1. Descripción general de las actividades realizadas. ............................................................................35 3.1.1. Obtención de las muestras del producto 1 y del aceite para posterior análisis ..............................35 3.1.2. Obtención de las muestras de Producto 2 para realizar el análisis sensorial ..................................38 3.2. Determinaciones analíticas ................................................................................................................39 3.2.1. Valor de peróxido ...........................................................................................................................39 3.3.2. Determinación de Ácidos Grasos Libres (A.G.L.) .........................................................................39 3.3.3. Índice de Yodo por el método de Wijs ...........................................................................................40 3.3.4. Dienos conjugados .........................................................................................................................43 3.3.5. Valor de P-anisidina .......................................................................................................................44 3.3.6. Prueba de Dúo-Trío con panel interno. ..........................................................................................45 CAPÍTULO 4 ................................................................................................................................ 49 RESULTADOS Y DISCUSIONES ............................................................................................. 49 4.1. Estudios previos a la mezcla de aceite propuesto..............................................................................49 4.1.1. Verificación de cumplimiento de especificación 1: Porcentaje de grasa en los productos. ...........49 x 4.1.2. Verificación de cumplimiento de especificación 2: Perfil de ácidos grasos en los aceites nuevos. ..................................................................................................................................................................51 4.1.3. Verificación de cumplimiento de especificación 1: Porcentaje de grasa en los productos con el aceite C .....................................................................................................................................................53 4.2. Análisis químicos en los aceites ........................................................................................................56 4.2.1. Índice de Acidez .............................................................................................................................56 4.2.2. Valor de Peróxido...........................................................................................................................59 4.2.3. Valor de Yodo ................................................................................................................................60 4.2.4. Dienos conjugados .........................................................................................................................62 4.2.5. Índice o Valor de Anisidina ...........................................................................................................63 4.3. Análisis sensorial realizado en los aceites.........................................................................................65 4.3.1. Análisis sensorial producto 1 .........................................................................................................65 4.3.2. Análisis sensorial producto 2 .........................................................................................................69 4.4 Análisis Económico Financiero .........................................................................................................73 4.4.1. Disponibilidad de los requerimientos .............................................................................................73 4.4.1.1. Tanques .......................................................................................................................................73 4.4.1.2. Tuberías ......................................................................................................................................77 4.4.2. Análisis de escenarios ....................................................................................................................77 4.4.2.1. Planta Santa Cruz ........................................................................................................................78 4.4.2.2. Planta La Grita ............................................................................................................................79 4.4.3. Gastos de inversión inicial .............................................................................................................80 4.4.4. Costos relacionados al producto. ....................................................................................................81 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .......................................................................... 84 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 86 xi LISTA DE TABLAS Tabla 2. 1. Almacenamiento de aceite de soja clarificado. ........................................................... 32 Tabla 2. 2. Composición (Porcentaje en peso) del aceite C. ......................................................... 33 Tabla 2. 3. Composición (Porcentaje en peso) del aceite A. ......................................................... 34 Tabla 2. 4. Perfil ácidos grasos del aceite D. ................................................................................. 34 Tabla 3. 1. Masa de la muestra en relación al índice de iodo esperado. ........................................ 43 Tabla 3. 2. Set elegido para la prueba Duo-Trío. .......................................................................... 47 Tabla 3. 3. Valor acertado p. ......................................................................................................... 47 Tabla 4. 1. Mezcla de aceite utilizado para la prueba.................................................................... 49 Tabla 4. 2. Calorías presentes en 1 gramo de producto. ................................................................ 50 Tabla 4. 3. Composición actual de los productos 1 y 2. ................................................................ 50 Tabla 4. 4. Perfil de ácidos grasos del aceite ofrecido por el proveedor. ...................................... 51 Tabla 4. 5. Perfil de ácidos grasos del aceite A. ............................................................................ 52 Tabla 4. 6. Composición propuesta para los productos 1 y 2. ....................................................... 54 Tabla 4. 7. Comparación del Índice de Ácidos grasos libres (como % de ácido oleico) del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. ........................... 57 Tabla 4. 8. Comparación del valor de peróxido del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. ................................................................................. 59 Tabla 4. 9. Comparación del valor de yodo del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. .................................................................................................. 61 Tabla 4. 10. Comparación del valor de dienos conjugados del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. ........................................................................... 62 Tabla 4. 11. Comparación del Índice de Anisidina del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. ................................................................................. 63 Tabla 4. 12. Muestras elegidas por los panelistas.......................................................................... 66 Tabla 4. 13. Características sensoriales descritas por los panelistas, producto 1. ......................... 68 xii Tabla 4. 14. Muestras elegidas por los panelistas.......................................................................... 69 Tabla 4. 15. Características sensoriales descritas por los panelistas, producto 2. ......................... 72 Tabla 4. 16. Características de los tanques en la Planta La Grita. ................................................. 74 Tabla 4. 17. Características de los tanques en la Planta Santa Cruz.............................................. 76 Tabla 4. 18. Red de tuberías en ambas plantas. ............................................................................. 77 Tabla 4. 19. Inversión del aceite para el año 2012, producto 1. .................................................... 81 Tabla 4. 20. Inversión del aceite para el año 2012, producto 2. .................................................... 82 xiii LISTA DE FIGURAS Figura 2. 1. Perfil de ácidos grasos de los principales aceites. ...................................................... 12 Figura 2. 2. Variación de las cantidades de reactantes y productos en la reacción de oxidación lipídica en función del tiempo. ...................................................................................................... 18 Figura 2. 3. Mecanismo de reacción de los ácidos grasos libres. .................................................. 20 Figura 2. 4. α Tocoferol. ................................................................................................................ 28 Figura 2. 5. Antioxidantes BHA y BHT. ....................................................................................... 29 Figura 2. 6. Antioxidante TBHQ. .................................................................................................. 29 Figura 2. 7. Antioxidante NDGA. ................................................................................................. 30 Figura 3. 1. Procedimiento para obtener el producto 1. ................................................................ 37 Figura 3. 2. Procedimiento para obtener el producto 2. ................................................................ 38 Figura 4. 1. Comparación del Índice de Ácidos grasos libres (como % de ácido oleico) del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. ........................... 57 Figura 4. 2. Comparación del Valor de Peróxido del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. ................................................................................. 59 Figura 4. 3. Comparación del Valor de Yodo del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. ................................................................................. 61 Figura 4. 4. Comparación del índice de dienos conjugados del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. ...................................................................... 62 Figura 4. 5. Comparación del Índice o Valor de Anisidina del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. ........................................................................... 64 Figura 4. 6. Resultados de la prueba Duo-Trío en el producto 1. .................................................. 67 Figura 4. 7. Resultados de la prueba sensorial Duo-Trío en el producto 2. .................................. 71 xiv INTRODUCCIÓN Antecedentes La manera cómo actúan las grasas y aceites en los seres humanos, es quizás uno de los principales campos de estudio e investigación en las ciencias relacionadas con la nutrición. Como resultado de estas investigaciones se modifica la manera de pensar de todas aquellas personas que de una u otra manera se encuentran en el consumo directo de todo tipo de aceites y grasas: principalmente consumidores y en segundo lugar los elaboradores, productores y distribuidores de alimentos en todo el mundo. Organismos gubernamentales y de índole internacional se suman día a día en las investigaciones de los pro y contras, beneficios y desventajas que existen en el consumo de diversos tipos de aceite. Del 19 al 26 de octubre de 1993 se reunieron un conjunto de expertos en nutrición, salud pública, y ciencia y tecnología de los alimentos, para estudiar diversos datos científicos sobre las grasas y los aceites en la dieta, dicha convención se realiza gracias a la invitación realizada por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Los expertos que asistieron discutieron temas tales como: el consumo de distintos tipos y niveles de grasas y aceites en la alimentación y las consecuencias que los mismos traen. Y principalmente, estudiaron mucho de los factores técnicos asociados a la producción, preparación, comercialización y utilización de las grasas y aceites por las diversas empresas. Como último paso en dicha convención se elaboró una serie de recomendaciones sobre las grasas y aceites con el fin de asesorar a los especialistas en el cuidado de la salud, a la industria de la alimentación y a los consumidores (FAO 1997) Del mismo modo, PepsiCo ALIMENTOS C.A., una de las compañías de alimentos más grandes del mundo, creadora de productos innovadores, líder a nivel nacional en la venta de Snacks, con productos que ya son más que una tradición en muchos hogares tales como: Doritos, Ruffles, Natuchips, Pepitos y Cheetos; se suma a la causa en la utilización de aceites saludables, que mejoren aun más la calidad de los productos que ofrecen al consumidor de todo tipo de edades. Es por eso que, en el marco de realizar productos aun más sanos surge: “PepsiCo Nutrition Criteria (PNC) and Rationale”. Manual que utilizan todas las regiones que conforman la 2 compañía a nivel mundial, para alcanzar criterios claros y universales de valores y aspectos nutricionales en los alimentos que distribuyen. Uno, de tantos criterios, está relacionado a los porcentajes de grasas presentes en los productos. Por lo que día a día, se investigan mejoras en el proceso de elaboración de los mismos relacionados al aceite. Para servir como guía, en Julio del 2003, se crea el “Protocolo de Validación de Aceites para Fritura”, gracias al trabajo de personas como Rosalba Pina, Alberto Tiburcio, químicos y gerentes analistas, con el fin de dar a la compañía una guía relacionada con la implementación de nuevos aceites. En ella se especifican desde los puntos que hay que tomar en cuenta para considerar nuevos aceites, hasta la manera de implementarlos en las plantas. Actualmente, de diversos medios surgen controversias populares de los beneficios y riesgos que corre el ser humano al consumir un determinado tipo de grasa. Es fundamental y tarea de todos informarnos correctamente de los efectos que las diferentes grasas pueden causarnos, ya que esto podría mejorar el consumo diario en nuestra alimentación y finalmente influenciar otros sectores como lo son: la producción agrícola, las tecnologías para preparar y producir los alimentos y todos aquellos sectores que involucren el consumo de aceite comestible. (FAO 1997) Justificación e importancia del trabajo. Los lípidos de la dieta juegan un importante papel en la nutrición. Suministran calorías y ácidos grasos esenciales, vehiculan vitaminas y mejoran la sensación bucal de los alimentos, pero durante décadas han venido siendo objeto de controversia con respecto a su toxicidad, su contribución a la obesidad y al riesgo de sufrir ciertas enfermedades cardiovasculares. El siguiente trabajo de pasantía se realiza con la finalidad de analizar, tanto física como químicamente, una nueva mezcla de aceites (Mezcla C) en dos principales productos de la compañía, los cuales, por temas de confidencialidad se denominaran: Producto 1 y Producto 2. C. Al utilizar una mezcla de aceite más saludable se está asegurando el cumplimiento de las normas nutricionales para los productos snacks especificadas en “PepsiCo Nutrition Criteria (PNC) and Rationale”, esta mezcla de aceite será validada siguiendo todos y cada uno de los pasos especificados en el “Protocolo de Validación de Aceites para Fritura”. Con la nueva mezcla de aceite se brinda y ofrece un producto que resulta nutritivo para todos los consumidores, disminuyendo así los porcentajes de grasas presentes en los productos finales que se encuentran en la calle, directo al consumo de todos. 3 Así mismo, al emprender un cambio en el tipo de aceite que se utiliza en la actualidad; se logra mejorar y perfeccionar los procesos productivos e industriales que actualmente se llevan a cabo en las plantas involucradas Planteamiento del problema Utilizar una mezcla de aceite saludable en dos productos: 1 y 2, que mejore los porcentajes de calorías provenientes a partir de grasas, para asegurar un producto que sea nutricional desde todo punto de vista. Para ello, se analizará y estudiará desde el punto de vista químico, analítico sensorial y económico, las consecuencias que implica la utilización de una nueva mezcla de aceite. Además, se estudiara si ambas plantas poseen la estructura física adecuada para implementar esta nueva mezcla de aceite y los cambios que incurriría la utilización del mismo. Objetivos generales Determinar si la mezcla de aceite saludable cumple con todos los pasos establecidos en el protocolo de validación de aceites de PEPSICO ALIMENTOS y con los valores nutricionales de los productos 1 y 2 instituidos en la empresa. Determinar la inversión financiera y los costos de producción que implica el uso de este nuevo aceite. Objetivos específicos. Revisar y recopilar información de los procesos químicos que afecten al aceite. Evaluar y determinar si el nuevo aceite cumple con los pasos establecidos en el Protocolo de validación de aceites PEPSICO Alimentos. Evaluar y estudiar costos operativos de los productos e inversión necesaria que acarrea el uso del nuevo aceite. CAPÍTULO 1 LA EMPRESA En el presente capítulo se presenta una descripción general de la estructura y objetivos que rigen el funcionamiento de PEPSICO. C.A, la cual es una empresa dedicada a la producción, distribución y comercialización de reconocidas marcas de alimentos divertidos y convenientes. Seguidamente, se conocerá PepsiCo Alimentos C.A en el área de Investigación y Desarrollo, ya que fue en este departamento donde se llevo a cabo el proceso de pasantías. 1.1. PepsiCo en el mundo PepsiCo Inc. es la segunda compañía más importante del mundo en la industria de alimentos y bebidas; como empresa cuenta con más de 100 marcas líderes en más de 200 países alrededor del mundo. La empresa emplea a más de 285.000 personas unidos por el compromiso único de crecimiento sostenido, invirtiendo en un futuro más saludable para las personas y nuestro planeta, este compromiso lo llaman: Desempeño con Propósito. Como compañía global de alimentos y bebidas, con marcas reconocidas y respetadas sinónimo de calidad como Quaker, Tropicana, Gatorade, Lay’s y Pepsi, por mencionar algunas, construyen un portafolio de productos divertidos y convenientes, encontrando innovadoras maneras de reducir el uso de energía, agua y empaques, y proveyendo un gran lugar de trabajo para sus colaboradores. Adicionalmente, respetan, apoyan e invierten en las comunidades locales donde operan, contratando localmente, creando productos diseñados para satisfacer gustos locales y colaborando con agricultores locales, gobiernos y grupos comunitarios. 1.2. PepsiCo Venezuela En 1989 PepsiCo Alimentos llegó a Venezuela operando una empresa conjunta (Joint Venture) con Empresas Polar denominada Snacks América Latina, la cual estuvo conformada por Comercializadora Savoy, Distribuidora Marlon, Distribuidora Taobe y Comercializadora Jacks, entre otras. Más tarde en el año 1997 PepsiCo formó una empresa conjunta (Joint Venture) con 5 Empresas Polar y crearon Pepsi-Cola Venezuela, siendo hasta hoy la embotelladora y distribuidora de nuestras bebidas bajo los estándares de calidad de PepsiCo. Para 2002 Empresas Polar agrupó todas sus bebidas bajo una división llamada Pepsi-Cola Venezuela. En 2007 PepsiCo amplía su participación accionaria en la empresa Snacks América Latina, que desde ese momento fue una empresa 100% PepsiCo. Finalmente para el 2008 PepsiCo cambia la denominación de Snacks América Latina a PepsiCo Alimentos S.C.A. La empresa PepsiCo cuenta con 3.172 empleados directos en Venezuela: 3.124 forman parte del sector alimentos, 48 son empleados directos de la unidad de bebidas. A estos se suman indirectamente 10.320 trabajadores de Pepsi Cola Venezuela (empresa distribuidora y embotelladora de nuestras bebidas carbonatadas y energética), para un total de 13.492 asociados a PepsiCo. Igualmente elabora los productos de calidad en tres plantas de producción en el país: Planta Santa Cruz de Aragua y Planta la Grita para la producción de pasapalos salados, y Planta Yare para la producción de los concentrados de bebidas. 1.2.1. PepsiCo Alimentos PepsiCo Alimentos es una Empresa Social y Laboralmente Responsable dedicada a la producción, distribución y comercialización de reconocidas marcas de alimentos divertidos y convenientes como Ruffles, Doritos, Lay’s, Cheetos, NatuChips, Nutrinuts, Jacks, CheeseTris, Pepito, De Todito y Galletas Quaker, entre otras. La compañía pertenece a PepsiCo Inc. y durante más de veinte años ha operado en el país con dos (2) plantas de producción, ubicadas estratégicamente en las comunidades de Santa Cruz, estado Aragua, y La Grita, estado Táchira, así como catorce (14) centros de distribución, brindando empleo a cerca de tres mil (3.000) trabajadores que diariamente unen sus esfuerzos para crear un futuro más saludable para las personas y el planeta. 1.2.2. PepsiCo Bebidas PepsiCo Bebidas es una Empresa Social y Laboralmente Responsable dedicada a la producción de reconocidas marcas de bebidas como Pepsi, Gatorade, Lipton Ice Tea, Seven Up y H2Oh! La compañía pertenece a PepsiCo Inc. y opera en el país a través de su planta de concentrados, ubicada en Yare, estado Miranda, la cual es una de las dos plantas de concentrados que existen en Suramérica. Durante más de treinta años, hemos generado 6 puestos de trabajo para producir los concentrados de nuestras bebidas y más de 10.000 empleos en toda su cadena productiva. 1.2.3. Misión La misión principal de PepsiCo C.A es ser la primera empresa mundial de productos de consumo enfocada en alimentos y bebidas preparadas. Ofrecer un retorno financiero a sus inversionistas al mismo tiempo que proporcionan oportunidades de crecimiento y enriquecimiento para sus empleados, socios de negocio y las comunidades donde operan. Finalmente tienen como misión, actuar con honestidad, justicia e integridad. 1.2.4. Visión La responsabilidad de PepsiCo C.A es mejorar continuamente todos los aspectos del mundo que lo rodea (ambiente, social, económico) creando así un mañana mejor". Nuestra visión es poner en acción a través de programas y foco en administración ambiental, actividades que beneficien la sociedad y un compromiso para construir valor accionario haciendo de PepsiCo una compañía verdaderamente sustentable. 1.2.5. Principios que rigen la empresa Cuidar de los clientes, consumidores y del mundo en el que vivimos Vender solo productos de los que la empresa pueda estar orgullosa. Hablar con honestidad y franqueza Balancear el corto y el largo plazo Ganar con la diversidad e inclusión Respetar a los demás y obtener el éxito juntos. 1.3. Departamento de Investigación y Desarrollo El departamento de investigación y desarrollo en la empresa PEPSICO ALIMENTOS, es aquel que; como su nombre lo indica se encarga de investigar y desarrollar nuevos productos que sirvan de potencial en la compañía. Es el ente matriz, puesto que en él surgen y nacen todas las primeras ideas, con el lema de “La innovación es el camino a un fuerte crecimiento orgánico”, se enfocan en mantenerse a la vanguardia con las exigencias del mercado, por ello buscan: Variación de sabores, variación 7 de colores, de las formas, la creación de productos totalmente nuevos que sacien las necesidades que existen en el mercado. También, velan por la seguridad de todos los consumidores, ya que el equipo de Investigación y Desarrollo, cuida el hecho de que los proveedores utilizados o nuevos proveedores ofrezcan materia prima de excelente calidad y que se encuentre dentro de los parámetros delimitados y especificados por la empresa; este trabajo de aprobar, aceptar y rechazar la materia prima se realiza conjuntamente en algunos casos junto con el departamento de Calidad. Como un departamento consciente, para Investigación y Desarrollo es fundamental que las innovaciones sean favorables para el ecosistema y l medio ambiente que nos rodea. Utilizar proveedores, materias primas y procesos en las plantas, enfocados a resguardar el ambiente. A continuación se nombraran con mayor claridad, cuales son los objetivos, la visión y misión de tan importante departamento: 1.3.1. Objetivos Innovar las plataformas: Innovar las plataformas existentes en la empresa, para hacer los procedimientos más eficientes y de esta manera obtener mejores resultados. Innovar los empaques: En el desarrollo de algún nuevo producto o para re-lanzar un producto existente que quiera ser renovado. Desarrollo de suplidores: Esto se hace con el fin de conseguir nuevos proveedores que se encuentren a la punta con materias primas de alta calidad, que brinden una mejora en la fabricación de los productos propios de la empresa. Reformulaciones de las plataformas: Aquí conseguimos 3 enfoques Productividad: Incremento de la eficiencia en planta y procesos en general. Mejoras de Calidad: Velar por ofrecer siempre los mejores productos. Utilizar procesos de última tecnología. Utilizar materias primas, enfocados a mejorar las características nutricionales de los productos, ofrecer siempre productos más saludables. Flexibilización de líneas: La flexibilización de líneas se refiere al hecho de que, las líneas de producción puedan ser adaptadas o modificadas en algunos casos para la fabricación de diferentes productos. Que no sea uso exclusivo para elaborar un único producto; sino que sean versátiles. De esta manera se mejora la eficiencia y los tiempos en 8 la producción. Validación de vida útil en desarrollo: Los productos poseen un tiempo de “vida de anaquel”, el cual es el lapso máximo en que se encuentran en buenas condiciones para su consumo. El departamento está encargado de determinar cuál es este tiempo. Excepciones de materia prima: Si alguna materia prima entra con alguna modificación a lo que ya se había establecido; Investigación y Desarrollo se encarga de determinar si esta variación no generaría ninguna modificación en la calidad del producto final, de no generarse procede la excepción y viceversa. 1.3.2. Misión de Investigación y Desarrollo en Latinoamérica Innovar con talento, capacidad y pasión en tecnología y productos que encanten a los consumidores de cada país de nuestra región, siendo técnicamente variables, sostenibles y económicamente atractivos. 1.3.3. Visión de Investigación y Desarrollo Latinoamérica Ser el equipo icono de innovación de alimentos de conveniencia, nutritivos y divertidos en PepsiCo Internacional. CAPÍTULO 2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS En el siguiente apartado se detallan las bases teóricas en las que se fundamenta el desarrollo del proyecto. Principalmente se aborda el tema de los lípidos, su clasificación, reacciones que conllevan a su degradación, métodos para estudiar la degradación y estabilidad de una grasa y las técnicas utilizadas para detener o disminuir la degradación. Finalmente se señalan las características principales de los aceites que se trataran a lo largo del informe. 2.1. Los Lípidos Los lípidos constituyen un grupo diverso de compuestos, generalmente solubles en disolventes orgánicos pero con escasa solubilidad en agua. Son los componentes principales del tejido adiposo y, junto con las proteínas y carbohidratos, constituyen los principales componentes estructurales de las células vivas. Los ésteres de glicerol y los ácidos grasos, que corresponden el 99% de los lípidos de origen vegetal o animal, han sido denominados tradicionalmente grasas y aceites. La distinción entre grasas y aceites se basa exclusivamente en el estado sólido o liquido de los lípidos a la temperatura ambiente; por lo tanto, son dos términos frecuentemente intercambiables. Son importantes además porque nos proveen 9Kcal. Los lípidos de los alimentos se consumen en forma de grasa que han sido separadas de sus fuentes animales o vegetales, como la mantequilla, la manteca y las grasas plastificantes. La fuente más importante cuantitativamente de aceites vegetales son las semillas de soja, algodón, maní, arboles como la palma, el girasol, la oliva y el coco. Los lípidos de los alimentos poseen propiedades físicas y químicas características. Durante el procesado, el almacenamiento y la manipulación de los alimentos, los lípidos sufren complejos cambios que químicos y reaccionan con otros constituyentes, produciendo numerosos compuestos; unos favorables y otros desfavorables para la calidad del alimento. (Fennema, 2000) 10 2.1.1. Clasificación de los ácidos grasos Los ácidos grasos son cualquier ácido monocarboxílico alifático que pueda liberarse por hidrólisis de las grasas naturales; ellos poseen la siguiente clasificación: 2.1.1.1 Ácidos grasos saturados Son ácidos grasos sin dobles enlaces entre carbonos, tienden a formar cadenas extendidas y a ser sólidos a temperatura ambiente, excepto los de cadena corta. Cadena corta: Ácido butírico (Ácido Butanóico): Se encuentra en algunas grasas en pequeñas cantidades, como la mantequilla. Ácido Valérico (Ácido Pentanóico): Se refiere al ácido carboxílico CH3 (CH2)3COOH. En este grupo también podemos conseguir: Ácido isobutírico, ácido isovalérico y ácido capróico. Cadena larga: Ácido Mirístico: Se encuentra en la nuez moscada, el aceite de palma, manteca y esperma de ballena. Su punto de fusión es a 58.8 °C y el de ebullición es 250.5 °C. Ácido Palmítico: Solido blanco que se licua a unos 63.1 °C. Es el principal ácido graso saturado de la dieta; constituye un 60% de los mismos. Es el más abundante en las carnes y grasas lácteas (mantequilla, queso y nata) y en los aceites vegetales como el aceite de coco y el de palma. Es el ácido graso menos saludable, ya que es el que más aumenta los niveles de colesterol en la sangre. Su punto de fusión es a 62.85°C y el de ebullición a 350.85 °C. Ácido esteárico: Está presente en aceites y grasas animales y vegetales. A temperatura ambiente es un sólido parecido a la cera. Se obtiene tratando la grasa animal con agua a una alta presión y temperatura. También se obtiene mediante la hidrogenación de aceites vegetales. Es usado en la fabricación de velas, jabones y cosméticos. 2.1.1.2. Ácidos grasos insaturados Son ácidos carboxílicos con uno o varios dobles enlaces entre los átomos de carbono; son esenciales para el correcto funcionamiento del cuerpo. 11 Ácidos grasos mono-insaturados: Poseen un solo doble enlace carbono. El más importante es el ácido oleico. Estos ácidos grasos reducen el colesterol total. Ácido Oleico: Es de la serie omega 9, típico del aceite de oliva y aguacate. Ejerce una acción beneficiosa en los vasos sanguíneos reduciendo el riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares. Su punto de fusión es de 15.2 °C y el punto de ebullición es de 359.9 °C. Ácidos grasos Poli-insaturados: Poseen más de un doble enlace entre sus carbonos. Disminuye el colesterol en general. El exceso implica la producción de compuestos tóxicos. Se obtiene de vegetales como: maíz, soja, girasol, nueces. Entre los ácidos grasos poli-insaturados podemos conseguir principalmente: Ácido Linoléico: Es un ácido esencial para el organismo humano, el organismo no puede sintetizarlo, tiene que ser ingerido por la dieta. Se consigue en aceites vegetales como el de girasol o el de soya, en huevos y en las aves. Promueve la disminución de la concentración sanguínea de triglicéridos, disminución arterial y decremento en la agregación plaquetaria. Es usado en la industria alimenticia en alimentos industrialmente procesados. Ácido Linolénico: Ácido graso esencial omega 3 u omega 6, formado por 18 carbonos. Se obtiene de las semillas de chia. Ácidos grasos cis: Los dos átomos de hidrogeno del doble enlace están en el mismo lado de la molécula. Ácido graso trans: Se encuentra principalmente en alimentos industrializados que han sido sometidos a hidrogenación como la margarina o al horneado como los pasteles. Aumenta la concentración de lipoproteínas de baja densidad (LDL) que promueven el colesterol y disminuyen las lipoproteínas de alta densidad (HDL) que transporta el “colesterol bueno”. Promueve el riesgo de sufrir enfermedades cardiacas. (Bayley, 1984). En la Figura 2.1 mostrada más adelante se puede observar el perfil de ácidos grasos de los principales aceites existentes. 12 Figura 2. 1. Perfil de ácidos grasos de los principales aceites. 2.2. Degradación de los aceites o lípidos Los lípidos poseen grandes enemigos, los cuales desencadenan una serie de reacciones de degradación en los mismos. Podemos resumirlos principalmente por tres factores fundamentales, los cuales se nombran a continuación: 2.2.1. Lipólisis o Hidrólisis La hidrolisis de los enlaces éster de los lípidos (lipólisis) se produce por acción enzimática o por calentamiento en presencia de agua y tiene por consecuencia la liberación de ácidos grasos libres. La liberación, por hidrólisis, de ácidos grasos de cadena corta es la responsable de la aparición de sabores a rancio (rancidez hidrolítica) en la leche cruda. Algunos sabores típicos de los quesos se deben a la adición intencionada de lipasas microbianas y lácteas. A diferencia de las grasas animales, los aceites de las semillas maduras pueden haber sufrido una hidrólisis importante antes de la recolección; son entonces relativamente ricas en ácidos grasos libres, por lo que la mayoría de los aceites vegetales se someten, una vez extraído, a la neutralización con álcalis. 13 La lipólisis o hidrólisis es una de las reacciones principales producidas durante la fritura profunda de los alimentos, debido a la gran cantidad de agua que estos aportan y a las temperaturas relativamente altas a las que se somete la grasa (Fennema, 2000). El enriquecimiento en ácidos grasos libres durante la fritura suele acompañarse de un descenso en el punto de humo y en la tensión superficial del aceite, así como de una merma de calidad del producto frito. Los ácidos grasos libres, son más susceptibles a la oxidación que cuando se encuentran esterificando al glicerol. Reacción de Hidrólisis: Agente Superficial Aceite + Agua . Ácidos Grasos Libres (FFA) + Glicéridos Calor + Otros productos Agentes superficiales posibles: Soda Caustica. Productos de oxidación y otros ácidos grasos libres. 2.2.2. Auto-oxidación La oxidación de los lípidos es una de las causas principales del deterioro de los alimentos. Produce profundas preocupaciones económicas en la industria alimentaria, porque da lugar a la aparición de sabores y olores anómalos, en los alimentos que contienen grasas. Las reacciones oxidativas rebajan además la calidad nutritiva del alimento y generan ciertos productos de oxidación potencialmente tóxicos. Generalmente se cree que la “auto-oxidación”, es decir, la reacción con el oxigeno molecular vía un mecanismo sub catalítico, es la principal de las reacciones implicadas en el deterioro oxidativo de los lípidos. La reacción de auto-oxidación de las grasas y aceites, tiene lugar mediante reacciones en cadena. Esto provoca una degradación y alteración de los caracteres organolépticos del alimento: Pérdida de aroma y sabor (flavor) característico y desarrollo de otros aromas y sabores típicos de la rancidez. Decoloración de los pigmentos y aparición de sustancias coloreadas no deseables. Cambios en la textura. 14 Pérdida del valor nutricional por destrucción de vitaminas A, D, E y de los ácidos grasos esenciales. Formación de productos de degradación potencialmente tóxica. Sin embargo, lo que el consumidor o catador denomina como sabores y olores a rancio no siempre son provocados por una oxidación, sino que pueden desarrollarse por otros factores y reacciones como: Absorción de aromas extraños. Acción de microorganismos. Acción enzimática. El mecanismo de la auto-oxidación empieza en las zonas de instauración de las grasas o aceites, ya que son las más susceptibles. Las reacciones que tienen lugar, se producen a través de radicales libres, y siguen una secuencia ordenada básicamente en tres pasos: a) Iniciación o Inducción: En esta parte se forman radicales de peroxi (RO2*), alcoxi (RO*) o alquilo (R*), que quedan libres y sustraen átomos de hidrógeno, especialmente activados, del resto de ácidos grasos. Los compuestos formados en esta fase no tienen sabor ni olor, y por consiguiente no cambian las propiedades gustativas del alimento, pero son muy inestables y tienden a reaccionar rápidamente dando lugar a la fase de propagación. b) Propagación: A partir de los radicales, obtenidos en la fase de iniciación, tienen lugar una serie de reacciones encadenadas, con diferente velocidad de reacción. Este proceso de propagación es auto catalítico, ya que los productos de estas reacciones dan lugar a nuevos radicales libres durante la fase de propagación. Esta fase necesita de la presencia de oxígeno y de un cierto grado de humedad, y da lugar a una serie de productos intermedios causantes de los olores y sabores que se aprecian en las grasas rancias. c) Finalización: Los diferentes radicales libres (R*) reaccionan entre sí formando dímeros (RR), hidroperóxidos (ROOH), y peróxidos (ROOR); la ruptura de estos últimos genera compuestos más estables como aldehídos y cetonas responsables del olor rancio de las grasas. Finalmente, las reacciones que tienen lugar se presentan en la Tabla 2.1. 15 Tabla 2. 1. Mecanismo de reacción en la auto-oxidación. Iniciación Formación de radicales libres reactivos RO2* ; R* ; RO* Propagación Finalización R* + O2 RO2* RO2* + RH ROOH + R* R* + R* RR RO2* + R* ROOR ROOH RO* + OH * Para que tenga lugar la primera reacción de iniciación hace falta un activador o pro oxidante, que tiene una acción justamente opuesta a la de los antioxidantes. Ciertos metales, aún sólo presentes en trazas, son pro oxidantes enérgicos. El cobre es uno de ellos, por ésta razón el bronce y otras aleaciones a base de cobre no deben estar nunca en contacto con grasas. El hierro en forma soluble tiene efectos parecidos aunque no tan fuertes. Para eliminar trazas de elementos metálicos en grasas existentes operaciones tecnológicas como el blanqueo, empleo de agentes “de barrido” o “quelantes” (cuando se usan junto con antioxidantes se llaman agentes sinérgicos). (Fennema,2000) Factores que afectan la oxidación lipídica de los alimentos. El deterioro por auto-oxidación de los alimentos puede darse en diferentes medidas, pero va a estar afectado específicamente por los siguientes elementos: Composición de ácidos grasos del alimento: Grado de instauración: Los ácidos grasos más insaturados se oxidan a mayor velocidad, ya que el doble enlace se ve más afectado por el oxígeno. La autooxidación de los ácidos grasos saturados es sumamente lenta; a temperatura ambiente, permanecen prácticamente inalterados cuando es perfectamente detectable el enrancimiento en los insaturados. A temperaturas elevadas, los ácidos grasos saturados pueden oxidarse a velocidades significativas. Posición de los dobles enlaces: Los ácidos grasos con dobles enlaces no conjugados. 16 Composición en ácidos grasos de los triglicéridos: la velocidad de oxidación de los triglicéridos depende más de su composición en ácidos grasos que de su total de instauración. Se puede suponer que la velocidad relativa de oxidación del triglicérido corresponde a la suma de las velocidades de oxidación de sus tres ácidos grasos. La temperatura: Toda reacción química se ve acelerada por el efecto de la temperatura, lo mismo ocurre con la auto-oxidación lipídica. Importante tenerlo en cuenta en los aceites de fritura y durante el almacenamiento de los productos ricos en grasa. Ácidos grasos libres y acilgliceroles: Los ácidos grasos se oxidan a velocidades superiores si están libres que cuando forman parte de acilgliceroles. En aceites industriales, la presencia de grandes cantidades de ácidos grasos libres permite la incorporación de trazas de metales catalíticos, que proceden de los tanques de almacenamiento y esto aumenta, por lo tanto, la velocidad de oxidación de los lípidos. Área superficial: La velocidad de oxidación de los alimentos aumenta en proporción directa al área de superficial del lípido expuesta al aire. Concentración y actividad de los pro y antioxidantes que contenga el alimento: Los metales que poseen dos o más estados de valencia y un potencial de oxidación-reducción adecuado (Por ejemplo: cobalto, cobre, hierro, manganeso y níquel), son pro-oxidantes muy eficaces. Incluso a concentraciones bajas, disminuye el periodo de inducción y aumenta la velocidad de oxidación. Cantidades de metales pesados son cotidianos en los aceites comestibles; llegan a ellos procedentes del suelo en el que ha crecido la semilla oleaginosa, de los animales o de los componentes metálicos del equipo utilizado en el procesado o en el almacenamiento. Concentración de Oxigeno: A concentraciones muy bajas de oxigeno, la velocidad de oxidación es aproximadamente proporcional a su concentración. Superficie del alimento que entra en contacto con el oxígeno. Condiciones de almacenamiento del alimento: temperatura, humedad, permeabilidad al oxígeno del envase, etc. 17 2.2.3. Descomposición térmica El calentamiento de los alimentos produce diversas modificaciones químicas, algunas de las cuales pueden tener repercusiones importantes en el aspecto, el flavor, el valor nutritivo y la toxicidad de los mismos. Durante el calentamiento, los nutrientes no solo sufren reacciones de descomposición sino que también pueden interaccionar entre sí de formas extremadamente complejas, para generar numerosos compuestos nuevos (Fennema, 2000). La química de la oxidación lipídica a temperaturas elevadas es complicada, dado que simultáneamente ocurren reacciones termolíticas y oxidativas. Tanto los ácidos grasos saturados como los insaturados se descomponen químicamente al exponerse al calor en presencia de oxigeno. 2.2.3.1. Reacciones oxidativas térmicas de los esteres de los ácidos grasos insaturados Los ácidos grasos insaturados son más susceptibles a la oxidación que los saturados. A temperaturas elevadas, su descomposición oxidativa es muy rápida. Las grasas sometidas a tratamientos térmicos, se han aislado numerosos productos de descomposición. Los mayoritarios entre los generados a temperaturas elevadas se producen típicamente por auto-oxidación a la temperatura ambiente. Sin embargo, a temperaturas elevadas, la descomposición de los hidroperóxidos y las oxidaciones secundarias tienen velocidades extremadamente rápidas. 2.3. Determinación de la estabilidad de una grasa Hay diferentes tipos de ensayos para determinar la estabilidad de una grasa. Como ya se ha mencionada anteriormente el termino rancidez se refiere a malos olores y sabores derivados de la lipólisis (rancidez hidrolítica) o de la oxidación o también llamada auto-oxidación de los lípidos (rancidez oxidativa). Ambas reacciones generan cambios químicos y físicos (Fennema, 2000). En la auto-oxidación, durante los primeros estados de esta reacción auto catalítica de radicales libres, la posición de los dobles enlaces en las grasas insaturadas van cambiando, y se producen los hidroperóxidos, los cuales conocemos como los productos primarios de la oxidación. Posteriormente, continúa el proceso oxidativo y se generan: aldehídos, cetonas, ácidos orgánicos e hidrocarbonos; los cuales corresponden a los productos secundarios del proceso. Muchos métodos han sido desarrollados para medir los diferentes componentes que se generan durante la degradación del aceite, sin embargo no hay ningún método que permita seguir simultáneamente todos los eventos oxidativos, ni que pueda resultar igualmente útil en todas las 18 grasas, todos los alimentos y todas las condiciones de procesado. Una sola prueba, puede hacer un seguimiento solo de unos pocos cambios, en sistemas específicos y bajo determinadas condiciones; por lo tanto es sumamente importante y recomendado que dos o más métodos sean utilizados para obtener un entendimiento mucho mas completo de la degradación. Cada método tiene sus ventajas e inconvenientes, pero todos los que se emplean pretenden tener unos valores comparativos y acelerados de la posible estabilidad de la grasa, aceite o del alimento con fase grasa. Figura 2. 2. Variación de las cantidades de reactantes y productos en la reacción de oxidación lipídica en función del tiempo. A continuación se nombran varios de los métodos utilizados: 2.3.1. Índice o Valor de Peróxidos Los peróxidos o hidroperóxidos son los principales productos iniciales de la auto-oxidación. Pueden medirse mediante técnicas basadas en su capacidad de liberar yodo a partir del yoduro potásico (yodometría). La grasa es disuelta en ácido acético glacial, posteriormente se agrega ioduro de potasio en exceso, con lo cual reacciona el peróxido y se libera el iodo (Nielsen, 2009). Finalmente la solución es tratada con tiosulfato de sodio, usando almidón como indicador. A continuación se ilustra las reacciones antes descritas: ROOH + 2KI I2 + Almidón + 2Na2S2O3 ROH + I2 + K2O 2NaI + Starch + Na2S4O6 19 O de oxidar los iones ferrosos a férricos (método del tiocionato): ROOH + Fe2+ ROH + HO + Fe3+ Finalmente, el índice es calculado con la siguiente fórmula: [ ] ( ) ( ) Donde: S = Muestra, ml B = Blanco, ml N = Normalización de la solución de Na2S2O3 Este índice se define en términos de mili equivalentes de oxigeno por kilogramo de grasa. Existen varias otras técnicas colorimétricas. Aunque puede utilizarse para seguir la formación de peróxidos es un valor muy empírico. Su exactitud es cuestionable y los resultados varían con el método específico usado y la temperatura a la que la prueba se efectué. Esta prueba solo interesa en las primeras etapas de la rancidez oxidativa, donde se producen muchos peróxidos, pero posteriormente se degradan a compuestos más estables y olorosos propios de la rancidez, por lo que la grasa puede dar un índice de peróxido cero pero estar muy degradada. Es decir, este valor alcanza un valor máximo; después declina. La cantidad de oxigeno que debe absorberse, o de peróxidos que deben formarse, para que el enrancimiento oxidativo pueda apreciarse varia con la composición del aceite (las grasas más saturadas necesitan absorber menos oxigeno para enranciarse), la presencia de antioxidantes y metales traza y las condiciones en que tiene lugar la oxidación. 2.3.2. Determinación de ácidos grasos libres (A.G.L) Los ácidos grasos libres o valor de acidez es principalmente una medida de la rancidez hidrolítica. Es una de las más utilizadas en plantas para determinar el estado de degradación de un aceite. A medida que aumenta su valor, se concluye que aumenta la degradación. Está dada por la cantidad de ácidos grasos libres presentes en el aceite y que comunican cierta acidez al medio. 20 Figura 2. 3. Mecanismo de reacción de los ácidos grasos libres. Los ácidos grasos libres se refieren al porcentaje por peso de una grasa acida específica (Por ejemplo: Ácido Oleico). El valor de acidez es definido como los mg de KOH necesarios para neutralizar los ácidos libres presentes en 1 gramo de grasa o aceite. En adición a los ácidos grasos libres, el ácido de fosfato y aminoácidos también contribuyen a la acidez. (Nielsen, 2009). El procedimiento para determinarlos es algo simple; una muestra de grasa es neutralizada con etanol y se utiliza fenolftaleína como indicador. Posteriormente la muestra es titulada con NaOH. El porcentaje de ácidos grasos libres se calcula con la siguiente ecuación: ( ) ( ) 2.3.3. Índice o Valor de Iodo El valor de iodo es una medida del grado de instauración de las grasas y aceites (Guerra et al 2009). El número de enlaces dobles carbono-carbono no saturados presentes en relación con la cantidad de grasa o aceite. El índice de iodo se define como los gramos de iodo que son absorbidos en 100 gramos de muestra. Se determina haciéndola reaccionar con una disolución de mono cloruro de iodo, en una mezcla de ácido acético y Cl4C, liberando el exceso de iodo con IK y titulándolo con S2O3Na2 21 (Método de Wijs). En el método de Hanus, en lugar de mono cloruro de iodo, se utiliza bromuro de iodo como reactivo. Para medir la reducción de los ácidos dienóicos a lo largo de la autooxidación, se emplea a veces el descenso del índice de iodo. Finalmente el valor de Iodo es determinado mediante la fórmula: ( ) ( ) ( ) Donde: B = Titulación del blanco en mililitros. S = Titulación de la muestra en mililitros. N = Normalidad de la solución de tiosulfato de sodio. 2.3.4. Dienos Conjugados El termino dienos conjugados hace referencia a dos dobles enlaces separados por un enlace simple. Esta estructura es inusual en Ácidos Grasos Poli-Insaturados (PUFAS), ya que tienen en su estructura divinilmetano (Es decir, no son conjugados). Por lo tanto, es generalmente aceptado que la presencia de dienos conjugados (Dobles enlaces migrando a la conjugación) en los lípidos indica que la auto-oxidación de fracciones de ácidos grasos ha ocurrido (Banni, 1994). Los Dienos Conjugados son productos primarios del proceso de oxidación formados por reordenamiento de los dobles enlaces de los ácidos grasos insaturados. (Wrolstad et al 2000) Al oxidarse los ácidos grasos poli-insaturados, se conjugan sus dienos y este cambio puede medirse al UV 232nm. En este análisis ocurre lo mismo que con el índice de peróxidos, que el valor aumenta al principio pero llega a un equilibrio o meseta ya que se forman compuestos de Dies-Alder. Finalmente los dienos conjugados pueden ser medidos a través de la ecuación: ( ( Donde: Ccd = Concentración de CD en mmol/ml ) ) ( ) 22 A233 = Absorbancia de la solución lipídica a 233nm = Es la absorbancia (coeficiente de extinción) del hidroperóxido del ácido linolénico (2.525 4 * 10 M-1*cm-1) L = es la longitud de la cubeta de cuarzo en cm. 2.3.5. Índice de p-anisidina El índice de anisidina es una medida de los productos de oxidación secundarios, durante el procesamiento de los aceites. Nos indica el historial del aceite ya que aumenta en oxidaciones avanzadas; es decir, si aumenta, aumenta la oxidación (Wrolstad et al 2000). Se define por convención como 100 veces la densidad óptica medida a 350 nm en una cubeta de 1 cm de solución conteniendo 1 g de aceite en 100 ml de una mezcla de solvente y reactivo. De esta manera, se determina la cantidad de aldehídos (principalmente 2-alquenales y 2.4dienales) en grasas animales y aceites vegetales, por la reacción en presencia de una solución de ácido acético, de compuestos aldehídos de un aceite y p-anisidina produciendo un color amarillento, y luego midiendo la absorbancia a 350 nm. La absorción molar a 350 nm aumenta cuando el aldehído tiene un doble enlace conjugado con el doble enlace del grupo carbonilo, por lo que el índice es sobre todo una valoración de los 2- alquenales. Es una determinación que se correlaciona bien con la formación de polímeros y compuestos polares (Thompkins y Perkins, 1999) y por ello se podría convertir en una excelente técnica para el control de calidad rutinario de los aceites de fritura. Para calcular el valor de anisidina se utiliza la siguiente fórmula: ( ) ( ) ( ) Donde: As = Absorbancia de la solución aceitosa después de la reacción con el reactivo p-anisidina. Ab = Absorbancia de la solución m = Peso de la muestra de aceite. El valor de anisidina es ampliamente utilizado en Europa. 23 2.3.6. Análisis sensorial de los alimentos Detrás de cada alimento que nos llevamos a la boca existen múltiples procedimientos para hacerlos apetecibles y de buena calidad para el consumo. Uno de estos aspectos es el análisis sensorial, que consiste en evaluar las propiedades organolépticas de los productos; es decir, todo lo que se puede percibir por los sentidos y determinar su aceptación por el consumidor. El análisis sensorial de los alimentos es el análisis estrictamente normalizado de los alimentos que se realiza con los sentidos. Se emplea la palabra “normalizado”, porque implica el uso de técnicas específicas perfectamente estandarizadas, con el objeto de disminuir la subjetividad en las respuestas. Las empresas lo usan para el control de la calidad de sus productos, ya sea durante la etapa del desarrollo o durante el proceso de rutina. Por ejemplo: si se cambia de insumo es necesario verificar si esto afecta las características sensoriales del producto y por ende su calidad. Ese es un buen momento para hacer un análisis y cotejear entre el producto anterior y el nuevo. La herramienta básica que se emplea para el análisis sensorial son las personas. En lugar de utilizar una maquina, el instrumento de medición es el ser humano, por lo que se toman todos los recaudos para que la respuesta sea objetiva. Teniendo en cuenta la subjetividad de cada individuo, la objetividad en las respuestas se logra a través de un entrenamiento intensivo de quienes actuaran como evaluadores sensoriales. También cuenta la forma en que se realice el análisis. Esto es, el diseño experimental, que debe respetarse para evitar errores psicológicos vinculados con la presentación de muestras que luego evaluaran estas personas; el lugar de trabajo, que debe ser apropiado, la forma de preparar y presentar las muestras. Es imprescindible utilizar balanzas, instrumentos de medición adecuados y frascos codificados. Los métodos de entrenamiento de los evaluadores, así como los destinados a realizar los análisis provienen de técnicas de ensayos psicofísicos para estudiar los sentidos. Cada técnica tiene un objetivo y una forma de hacerla, y todo se ajusta a esos parámetros porque lo han elaborado y probado equipos de psicólogos, sociólogos, técnico de alimentación, fisiólogos y estadísticos; en definitiva, es un trabajo multidisciplinario. En general, cualquier persona puede ser evaluadora, no es necesario que sean personas súpersensitivas. Todas las personas tienen sensibilidades diferentes o sufren de alguna incapacidad sensorial; por ejemplo: para oler determinadas moléculas, porque nuestro sistema neurológico no lo permite. Por eso es tan importante trabajar con un grupo de evaluadores o lo que habitualmente se denomina: “Panel de Evaluación Sensorial”. Lo que no puede oler uno, lo huele el otro. 24 2.3.6.1. Tipos de análisis sensoriales Se habla de tres grandes grupos: Descriptivo, discriminatorio y del consumidor. También existen métodos rápidos de control de calidad como los que se utilizan en las líneas de producción. Análisis descriptivo: Consiste en la descripción de las propiedades sensoriales (Parte cualitativa) y de su medición (Parte cuantitativa). Es el más completo. Para la primera etapa se trata de ver qué nos recuerda y cómo se describe cada olor. A medida que transcurre el entrenamiento, la persona reconoce ese olor e inmediatamente lo describe. Es decir, se agiliza el proceso mental “estimulo-respuesta”. En tanto, la segunda parte está basada en aprender a medir. Es un entrenamiento con escalas. Por ejemplo: ante un jugo con olor a mandarina, se mide la intensidad de ese olor en una escala del 0 al 10. Análisis discriminativo: Es utilizado para comprobar si hay diferencias significativas entre productos, y la consulta al panel es cuánto difiere de un control o producto típico, pero no son sus propiedades o atributos. Se hace un juicio global. Por ejemplo: ante una muestra A y una muestra B y C, donde dos son iguales y una tercera es diferente, cuál es distinta. Test del consumidor y sus diferencias con respecto a 1 y 2: También llamado “Test hedónico”, en este caso se trabaja con evaluadores no entrenados y la pregunta es si les agrada o no el producto. El consumidor debe actuar como tal. Lo que sí se requiere, según la circunstancia, es que sea el consumidor habitual del producto que está en evaluación. Contrariamente, a los evaluadores que realizan control de calidad nunca se les consulta si el producto es de su agrado. Sólo tienen que decir si son distintos, si no difieren, si son dulces, si son amargos. El hedonismo se deja aparte, porque ellos actúan como un instrumento de medición. 2.3.6.2. Cantidad de personas necesarias para testear un producto a) Análisis descriptivo: el panel no es mayor de 10 personas, debido a la dificultad de entrenar a una mayor cantidad. b) Análisis discriminativo: Se emplean como mínimo 20/25 personas, dependiendo del tipo de ensayo. 25 c) Test del consumidor: Para que los resultados sean válidos se requieren numerosas respuestas, por lo que se trabaja por lo menos con 80 personas. Finalmente, la sala de evaluación debe constar de cabinas separadas con tabiques, lámparas con luz roja o tenue, dependiendo de lo que se quiera enmascarar. Tiene aire acondicionado y está ubicada en un área tranquila y sin olores. En este ambiente cada uno evalúa sin ver a quien está a su lado, para evitar que alguien influya en el juicio del otro. Existen métodos que nos permiten alargar la vida del aceite, evitar que estas reacciones de hidrólisis y auto-oxidación afecten en una menor medida a las grasas y lípidos. Dichos factores disminuirán la velocidad de la descomposición del aceite y nos brindaran un modo de prevenirla. Entre estos recursos y herramientas valiosas que los proveedores pueden utilizar conseguimos: Conservar el aceite en los tanques de almacenamiento bajo atmosferas de nitrógeno y añadiéndole al aceite compuestos denominados “antioxidantes” los cuales actúan de diversas formas dependiendo de su naturaleza. 2.4. Antioxidantes Los antioxidantes son sustancias que pueden retrasar el comienzo o reducir la velocidad de oxidación de las sustancias auto-oxidables. Existen cientos de compuestos, naturales y sintéticos, con propiedades antioxidantes, aunque para su empleo en los alimentos deben cumplir ciertas exigencias, entre ellas la de superar las pruebas de inocuidad. Los principales antioxidantes liposolubles ordinariamente utilizados en los alimentos son fenoles, monohídricos o polihídricos, con diversos sustituyentes en el anillo. Para que su eficacia sea máxima, los antioxidantes primarios se suelen utilizar en combinación con otros antioxidantes fenólicos, o con diversos agentes secuestradores de metales. Aunque se conocen bastante bien los mecanismos a través de los cuales muchos antioxidantes estabilizan las grasas o aceites en estado puro, aún se desconocen numerosos aspectos de su acción en los alimentos complejos. 2.4.1. Eficacia y mecanismo de acción Una sustancia puede retrasar la reacción de auto-oxidación si inhibe la formación de radicales libres en la fase de iniciación o si interrumpe la cadena de propagación de radicales libres. La iniciación de radicales libres puede retrasarse mediante el uso de sustancias que descompongan los peróxidos, de agentes que completen los metales o de inhibidores del oxigeno singulete. 26 Eliminar las trazas de peróxidos y de iniciadores metálicos es muy difícil, por lo que las investigaciones se han dirigido hacia el empleo de aceptadores de radicales libres. Existen diferentes mecanismos propuestos de reacción para los antioxidantes: 1) El primer estudio cinético detallado de la acción de los antioxidantes fue llevado a cabo en 1947 por Bolland y ten Have, utilizando un sistema constituido por linoleato de etilo e hidroquinona, como “inhibidor”. Postularon que los antioxidantes inhibían la reacción en cadena actuando como donadores de hidrogeno o aceptadores de radicales libres y concluyeron que el aceptador de radicales libres (AH) reaccionaba fundamentalmente con los radicales ROO° y no con los R°. ROO° + AH → ROOH + A (2.7)° Concluyeron además que el número más probable de cadenas de oxidación terminadas por una molécula de inhibidor era 2 y que la reacción podía considerarse, por tanto, como una reacción en dos etapas. 2) Otros autores han sugerido diferentes mecanismos de oxidación: por ejemplo que el radical libre intermedio, AH°, forme productos estables por reacción con un radical RO2° o que se forme un complejo entre el radical RO2° y el antioxidante (inhibidor), que va seguido de la reacción del complejo con otro radical RO2°, para rendir productos estables: RO2° + inh ° → [RO2 - inh°] (2.8) [RO2 - inh°] + RO2° → Productos estables (2.9) Aunque todas las reacciones precedentes puedan estar teniendo lugar, el mecanismo básico y más importante es el originalmente propuesto por Bolland y ten Have, que puede visualizarse como una competencia entre la “reacción con el inhibidor” ROO° + AH → ROOH + A° (2.10) Y la reacción de propagación en cadena: RO2° + RH → ROOH + R° (2.11) La eficacia de un antioxidante está relacionada con numerosos factores, entre ellos: La energía de activación. Las constantes de velocidad. 27 El potencial de oxidación reducción. La mayor o menor facilidad de destrucción o perdida del antioxidante. Las propiedades de solubilidad. La eficacia de un antioxidante se ve influida, además: Por su capacidad de retrasar o frenar la reacción en cadena. Por su solubilidad en la grasa. Por su volatilidad. La solubilidad afecta a la accesibilidad a los radicales peroxi y la volatilidad a su persistencia a lo largo del almacenamiento o el tratamiento térmico. 2.4.2. Elección del antioxidante Los diversos antioxidantes difieren sustancialmente en eficacia cuando se utilizan en distintos tipos de grasas o de alimentos que las contienen o cuando estos alimentos se someten a diferentes condiciones de manipulación y procesado; estas diferencias se deben a su distinta estructura molecular. En la elección de un antioxidante, no solo debe tenerse en cuenta la potencia del mismo para un determinado uso, sino también otros factores, como por ejemplo: La facilidad de su incorporación a los alimentos. Su resistencia a los tratamientos a que estos van a ser sometidos. Su sensibilidad al pH. Su tendencia a producir decoloraciones o aromas extraños. Su disponibilidad y su costo. Existen dos situaciones básicas que exigen diferentes tipos de antioxidantes: 1) La primera es la que se da cuando un cociente superficie/volumen es pequeño, como ocurre en los depósitos de grasas o aceites. En este caso son más eficaces los antioxidantes cuyo balance hidrófilo-lipófilo es relativamente alto. Por ejemplo: Galato de propilo (PG) o tercbutilhidroquinona (TBHQ), porque se concentra en la superficie de la grasa donde se establece el contacto con el oxigeno molecular. 2) La segunda es aquella donde en la que la relación superficie/volumen es muy alta, como 28 sucede con las membranas de lípidos polares en los tejidos intactos de los alimentos, las micelas intracelulares de lípidos neutros y las emulsiones de grasa en agua (por ejemplo las salsas para ensalada). Son sistemas multifasicos, en los que la concentración de agua es alta y los lípidos se encuentran con frecuencia en un estado mesofásico. En estas situaciones, son más eficaces los antioxidantes mas lipófilos, como BHA, BHT, los galatos de alquilos de cadena más larga y los tocoferoles. 2.4.3. Principales antioxidantes utilizados a) Tocoferoles: Son los antioxidantes más ampliamente distribuidos en la naturaleza y los más importantes de los que naturalmente contienen los aceites vegetales. Se conocen ocho estructuras de tocoferol, todas ellas son derivados metilados del tocol: Figura 2. 4. α Tocoferol. Gran parte del tocoferol que se encuentra en los aceites vegetales sin refinar, resiste a las diferentes etapas del procesado del mismo, por lo que la cantidad final presente en ellos, resiste para la estabilidad del producto final frente al proceso frente al deterioro oxidativo. Los tocoferoles ejercen su actividad como antioxidantes a concentraciones relativamente bajas; ya que, a concentraciones altas pueden actuar como pro-oxidantes. b) Goma de Guayaco: Es el exudado resinoso de un árbol tropical. Su eficacia antioxidante es mayor en grasas animales que en aceites vegetales. c) Hidroxianisol butilado (BHA) y el Hidroxitolueno Butilado (BHT): Son muy utilizados en la industria alimentaria. Ambos son muy solubles en las grasas y exhiben escasa actividad antioxidante en los aceites vegetales, especialmente en los que son ricos en antioxidantes naturales. El BHA tiene un olor fenólico típico, que se manifiesta cuando se calienta mucho el aceite. 29 Figura 2. 5. Antioxidantes BHA y BHT. d) Butilhidroquinona terciaria (TBHQ): La TBHQ es moderadamente soluble en las grasas y escasamente soluble en agua, pero es más soluble en agua que los dos antioxidantes nombrados anteriormente. En muchos casos, es más eficaz que el resto de los antioxidantes ordinarios como protectora de los aceites poli-insaturados, refinados o no, contra la auto- oxidación y no plantea problemas de coloración o de cambios del flavor. La TBHQ resiste bien el proceso de fritura a que se someten las papas. Figura 2. 6. Antioxidante TBHQ. e) El ácido nordihidroguayaretico (NDGA): Se extrae de una planta del desierto, Larrea divaricata, es un buen antioxidante en algunas aplicaciones muy especificas, pero se usa poco por su alto costo y porque presenta cierta toxicidad. 30 Figura 2. 7. Antioxidante NDGA. 2.4.4. Descomposición de los antioxidantes Los antioxidantes sufren descomposiciones importantes, especialmente a temperaturas elevadas; generando así diversos productos de degradación. La cantidad de los productos que se genera es muy pequeña, porque también son mínimas las concentraciones de antioxidantes permitidas. Sin embargo, algunos de estos productos de degradación poseen propiedades antioxidativas. Un estudio realizado de cuatro antioxidantes calentándolos durante una hora a 185 °C, revelo que la estabilidad aparente aumenta en el orden TBHQ < BHA < PG < BHT. Esta tendencia se debe, en parte, a la de su estabilidad frente a la temperatura y, en otra, a las perdidas por evaporación (volatilidad). El PG es el menos volátil y la BHT y TBHQ son los de mayor volatilidad. 2.5. Atmósferas de nitrógeno Reducir el aire presente en los tanques donde se almacena el aceite es una de las medidas más fácilmente aplicable y que si se utiliza correctamente resulta en un aumento de la estabilidad de los aceites y grasas. (Barrera, 1998) El uso del nitrógeno en la industria de los alimentos ofrece una alternativa eficiente y en crecimiento, ya que es un método que ocasiona cambios físico-químico menos severos en comparación con otros. Además, el consumidor actual, prefiere alimentos muchos más sanos, naturales, de alta calidad, que posean vida de anaquel largo sin el uso de aditivos sintéticos; por lo que la industria alimenticia se encuentra desarrollando nuevos procedimientos para cubrir estas necesidades. 31 En la industria de aceites y grasas comestibles, la aplicación de nitrógeno se aplica en 3 áreas importantes: Materias primas Procesamiento Envasado. En la actualidad, están disponibles 3 procesos para la aplicación de nitrógeno: Blanketing: Se hace fluir una corriente de nitrógeno directo en el tanque o deposito de almacenamiento hasta conseguir una atmosfera inerte. Sparging: El nitrógeno es burbujeado directamente en el producto, para eliminar el oxigeno y vapor de agua indeseables. Flushing: Se aplica el nitrógeno, hasta que el oxigeno residual sea menor que 2%, evitando así, el desarrollo de microorganismos y minimizando las reacciones de oxidación. En procesos de producción de aceites y grasas, que serán utilizadas en la fabricación de otros productos, que requieren altas temperaturas como fritura, horneado, etc., se recomienda el uso de nitrógeno en todas las etapas, para minimizar la oxidación del aceite. Un aceite de alta calidad oxidativa es necesario para elaborar estos productos, por ejemplo, en fritura de snacks, se requieren aceites con 0.03% de ácidos grasos libres e índice de peróxido menores de 0.3 para garantizar su calidad. En el caso de productos fritos, es indispensable el uso de nitrógeno para aumentar la vida útil del producto. Existen una serie de análisis que se han realizado para demostrar la factibilidad del uso de atmosferas de nitrógeno. A continuación se muestra una tabla donde se observa la utilización de una atmosfera de nitrógeno para almacenar aceite de soja neutro y blanqueado. Los resultados obtenidos son diferentes, lo cual indicó que el proceso tiene un efecto significativo en la calidad. En la Tabla 2.2 se muestra la calidad de los productos elaborados con el aceite almacenado sin nitrógeno y con el que se le aplicó la atmósfera. 32 Tabla 2. 2. Almacenamiento de aceite de soja clarificado. Condiciones Con nitrógeno Con aire Temperatura media (°C) 23.9 23.9 Oxigeno con el espacio de cabeza (%)(media) 1.4 21 Inicial 1.0 1.0 Final (6meses) 1.5 5.0 Índice de Peróxido 2.6. Funciones nutritivas de los aceites Las grasas son una fuente de energía. Su contenido calorífico es algo más de dos veces superior al de las proteínas y carbohidratos, es decir 9kcal/g (37.7 kJ/g). Proporcionan sensación de saciedad y contribuyen a la sensación bucal de los alimentos. La fracción lipídica de la dieta proporciona los ácidos grasos esenciales (linoléico y araquidónico) y las vitaminas liposolubles (A, D, E y K). El ácido linoléico se considera que es un ácido graso que proviene de la serie omega 6 y omega 3. Sufren sucesivas desaturaciones y elongaciones, que dan origen a diversos metabolitos con importantes funciones biológicas. Se busca una estrategia nutricional que proporcione cantidades y cocientes óptimos de ácidos grasos de las series omega 6 y 3. (Green et al 2009) 2.7. Características principales de los aceites utilizados El aceite que se propone utilizar es una mezcla de dos aceites vegetales altamente utilizados en los procesos de producción industrial de alimentos. Por cuestiones de confidencialidad, esta mezcla de aceite se denominará con la letra “C”. A continuación, se especifican las características de los dos aceites que componen la mezcla propuesta, los mismos se denominan con las letras A y B. Es importante señalar que el aceite A se utiliza para fabricar el producto 1, uno de los dos productos que son materia de investigación en este proyecto. De igual forma, se especifica el aceite D, con el cual se fabrica el producto 2. 2.7.1. Aceite B Este aceite se obtiene de las semillas de la planta Helianthus annuus. En estado bruto, tiene un 33 color ambarino y, cuando se refina, lo adquiere amarillo pálido, semejante al de muchos otros aceites de semilla. El aceite B bruto contiene algunos fosfatidos y substancias mucilaginosas; pero menos que el aceite de algodón o el de maíz. Su contenido en ácidos grasos libres es semejante al de otros aceites de semillas: alrededor del 0.5% o superior. Este aceite tiene un olor típico, algo desagradable, que se elimina completamente por una desodorización con vapor. Una de las características del aceite B es que posee un índice de iodo aproximado de 130 (Bayley, 1984). El perfil de ácidos grasos del aceite C, se muestra a continuación en la Tabla 2.3. Tabla 2. 3. Composición (Porcentaje en peso) del aceite C. Ácidos Grasos Mínimo (g) Máximo (g) Palmítico 3 10 Esteárico 1 6 Oleico 20 40 Linoléico 50 70 Linolénico 0 1 Después del aceite de germen de trigo, este aceite es el más rico en vitamina E, de acción antioxidante para romper las cadenas de lípidos, las membranas y las lipoproteínas, al mismo tiempo que resulta ideal para reparar las células dañadas por los radicales libres. Además, ésta vitamina reduce la formación de coágulos sanguíneos, minimiza el daño a los nervios, reduce las arrugas, controla la respiración celular, entre otras cosas. Este aceite es la base de casi todos los aceites vegetales mezclados, y se trata de una opción económica y saludable a usar en la cocina general. Algunas personas prefieren su gusto neutral al sabor más fuerte del aceite de oliva, y su 10% de contenido de ácidos grasos omega-3 lo convierten en una alternativa útil (Arencio, 2005). 2.7.2. Aceite A El aceite A se obtiene del mesocarpio carnoso de la fruta de la palma de aceite (Elaeis guineensis). Entre sus características se tiene que posee un índice de iodo (Wijs) que está entre 50-55; además este aceite es altamente saturado, y es por esta misma razón que es de gran uso a 34 nivel industrial, ya que es ideal para resistir las altas temperaturas que se alcanzan en el proceso de fritura de los alimentos (Bayley,1984). El aceite A tiene el perfil de ácidos grasos que se muestra a continuación en la Tabla 2.4. Tabla 2. 4. Composición (Porcentaje en peso) del aceite A. Ácidos Grasos Mínimo Máximo Laurico 0,1 0,4 Mirístico 0,6 1,7 Palmítico 41 47 Palmitoléico 0 0,6 Esteárico 3 6,5 Oleico 36 45 Linoléico 6,5 12 Linolénico 0 0,6 Araquídico 0 0,8 2.7.3. Aceite D Este aceite es la porción líquida de aceite obtenida por fraccionamiento múltiple del aceite A (proviene del mesocarpio carnoso del fruto de la Elaeis guineensis) y sometido a cristalización a temperatura controlada (Bayley, 1984). La composición del aceite D se puede observar en la Tabla 2.5. Tabla 2. 5. Perfil ácidos grasos del aceite D. Ácidos Grasos Mínimo Máximo Mirístico 0,6 1,4 Palmítico 37 43 Palmitoléico 0 0,3 Esteárico 4 6 Oleico 40 44 Linoléico 10 13 Linolénico 0.1 0,3 CAPÍTULO 3 METODOLOGÍA En este capítulo se detalla la metodología usada para la obtención de los resultados requeridos. Este trabajo de investigación tuvo un enfoque cuantitativo, donde se utilizó la investigación en la literatura, recolección y el análisis de datos para estudiar la degradación de los aceites por diferentes procedimientos químicos que se explican a continuación y un enfoque cualitativo, donde también se recogieron datos que permitieron afinar preguntas de investigación para descubrir las condiciones a los cuales se realizan los procesos que involucran la obtención de los productos 1 y 2 en las plantas, así como también conocer las características de los tanques y tuberías, que permitió realizar el estudio económico del proyecto. 3.1. Descripción general de las actividades realizadas. Las actividades llevadas a cabo para realizar el proyecto consistieron en un principio, en la búsqueda de información relacionada con el tema. Seguido de visitas a las plantas para conocer los procesos de producción de los productos en estudio 1 y 2, así como también recolectar información en dichas plantas con la ayuda del personal correspondiente en los departamentos de: Calidad, planeación, compras, ingeniería y mantenimiento; para identificar la estructura física que rodea a los aceites: Los tanques y las tuberías para evaluar el gasto económico que requiere el proyecto. Seguidamente, se realizaron en planta la obtención a nivel de laboratorio, de las muestras tanto de aceite como de producto, para cumplir las pruebas correspondientes. 3.1.1. Obtención de las muestras del producto 1 y del aceite para posterior análisis Se partió de dos muestras diferentes de aceite: C y A. Las dos muestras se sometieron al mismo procedimiento experimental, bajo las mismas condiciones: Calentamiento durante un tiempo de 5 horas continuas a una temperatura de 180 °C, con esta temperatura se simulaba la utilizada en la planta, en las líneas de producción. Durante este periodo se realizó la fritura del producto 1, como se describe a continuación: 36 En primer lugar se seleccionó la materia prima que estuviese más verde. De forma manual se extrajo la concha de la materia prima y con la ayuda de una rebanadora se obtuvo las rodajas en forma redonda. A continuación se utilizó un medidor de espesor tipo carátula, con el cual se midió el grosor de las hojuelas a freír, para corroborar que estuviesen dentro de los parámetros especificados. Para simular los procesos en planta se limpiaron las rebanadas con agua y se secaron posteriormente para disminuir la cantidad de agua en la hojuela. Se calentó el aceite hasta alcanzar la temperatura máxima en el freidor: 180°C, se trató de mantener la temperatura constante durante todo el proceso de freído. A continuación se estudió el tiempo de residencia de las hojuelas en el freidor; para ello se utilizó un cronometro, con el cual se registró el tiempo en el cual las hojuelas alcanzaran las crocancia, color y cocción deseada. Luego de fijado el tiempo, se procedió a freír la cantidad de producto 1, necesario para realizar la prueba de Dúo-Trío. Aproximadamente 700g de producto 1, frito en hojuelas. Es importante recalcar que cuando las hojuelas estaban dentro del freidor, estas eran movidas manualmente con ayuda de un utensilio de cocina, y cuando estaban un poco cocidas se procedía a sumergirlas totalmente en el aceite. Una vez que alcanzó las características deseadas; las hojuelas eran extraídas del freidor; se dejaban escurrir para eliminar el excedente de aceite en las mismas. Al tener la cantidad requerida de producto, se sazonó y empacaron las hojuelas en bolsas, aproximadamente 7 hojuelas por bolsa (10g en total). Se cerraron las bolsas con ayuda de una selladora. Durante el desarrollo de ésta prueba se recolectó 6 muestras de aceite por lapsos de 1 hora en el orden que se describe a continuación: Primera muestra: Se retiró 100cc de aceite antes de someterlo a calentamiento. (t0) Segunda muestra: Se retiró 100cc de aceite al finalizar la primera hora de fritura. (t1) Tercera muestra: Se retiró 100cc de aceite al finalizar la segunda hora de fritura. (t2) 37 Cuarta muestra: Se retiró 100cc de aceite al finalizar la tercera hora de fritura. (t3) Quinta muestra: Se retiró 100cc de aceite al finalizar la cuarta hora de fritura (t4) Sexta muestra: Se retiró 100cc de aceite al finalizar la quinta hora de fritura (t5) A continuación, en la figura 3.1 se observa el resumen del procedimiento para obtener el producto 1: Se preparó la mezcla de aceite necesaria para la prueba. Composición del aceite: 80% C- 20% A Se rebanó la materia prima cuidando que el espesor de las ruedas estuviesen dentro de especificaciones. Las mismas se limpiaron con agua y secaron para extraer la humedad Se realizaron varias pruebas para determinar el tiempo de residencia de las hojuelas en el freidor: 50segundos finalmente. Para conservar las características de la línea, se calentó el aceite hasta 180 °C. Temperatura máxima a la cual llega el freidor Se frieron las hojuelas. Las misma eran movidas y hundidas en el aceite. De esta manera se disminuye el tiempo de residencia en el mismo Se extrajeron del freidor una vez que alcanzaban las características deseadas. Se secaban para extraer el aceite y se sazonó y empacó. Figura 3. 1. Procedimiento para obtener el producto 1. Las muestras de aceite obtenidas fueron analizadas en dos lugares: a) Laboratorio de Calidad de Planta PepsiCo, ubicada en Santa Cruz: Aquí se realizaron dos de los análisis totales en todas las muestras Índice de peróxido Índice de ácidos grasos libres b) Laboratorio de “Química de Alimentos” de la Universidad Simón Bolívar: Aquí se realizaron los análisis restantes. Índice de Yodo Índice de p-anisidina Dienos conjugados. 38 Las muestras del producto 1 que fueron guardadas en bolsas y sazonadas, se utilizaron posteriormente para realizar el análisis sensorial del producto, el cual se realizó en el “Laboratorio de Investigación y Desarrollo” de la planta de PepsiCo en Santa Cruz de Aragua. 3.1.2. Obtención de las muestras de Producto 2 para realizar el análisis sensorial El proceso descrito a continuación se realizó con los dos aceites: A y C En primer lugar se recolectó en la línea la base que conforma el Producto 2 correspondiente para realizar la prueba. Aproximadamente 366g de base. Se pesaron las cantidades necesarias de: Sazonador, sal y aceite. Estos tres ingredientes conforman el Slurry. A continuación se mezcló en un tambor giratorio el Slurry con la base, verificando que todo el Slurry quedara uniformemente distribuido en la base. Una vez colocado el Slurry se dejó en el mezclador por más tiempo, para asegurar la uniformidad, se empacó el producto en bolsas. Este producto, se utilizó para realizar el análisis sensorial con el panel experto. Dicha prueba se realizó en el mismo “Laboratorio de Investigación y Desarrollo” de la planta PepsiCo ubicada en Santa Cruz del estado Aragua. Se presenta el procedimiento resumido en la figura 3.2. Se recolectó en la línea aproximadamente 366g de base de producto 2 Se mezclaron todos los ingredientes, hasta lograr una mezcla uniforme Se procedió a preparar el Slurry. Las pruebas se hicieron tanto con el aceite prueba C, como con el aceite control D Utilizando un tambor mezclador, se combinó el Slurry con la base correspondiente de producto 2 Se pesaron las cantidades necesarias de: Sazonador, sal y aceite Finalmente, se empaco el producto necesario para realizar la prueba con el panel interno. Figura 3. 2. Procedimiento para obtener el producto 2. 39 3.2. Determinaciones analíticas A continuación se describen las técnicas y procedimientos experimentales a nivel de laboratorio para estudiar la degradación de los aceites. Por motivos de costo, de disponibilidad de los reactivos y de los equipos, todas las pruebas descritas a continuación se realizaron por duplicado sobre la muestra de aceite. De igual manera, los resultados obtenidos fueron bastante aproximados entre sí, pero; bajo un ámbito ideal, se realizarían 3 análisis por muestra de aceite. 3.2.1. Valor de peróxido Para su realización se utilizó el procedimiento experimental descrito por PepsiCo C.A, del departamento de Calidad de la planta. Equipos utilizados: Vasos precipitados. Balanza analítica. Pipeta graduada. Bureta. Procedimiento Experimental: Se pesaron en una balanza analítica 10.00 ± 0.05gr de aceite nuevo o usado Se adicionó 50ml de la solución Cloroformo / Ácido Acético y mezcle Luego se agregó 1ml de yoduro de potasio saturado y se agito durante 1 minuto Se adicionaron 100ml de agua destilada. Agite Posteriormente se 2ml de almidón al 1% y agite. A continuación, se tituló la mezcla anterior con Tiosulfato de Sodio 0.01N Finalmente, se agitó, hasta la desaparición del color presente. 3.3.2. Determinación de Ácidos Grasos Libres (A.G.L.) Para su realización se utilizó el procedimiento experimental descrito por PepsiCo C.A, del departamento de Calidad de la planta. 40 Equipos utilizados: Balanza analítica. Cilindro graduado. Gotero. Estufa. Vaso Precipitado Bureta. Procedimiento Experimental: Se pesó en la balanza analítica la muestra de aceite dependiendo de su naturaleza: 14.1g para aceite usado y 28.2g para aceite nuevo Se midió 50ml de etanol Se agregó de 4-6 gotas de fenolftaleína y se colocó gota a gota la cantidad suficiente de Hidróxido de Sodio hasta la aparición de un color rosado. Luego, se vertió el alcohol neutralizado en la muestra de aceite. Se calentó por 1minuto, a 100°C aproximadamente. A continuación, se tituló con Hidróxido de Sodio (Hasta la aparición de un color rosado persistente por más de 30 segundos) Se tomó la lectura del reactivo gastado Usar factor (Multiplicar) según la naturaleza del aceite: 0.1 aceite nuevo y 0.2 aceite usado. 3.3.3. Índice de Yodo por el método de Wijs Para la realización de este procedimiento se utilizo lo indicado en la Norma Venezolana COVENIN 324:2001. Equipos: Balanza analítica. Baño controlado térmicamente. 41 Frascos Erlenmeyer, con tapón esmerilado. Bureta. Vasos precipitados. Pipetas. Balones aforados. Reactivos: Cloroformo (CHCl3) Ácido clorhídrico (HCl) Solución de almidón al 1%. Preparar una pasta con 1g de almidón y agua destilada y completar a 100ml con agua destilada hirviente, agitar y enfriar. Descartar la solución cuando el viraje del azul a incoloro deje de ser acentuado. Solución de yoduro de potasio al 15%. Disolver 15g de yoduro de potasio (KI) p.a en 80ml de agua destilada y completar a 100ml. Solución de dicromato de potasio (k2Cr2O7) 0,1 N. Disolver 4,9035g de dicromato de potasio finamente pulverizado y secado en agua destilada y llevar a volumen de 1litro. Solución de tiosulfato de sodio (Na2S2O3) 0,1N. Disolver 24,8 g de tiosulfato de sodio en agua destilada y completar a 1 litro. Normalización: transferir con pipeta volumétrica 25ml de solución de dicromato de potasio 0,1N a un frasco Erlenmeyer de 250ml. Agregar 5ml de ácido clorhídrico y 10ml de ioduro de potasio al 15% y mezclar. Dejar reposar durante 5 minutos y agregar 100ml de agua destilada. Titular con solución de tiosulfato de potasio, agitando continuamente hasta que el color amarillo haya casi desaparecido, agregar 0.5 ml de la solución de almidón al 1% y continuar titulando lentamente hasta que el color azul haya desaparecido completamente. La concentración de la solución de tiosulfato se expresa en términos de su normalidad. ( ) 42 Solución de reactivo de Wijs p.a Procedimiento experimental: Se verificó que la muestra a ensayar estuviese limpia y transparente. Cada ensayo comprendió dos determinaciones sobre la muestra y dos determinaciones en blanco, efectuando las operaciones en forma tal que medie entre ellas el menor tiempo posible y en el siguiente orden: 1: blanco 2: muestra 3: muestra 4: blanco Se pesó en un vaso de precipitado de 1ml la cantidad de muestra indicada en la tabla 1 con la precisión que se indica en la misma. Se introdujo cuidadosamente el vaso de precipitado con la muestra pesada en un Erlenmeyer de 500 ml con tapón esmerilado y se agregó 20ml de cloroformo. Se añadió 25ml de la solución de Wijs y se agitó suavemente. Luego, se almacenaron los frascos en un lugar oscuro durante 30 minutos a una temperatura de 25 °C. A continuación se añadió 20ml de solución de ioduro de potasio al 15% y 100ml de agua destilada. Finalmente, se tituló con solución de Tiosulfato de sodio 0.1N agregándole lentamente y agitando constantemente hasta que el color amarillo casi desapareció. Se agregó 0.5ml de solución indicadora de almidón y se continuó titulando hasta que el color azul hubiera desaparecido. En este caso, por sugerencia del técnico del laboratorio y siguiendo los procedimientos utilizados en el laboratorio de “Química de Alimentos”, se utilizó una masa entre 0,2538 0,3173; que corresponde a un índice de iodo de 100. La Tabla 3.1 presenta la masa de la muestra en relación al índice de iodo esperado. 43 Tabla 3. 1. Masa de la muestra en relación al índice de iodo esperado. Índice de Masa de la muestra Tolerancia Iodo Min (g) Max(g) (g) Menos de 3 10 10 ± 0,001 3 10,576 8,4613 0,005 5 6,346 5,077 0,0005 10 3,173 2,5384 0,0062 20 1,5865 0,8461 0,0002 40 0,7935 0,6346 0,0002 60 0,5288 0,4231 0,0001 80 0,3966 0,3173 0,0001 100 0,3173 0,2538 0,0001 120 0,2644 0,2115 0,0001 140 0,2266 0,1813 0,0001 160 0,1983 0,1587 0,0001 180 0,1762 0,141 0,0001 200 0,1586 0,1269 0,0001 3.3.4. Dienos conjugados Para realizar este procedimiento experimental se utilizó el descrito en el libro Handbook of Food Analytical. Materiales y equipos utilizados: Muestra de aceite. Iso-octano (2,2,4-trimetilpentano), grado espectrofotómetro. Espectrofotómetro con lámpara ultravioleta. 44 Cubos de cuarzo. Tubos de ensayo. Procedimiento Experimental: Se verificó en primer lugar que la muestra de aceite estuviese limpia y clara. A continuación se peso 0.01 a 0.03 gramos de aceite en un matraz aforado de 25ml. Se disolvió la muestra en iso-octano, aforando en el matraz. Se hizo énfasis en que la solución estuviese bien mezclada. Se encendió el espectrofotómetro media hora antes de realizar las medidas, ya que el libro hace la sugerencia de que el espectrofotómetro debe calentarse media hora antes de la toma de cualquier lectura. Se fijó en el espectrofotómetro la longitud de onda a 233nm para medir los dienos conjugados. Seguidamente, se llevo a cero con el solvente en blanco que en este caso se utilizo el iso-octano, agregándolo en la cubeta de cuarzo. Finalmente, se agregó la muestra disuelta de aceite en el cubo de cuarzo y con la ayuda del espectrofotómetro se midió la absorbancia de la muestra. 3.3.5. Valor de P-anisidina Para la realización de este procedimiento experimental se utilizó el Método oficial AOCS Cd 18-90. (AOCS 1999). Equipos y materiales utilizados: Tubos de ensayo con tapón de fondo de vidrio o tapa de teflón. Matraz volumétrico. Pipeta o bureta automática. Espectrofotómetro con absorbancia de 350nm Cubetas de cuarzo de 1 ± 0.01cm. Reactivos y soluciones: Isooctano (2,2,4-trimetilpentano) ópticamente claro. 45 Ácido acético glacial grado reactivo. P-anisidina grado reactivo. 0.25g de p-anisidina en 160ml de ácido acético glacial. Procedimiento experimental: Se verifico que la muestra estuviese perfectamente limpia y clara. Se pesaron entre 0.5 a 4 ± 0.001g de muestra en un matraz volumétrico de 25ml. Se diluyo a volumen con iso-octano. Luego se midió la absorbancia de la solución a 350nm, en una cubeta de cuarzo, con el espectrofotómetro, para lo cual se utilizo como referencia la cubeta de solvente como blanco. A continuación se pipeteo exactamente 5ml de la solución aceitosa en un tubo de ensayo. Luego, utilizando una pipeta, se adiciono exactamente 1ml del reactivo p-anisidina (solución) para cada tubo y se agito. Luego de 10 minutos, se midió la absorbancia (As) del solvente en el primer tubo de ensayo en una cubeta a 350nm, para lo cual se utilizo la solución del segundo tubo de ensayo como blanco en la cubeta de referencia. Finalmente se procedió a realizar los cálculos con las ecuaciones descritas en el marco teórico. 3.3.6. Prueba de Dúo-Trío con panel interno. Este procedimiento se realizo siguiendo las normas establecidas por PepsiCo Alimentos en el área de: Aseguramiento de Calidad. Consiste en un procedimiento para evaluar si existen diferencias significativas desde el punto de vista sensorial entre muestras. Solamente podrán ser evaluadas a través de esta prueba, productos que son similares. A los encuestadores se les da 3 muestras: una identificada como referencia, una referencia codificada (escondida) y una muestra de prueba codificada, y se le pregunta al encuestador cual de las dos muestras es igual a la referencia. Procedimiento experimental: Se escogieron 24 personas para realizar la prueba, atendiendo a ciertas características: 46 Eran consumidores de los productos a evaluar, no tenían aversión a los productos y no estaban directamente involucrados con los productos evaluados. Se escogieron recipientes blancos, donde se agregaron las muestras y se codificaron con números de tres dígitos. En cada set se aseguro que la referencia codificada (escondida) provenía de la misma bolsa que la referencia identificada Se coloco en cada contenedor la misma cantidad de muestra, verificando que las mismas no estuvieran defectuosas. Se aseguró además, que los tres contenedores de muestras de un mismo set fuesen similares en términos de color, tamaño, etc. Se eliminaron las muestras grandes, muy oscuras, etc. Todo esto con el fin de que no existiesen diferencias visuales obvias entre la Referencia y las muestras de prueba. Una vez colocadas las muestras en los contenedores, se tenía presente, que no podía pasar más de 30 minutos sin que el panelista las probara; de lo contrario, la muestra absorbería mucha humedad. Se procedió entonces, a entregar a cada uno de los panelistas: un vaso con agua a temperatura ambiente, galletas de soda sin sal y servilletas. Luego se les entrego el cuestionario a ser llenado. Frente a ellos el panelista tenía los dos sets de tres muestras: una identificada como referencia (o control), una referencia codificada (escondida) y una muestra de prueba codificada. La referencia es constante para ambos sets lo cual reforzaba las características sensoriales del producto control y mejora la detección de cualquier muestra que se perciba como diferente. Además, se requiere el doble de las muestras de referencia que de la muestra de prueba para hacer el análisis. El orden de presentación de las muestras se presenta en la Tabla 3.2, en la que se utiliza la siguiente nomenclatura: R=Referencia P= Prueba 47 Tabla 3. 2. Set elegido para la prueba Duo-Trío. Set Primera muestra codificada Segunda muestra codificada Tercera muestra codificada 1 R P R 2 R P R En el primer set la referencia era producto con el aceite nuevo, es decir el aceite prueba, y en el segundo set, la referencia estaba representada por el producto fabricado con el aceite control. Una vez realizado todo el experimento se procedió a contar el número de panelistas que identificaron correctamente la referencia en ambos sets. Finalmente se procedió al análisis de los resultados, usando como guía la Tabla 3.3 que se muestra a continuación para determinar el valor-p o la probabilidad de esta ocurrencia por oportunidad única. Tabla 3. 3. Valor acertado p según el número de panelistas que contestaron correctamente en ambos sets. Número de panelistas que contestaron correctamente en ambos SETS Valor-p 1 0,99 2 0,99 3 0,96 4 0,88 5 0,75 6 0,58 7 0,39 8 0,23 9 0,12 10 0,05 11 0,02 12 0,007 13 0,002 14 0,0005 15 0,0001 48 Se comparó el valor-p con el nivel Alfa listado en el estándar de acción: si el valor-p es menor que el nivel α entonces la Referencia y las muestras de Prueba son significativamente diferentes una de otra. Con nueve panelistas que contesten correctamente, ya es SIGNIFICANTE para Alfa (α) = 0,10; Lo cual quiere decir que existen diferencias estadísticamente significativas para un α=10 (se aceptan errores de hasta un 10%). CAPÍTULO 4 RESULTADOS Y DISCUSIONES 4.1. Estudios previos a la mezcla de aceite propuesto En esta primera parte se estudió cuál debe ser la composición del aceite nuevo (Mezcla C) para cumplir con los requerimientos de PepsiCo Alimentos a nivel de grasas, lo que permitirá consecuentemente, mejorar el factor nutricional de dos de los productos en estudio. 4.1.1. Verificación de cumplimiento de especificación 1: Porcentaje de grasa en los productos. Por temas de confidencialidad no se revela específicamente el tipo de aceite utilizado, por lo que se utilizaran las letras A, D y C para referirnos a los mismos; donde A es el aceite utilizado para fabricar el producto número 1, D es el aceite utilizado para fabricar el producto número 2 y C es la mezcla de aceite nuevo, en estudio. En la Tabla 4.1. se muestran los porcentajes de grasas saturadas que poseen los tres aceites. Tabla 4. 1. Porcentaje de grasas saturadas de los aceites A, D y C. Tipo de Aceite %Grasa Saturada A 47 D 43 C 16 Mezcla 0,2 0,8 Especificaciones internas que requiere PepsiCo en cuanto a porcentaje de grasas en los productos: ≤ 10% Cal a partir de grasas saturadas. ≤43% Cal a partir de grasas totales. 50 En la Tabla 4.2. se muestran las calorías presentes en 1 gramo. Tabla 4. 2. Calorías presentes en 1 gramo de producto. Carbohidratos (Cal) 4 Proteína (Cal) 4 Grasa (Cal) 9 Las Tabla 4.3 muestra la composición actual del producto 1 y 2 en 100g. Tabla 4. 3. Composición actual de los productos 1 y 2. Producto 1. Aceite A %Grasa Producto 2. Aceite D 26,00 %grasa 32,00 %Sal 1,10 %Sal 2,00 %Humedad 1,30 %Humedad 1,20 Calorías por Totales 520,40 Calorías por Totales 547,20 Calorías por Grasa 234,00 Calorías por Grasa 288,00 % Calorías por Grasa 44,97 % Calorías por Grasa 52,63 Calorías por Grasa Sat 100,62 Calorías por Grasa Sat 135,36 % Calorías por Grasa Sat 19,34 % Calorías por Grasa Sat 24,74 En la Tabla 4.3 se puede observar la composición actual de los dos productos en estudio. En el producto 1, el porcentaje de grasa es de 26%. Para obtener las calorías totales se procedió a utilizar la siguiente ecuación: ( ) ( ) Donde se parte de saber que los que aportan calorías son las grasas, las proteínas y los carbohidratos. De esta manera se obtuvo que las calorías totales del producto son 520.4 Cal. Es necesario hallar el porcentaje de calorías provenientes de las grasas, en primer lugar se multiplicó el porcentaje de grasas presente por 9, que como se expresa en la tabla 4.2 son las calorías que aportan las grasas, y al dividirlas entre las calorías totales se obtuvo el porcentaje correspondiente 51 a 44.97%. Con esto se observa, que con el aceite actual no se cumplen los requerimientos exigidos por PepsiCo en cuanto al porcentaje de calorías provenientes de grasas totales que debería ser menor o igual a 43%. Seguidamente para cumplir con la segunda especificación, se procedió a calcular el porcentaje de calorías que provienen a partir de las grasas saturadas. Para ello se utilizaron las calorías provenientes de grasa y se multiplicó por el porcentaje de grasas saturadas que se especifican en la tabla 4.3 que aporta el aceite A el cual es utilizado en este producto. Finalmente dicho valor de 100.62 calorías, se dividió entre las calorías totales y se obtuvo 19.34%; con lo cual se evidencia que con este aceite tampoco se cumple con el segundo requerimiento o especificación de PepsiCo en el área de nutrición. El mismo análisis se llevo a cabo para el producto 2; como se observa en la tabla 4.3, el producto 2 tampoco cumple con las especificaciones recomendadas en cuanto al porcentaje de grasa en los productos, ya que el porcentaje de grasas totales es de 52,63% y a partir de grasas saturadas es de 27,74%. Es así como cobra fuerza la necesidad de hallar un aceite que sea más saludable para los consumidores y que cumpla con todos los requerimientos exigidos por la empresa. 4.1.2. Verificación de cumplimiento de especificación 2: Perfil de ácidos grasos en los aceites nuevos. A continuación, se procedió a analizar la mezcla del nuevo aceite ofrecido por el proveedor, de manera tal que se pudiese asegurar el cumplimiento de las recomendaciones establecidas en el “Protocolo de Validación de Aceites”. El procedimiento consistió en primer lugar en evaluar la Tabla 4.4 donde se especifica la composición nutricional del aceite C proporcionada por el proveedor: Tabla 4. 4. Perfil de ácidos grasos del aceite ofrecido por el proveedor. Valor Nutricional Grasa total (g) 100 Grasas saturadas (g) 16 Grasas mono-insaturadas (g) 39 Grasas poli-insaturadas (g) 45 52 En primera instancia surge uno de los primeros problemas que debió ser solventado para continuar con todos los procedimientos. En el protocolo existen una serie de recomendaciones que tienen que cumplirse totalmente; una de las principales es: “Utilizar aceites que solos o mezclados contengan: < 40% de Poli-insaturados. Al observar la Tabla 4.4, se evidenció que la mezcla de aceite tal cual como estaba no cumplía con las exigencias; sin embargo esta mezcla de aceite, el cual se ha llamado aceite C, está conformado por dos aceites: aceite A, actualmente utilizado en las plantas para el desarrollo de algunos productos y el aceite vegetal B. El aceite A, cuenta con las siguientes características de valores nutricionales, que se nombran en la tabla 4.5. Tabla 4. 5. Perfil de ácidos grasos del aceite A. Valor Nutricional Grasa total (g) 100 Grasas saturadas (g) 47 Grasas mono-insaturadas (g) 43 Grasas poli-insaturadas (g) 10 Como la mezcla de aceite C, cuenta con cierta cantidad del aceite A, la solución fue estudiar la posibilidad de agregar más aceite A a la mezcla, de manera que se cumplieran las especificaciones, ya que el aceite A se utilizaba en la compañía actualmente y es el más económico de los dos que conforman la mezcla. Además resultaba ventajoso en otro sentido, ya que el aceite A es más económico; al disminuir el porcentaje de la mezcla C, añadiéndole al total el aceite A, se lograba disminuir el precio ofertado por el proveedor para la mezcla de aceite C. Ya que se tiene menos cantidad del aceite B, que es el más caro de los dos aceites que conforman la mezcla C. Más adelante se discutirán las implicaciones económicas, por ahora se procedió entonces a realizar el siguiente cálculo: Mezcla de Aceite C: Posee 45% Poli-insaturados. Aceite A: Posee 10% de Poli-insaturados. 53 Por lo tanto: ( ) De esta manera, si se utilizaba la mezcla C en un 80% que tiene 45% de poli-insaturados y a ésta se le agregaba 20% más del aceite A que posee 10% de poli-insaturados, se cumplía el requerimiento del protocolo donde se exige menos de 40% de grasas a partir de poli-insaturados y se obtuvo finalmente 38%. Con éste cambio, el perfil de ácidos grasos de la mezcla de aceite en estudio C, finalmente utilizado, se puede observar en la Tabla 4.6. Tabla 4. 6. Perfil de ácidos grasos del aceite C utilizado. Valor Nutricional Grasa total (g) 100 Grasas saturadas (g) 22,2 Grasas mono-insaturadas (g) 39,8 Grasas poli-insaturadas (g) 38,0 Restaba ahora verificar si con el aumento de esta cantidad de aceite A, se cumplían con las exigencias de la especificación 1, las cuales centran su atención en las calorías provenientes a partir de las grasas saturadas y totales. 4.1.3. Verificación de cumplimiento de especificación 1: Porcentaje de grasa en los productos con el aceite C Se realizó entonces el análisis para los dos productos que entraban en el estudio con la mezcla de aceite C y se obtuvo los resultados que se muestran en la Tabla 4.7. Los productos actuales salen de la línea como se puede observar en la tabla 4.3, con un porcentaje de aceite de 26 y 32 respectivamente. Con estos porcentajes no se cumplen con las especificaciones. Para que la nueva mezcla de aceite cumpla con los porcentajes de grasa a partir de poli-insaturados del protocolo y al mismo tiempo con los porcentajes de calorías a partir de grasas saturadas especificados por la compañía, es necesario como se expone en las Tabla 4.6, disminuir el porcentaje de aceite total en el producto final, es decir cuando sale de la línea, a 54 valores como 24.5% en el caso del producto 1 y a 24% en el caso del producto 2. Tabla 4. 7. Composición propuesta para los productos 1 y 2. Producto 1 (100g) Producto 2 (100g) %Grasa 24,5 %Grasa 24,00 %Sal 1,1 %Sal 2,00 %Humedad 1,3 %Humedad 1,20 Calorías por Totales 512,90 Calorías por Totales 507,20 Calorías por Grasa 220,50 Calorías por Grasa 216,00 % Calorías por Grasa 42.99 % Calorías por Grasa 42,58 Calorías por Grasa Sat 48,95 Calorías por Grasa Sat 47,95 % Calorías por Grasa Sat 9.54 % Calorías por Grasa Sat 9,45 Con la mezcla de aceite C el aporte total de grasas a partir de los saturados seria de 22.2%. Aunque estaría aumentando el porcentaje de saturados agregando 20% más del aceite A, igual cumple con los factores nutricionales base para PepsiCo Alimentos. Otra ventaja de agregar este porcentaje de aceite es que estaría haciéndose al aceite C, un aceite más estable, dado que los aceites saturados son más resistentes a los procesos de fritura cuando se ven expuestos a altas temperaturas. Por lo tanto es beneficioso, se cumple con el aspecto nutricional que resulta fundamental y por otro lado aumento la resistencia del aceite a la auto-oxidación. Sin embargo, es importante saber que este es el valor máximo que puede poseer, ya que por encima del mismo no se cumplen con las especificaciones de las calorías. Lograr una disminución en el porcentaje de aceite en ambos productos finales no es una tarea fácil, pero siguiendo una serie de recomendaciones a las cuales se llegó, luego de estudiar el proceso para la obtención de ambos productos, es una meta que se puede cumplir en ambas plantas. Esta disminución es beneficiosa desde muchos puntos de vista, ya que la empresa ofrece un producto con mayores beneficios saludables. En segundo lugar, por la parte económica, la utilización del aceite C en un principio resulta más caro, puesto que los aceites A y D son mucho más baratos que el aceite C, pero si ahora se 55 disminuye el porcentaje de aceite en los productos finales esto se traduce en menos cantidad de aceite que se necesita para producirlo, por lo tanto son menos las cantidades de aceite que tendría que comprarse, con lo cual la relación precio-cantidad de aceite quedaría equilibrada. Luego de estudiar las líneas de producción, surgieron recomendaciones aplicables para conseguir la disminución en el porcentaje de aceite del producto 1 y entre ellas se pueden nombrar las siguientes: 1) Calibrar las cuchillas que se encargan de rebanar la materia prima: De manera que las rodajas salgan con el grosor que se encuentra especificado en la compañía, de modo tal que se evite tener rodajas gruesas, fuera de especificación, que ameriten un mayor tiempo para ser freídas en su totalidad y, aumente el tiempo de residencia dentro del freidor; lo cual se traduce como mayor tiempo para que las mismas puedan absorber mas aceite. Los operadores regularmente deben medir y corroborar que las hojuelas están dentro de las especificaciones. 2) Cargando a la mayor capacidad el freidor: De manera que al mismo no entren pocas hojuelas que vayan a ser inundadas con la gran cantidad de aceite que se encuentra en su interior. El freidor está capacitado y diseñado para ser eficiente en su máxima capacidad, si se introducen menos hojuelas de las que necesita estamos además haciendo menos eficiente el proceso. 3) Disminuir la humedad en la hojuela antes de entrar al freidor: Es importante recordar que la materia prima como tal, entra completa a la línea de producción, la misma pasa por un proceso de rebanado y luego estas rebanadas son lavadas con agua, por lo que las hojuelas absorben agua y esto dificulta el proceso de freído. Al tener mayor cantidad de agua duran más tiempo en el freidor para alcanzar la crocantes necesaria y especificada por los procedimientos PepsiCo. Esto se evidenció al momento de realizar las pruebas a nivel de laboratorio cuando se realizó el freído para obtener el aceite al cual se le realizaba el análisis posterior. Las hojuelas que no eran previamente bien secadas antes de entrar al freidor, duraban más tiempo para freírse completamente y alcanzar la crocancia deseada y éstas mismas hojuelas salían cargadas de aceite, puesto que el tiempo de residencia en el freidor fue mucho mayor. Al mismo tiempo, como ya se ha dicho en el marco teórico, el agua es uno de los factores fundamentales que aumenta la 56 velocidad de degradación del aceite. Favorece enormemente el proceso de hidrólisis el que las hojuelas entren muy hidratadas. 4) Colocar bandas más largas a la salida del freidor: Esto se sugiere con el fin de que el producto pueda escurrir la mayor cantidad de aceites, antes de llegar a ser empacado y almacenado para su posterior distribución. 5) Añadir huecos pequeños en las bandas que se encuentran en la salida del freidor: Deberían ser huecos lo suficientemente pequeños como para que el aceite que posee el producto pueda escurrirse por estos orificios sin que se corra el riesgo de que el producto 1 se deslice por estos mismos. De esta manera se disminuiría también el porcentaje de aceite en el producto final. Respecto al producto 2, el aceite entra a formar parte del producto en la última etapa del proceso, luego que el producto es horneado, pasa a un mezclador giratorio donde con unas espreas es añadido al producto y se impregna. Es decir, el aceite forma parte del slurry. La cantidad de aceite en el slurry se encuentra especificada en la fórmula del producto, que por razones de confidencialidad no se expresa a lo largo del desarrollo de este proyecto. Por lo que la medida a tomar en el producto 2 es directa: 1) Modificar la fórmula del slurry: Con esto se hace referencia a una disminución en el porcentaje de aceite que forma parte del slurry. Sería cuestión de estudiar hasta qué punto se puede disminuir el aceite sin causar un cambio en el sabor al cual los consumidores están acostumbrados; viendo que actualmente se encuentra en 32% el porcentaje de aceite en el producto final y se necesitaría disminuir hasta 24%. 2) Hacer chequeo continuo a los roceadores presentes en el mezclador: De manera que se asegure el correcto funcionamiento de los roceadores, que no rocíen mayor cantidad de aceite al que están ajustadas. 4.2. Análisis químicos en los aceites 4.2.1. Índice de Acidez En la tabla 4.8 y en la figura 4.1 se compara la evolución del índice de Ácidos Grasos Libres en los diferentes tiempos de fritura (5 horas continuas) para el aceite A y el aceite de prueba C. 57 Tabla 4. 8. Comparación del Índice de Ácidos grasos libres (como % de ácido oleico) del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. Tiempo (Hora) AGL del Aceite A AGL del Aceite C 0 0,02 0,02 1 0,03 0,06 2 0,05 0,07 3 0,06 0,08 4 0,06 0,08 5 0,07 0,09 A continuación en la figura 4.1, se observan los valores de ácidos grasos libres, expuestos en la tabla 4.8. 0.1 Indice de Ácidos grasos libres (%) 0.09 0.08 0.07 0.06 Aceite A 0.05 Aceite C 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0 1 2 3 4 Tiempo (horas) 5 6 Figura 4. 1. Comparación del Índice de Ácidos grasos libres (como % de ácido oleico) del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. Según las normas y especificaciones de PepsiCo, los aceites que son utilizados en la planta, en la recepción del mismo tienen que tener un Índice de Ácidos Grasos Libres menores a 0.05; por lo que este es uno de los parámetros que primero se verificó. Al ver las tablas para t = 0, es decir, los aceites antes de ser sometidos a calentamiento durante 58 el proceso de fritura, presentan un índice de acidez de 0.02%. Por lo que ambos aceites cumplen con la especificación exigida para la recepción del mismo en la planta. En la Figura 4.1, se observa la tendencia esperada, una línea creciente; en ambos casos existe un aumento de la acidez para los dos aceites a medida que transcurren las horas de fritura, mostrando una diferencia mayor al principio y luego menos significativa entre ellos. Se hizo fundamental estudiar la acidez en los aceites ya que el producto número 1 esta conformado principalmente por agua. De cada 100g de materia prima, 74.2gr son agua. Además durante el proceso de acondicionamiento de la materia prima, antes de entrar al freidor, la materia prima es lavada, por lo que absorbe mayor cantidad de agua aun, porque el proceso de secado nunca será 100% eficiente antes de entrar al freidor. Era notable entonces, que el proceso de hidrólisis iba a tener lugar en el aceite. Además es un proceso de fritura, en el cual el producto se somete a altas temperaturas, lo que recrea el ambiente ideal para la formación de ácidos grasos libres. Al analizar estudios similares, también se observó que la acidez del aceite siempre aumenta a medida que avanza el tiempo de fritura, por lo que se podría decir, que este comportamiento es independiente al tipo de aceite utilizado. Sin embargo, a nivel de la planta como ya se nombró anteriormente, los Weak Link, los cuales son los manuales con las especificaciones de los productos, nos ayudan como guía para determinar cuando tiene que ser introducido aceite nuevo en el proceso. Uno de los parámetros relacionados con el aceite que existe en el Weak Link para el producto 1, se refiere a los valores de Ácidos Grasos Libres. El Weak Link para el producto 1 expresa que; valores por debajo de 0.3% están en verde, es decir dentro de lo que se acepta como aceites de calidad válidos para continuar el proceso de fritura. Por encima de este valor, 0.3%, es necesario agregar aceite nuevo para disminuir estos grados de acidez. Si se estudia la figura 4.1, aún cuando el aceite de prueba C, posee valores más elevados de acides que el aceite A, durante el tiempo de fritura de 5 horas, ninguno de los dos sobrepasaron estos valores. Si se extrapola, viendo que la diferencia en el aumento de acidez en ambos aceites se mantuvo casi constante en 0.02%, se puede decir que en un tiempo de 21.4 horas el aceite A, alcanzará las acidez no deseada, mientras que el aceite C lo hará en un tiempo de 16.6 horas. Es un tiempo de casi 5 horas de diferencia, en el cual se tendrá que reponer aceite nuevamente, esto puede significar una desventaja económica para la empresa al tener que añadir más aceite, pero los beneficios que se pueden obtener a nivel nutricional son mucho mejores, recordando que ya están cumpliendo con las especificaciones de grasas presente 59 en los productos. 4.2.2. Valor de Peróxido. En la tabla 4.9 y en la figura 4.2 se compara la evolución del valor de peróxido en los diferentes tiempos de fritura (5 horas continuas) para el aceite A y el aceite de prueba C. Tabla 4. 9. Comparación del valor de peróxido del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. Tiempo (hora) Valor de Peróxido Aceite Valor de Peróxido Aceite A C 0 0,05 0,05 1 0,2 0,1 2 0,25 0,1 3 0,3 0,5 4 0,25 0,1 5 0,1 0,05 En la Figura 4.2. que se muestra a continuación, se observa la tendencia esperada para el valor de peróxido. 0.6 Valor de Peroxido 0.5 0.4 0.3 Aceite A 0.2 Aceite C 0.1 0 0 1 2 3 4 5 6 Tiempo (horas) Figura 4. 2. Comparación del Valor de Peróxido del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. 60 En primer lugar, existe un requerimiento para la recepción del aceite referido al valor de peróxido. En el weak link se especifica que los aceites que lleguen a la planta deben tener un valor de peróxido menor a 0.1 para poder ser recibidos. Por lo que en el tiempo t = 0, antes de someter los aceites al proceso de fritura, se verificó que cumplieran con este valor. Si se observa la Tabla 4.8, ambos aceites estaban dentro de las especificaciones, ya que tuvieron valores de oxidación igual a 0.05. Seguidamente, al observar la figura 4.2, se evidencia que se llevó a cabo un proceso como lo sugiere la teoría. Los valores de peróxidos, son resultados inestables, que funcionan solo en las primeras etapas de la oxidación, comienzan con un valor inferior, pero consecuentemente continúan en ascenso, hasta que llegan o alcanzan un valor máximo de formación de hidroperóxidos, pero luego estos compuestos se convierten en otros subproductos más estables, por lo que el valor de peróxido tiende a disminuir y obtener valores iguales que antes de ser sometido a procesos de fritura con altas temperaturas. Se realizó el proceso con 5 horas con el fin de obtener justamente el punto máximo que alcanzaban los peróxidos y analizar una mayor degradación en el aceite que llegara antes a este punto máximo. Observando la grafica, ambos aceites partieron de un mismo valor de peróxidos, pero a medida que avanzaba la fritura, el aceite A, obtuvo un incremento mayor en la formación de peróxidos comparado con el aceite C. Aunque el aceite A, es un aceite conformado principalmente por ácidos grasos saturados, con lo cual debería ser más resistente a la oxidación, el aceite C también posee una composición importante de ácidos grasos saturados y una cantidad importante de antioxidantes que refuerzan la resistencia del aceite ante la oxidación. De todas maneras el valor de peróxido es un tanto irregular, poco confiable. Analizando el gráfico, se observa que ambos aceites obtuvieron sus máximos valores en un tiempo de 3 horas y luego de esto la curva decrece continuamente. Aunque el tiempo es común en ambos aceites, los valores alcanzados por el aceite A son superiores, por lo tanto tuvo mayores producto de oxidación. 4.2.3. Valor de Yodo En la Tabla 4.10 y en la Figura 4.3 se compara la evolución del índice o Valor de Yodo en los diferentes tiempos de fritura (5 horas continuas) para el aceite A y el aceite de prueba C. 61 Tabla 4. 10. Comparación del valor de yodo del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. Tiempo (hora) Yodo Total Aceite A Yodo Total Aceite C 0 68,91 110,66 1 64,85 105,33 2 64,71 105,07 3 58,88 104,06 4 57,86 103,80 5 55,71 102,28 120 Valor de Yodo 100 80 60 Aceite A 40 Aceite C 20 0 0 1 2 3 4 5 6 Tiempo (Horas) Figura 4. 3. Comparación del Valor de Yodo del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. El índice de yodo indica el grado de instauración de un aceite, durante el proceso de fritura disminuye la instauración de los ácidos grasos, por consiguiente hay una disminución de este índice debido a la oxidación y la polimerización. En el aceite C, se tiene un índice de yodo inicial mucho mayor debido al mayor contenido que el mismo posee de ácido linoléico. Tanto en la tabla 4.9 como en la figura 4.3, se obtuvo la tendencia esperada, una disminución del índice de yodo, ya que a medida que transcurre el tiempo de fritura aumenta la oxidación y se van perdiendo los dobles enlaces carbono-carbono. Aunque existe una disminución en ambos, la 62 menor diferencia la obtuvo la mezcla de aceite C, que obtuvo menores valores de caída. 4.2.4. Dienos conjugados En la Tabla 4.11 y en la Figura 4.4 se compara la evolución del valor de Dienos conjugados en los diferentes tiempos de fritura (5 horas continuas) para el aceite A y el aceite de prueba C. Tabla 4. 11. Comparación del valor de dienos conjugados del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. Dienos Conjugados Tiempo Aceite C Aceite A 0 0,09 0,08 1 0,15 0,09 2 0,19 0,10 3 0,21 0,12 4 0,21 0,18 5 0,21 0,19 0.25 Dienos Conjugados 0.2 0.15 Aceite C 0.1 Aceite A 0.05 0 0 1 2 3 4 5 6 Tiempo( Horas) Figura 4. 4. Comparación del índice de dienos conjugados del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. Los dienos conjugados son productos primarios del proceso de oxidación, los cuales se forman gracias al reordenamiento de los dobles enlaces de los ácidos grasos insaturados, este reordenamiento indica que la oxidación ha tenido lugar. En cuanto a la mezcla de aceite C, en un 63 principio tuvo un aumento acelerado de sus dienos, pero luego que llego a un punto por encima de 0.2 se mantuvo prácticamente constante. En el caso del aceite A, sucedió todo lo contrario; en un principio se obtuvo una tendencia más constante y al final, un incremento acelerado de los dienos. Es de esperarse obtener mayores valores de dienos conjugados en la mezcla de aceite C, ya que este posee mayor cantidad en un principio de ácidos grasos insaturados, los cuales trataran de migrar al reordenamiento de sus dobles enlaces, indicando así, una oxidación más acelerada. Es importante realizar una relación entre los dienos conjugados y el valor de peróxido. El valor de peróxido son los primeros resultados que se obtienen en el proceso de oxidación, pero una vez que estos alcanzan su máximo valor, continúa la degradación, dándole paso a los dienos conjugados. Si se observa la figura 4.2; el valor de peróxido alcanza el límite a la tercera hora de fritura y observando la figura 4.4, es en este mismo momento cuando se obtiene el incremento de los dienos conjugados para ambos aceites, por lo que se puede decir, que la tercera hora resulta un punto decisivo en la degradación. 4.2.5. Índice o Valor de Anisidina El índice de p-anisidina se utiliza como medida de los productos de oxidación secundaria formados durante el procesamiento de los aceites, como ya se había mencionado anteriormente. Esta descomposición está siendo acelerada por la temperatura, en este caso, ambos aceites que se utilizaron en el proceso de fritura, fueron calentados hasta temperaturas de 180 °C, para simular las condiciones del proceso; una temperatura bastante alta que promueve la oxidación del aceite. En la Tabla 4.12 y en la Figura 4.5 se compara la evolución del Valor de Anisidina en los diferentes tiempos de fritura (5 horas continuas) para el aceite A y el aceite de prueba C. Tabla 4. 12. Comparación del Índice de Anisidina del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. Valor de Anisidina Aceite C Valor de p-anisidina Aceite A 0 6,76 7,79 1 25,81 16,61 2 33,57 16,72 3 34,65 19,53 4 37,24 21,41 5 41,06 22,99 Tiempo (Horas) 64 A continuación, en la Figura 4.5 se observan la tendencia de los valores de p-anisidina 45 40 Valor de Anisidina 35 30 25 Aceite C 20 Aceite A 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 Tiempo (Horas) Figura 4. 5. Comparación del Índice o Valor de Anisidina del aceite A y del aceite de prueba C en los diferentes tiempos de fritura del producto 1. Al observar la figura 4.5 se evidencia una tendencia esperada, líneas con crecimiento continuo, ya que a medida que aumenta el tiempo de fritura, aumenta la degradación del aceite, y los peróxidos que son inestables, se están descomponiendo y formando aldehídos (2,4-alcadienales y 2-alquenales), los cuales son los productos secundarios que se esperaban medir con el valor de panisidina. Por eso se observa valores mayores de índice de anisidina en las últimas horas de fritura para ambos aceites. Al principio se evidencia un valor de anisidina muy parecido para ambos aceites, pero luego hay diferencias en los valores alcanzados por ambos. En el caso del aceite C, se puede observar que alcanza mayores valores. En la primera etapa de fritura se observa un cambio abrupto de este índice, un gran crecimiento. Posteriormente continúa creciendo, a medida que avanza el proceso de fritura. En el caso del aceite A, se observa un aumento general del índice de anisidina durante el proceso de fritura, sin embargo el crecimiento durante las dos primeras horas es prácticamente constante, sin alcanzar valores tan elevados como el aceite C. Aunque alcanza un valor de 22,99, este valor se considera bajo en comparación con el aceite A cuyo valor representaría casi el 65 doble, 41,06. Esto indica para este análisis que el aceite A es menos propenso a la oxidación que el aceite C. Y que hay menos formación de productos secundarios como: aldehídos, cetonas, ácidos orgánicos, etc. El índice de p-anisidina es un parámetro adecuado para valorar la historia de un aceite y con ello predecir su comportamiento a futuro. Cuanto menor es el índice de p-anisidina, menos es el tiempo en el cual ocurre oxidación; mientras que, cuanto mayor sea el índice de p-anisidina, más rápidamente comienza la auto-oxidación y se enrancian y pierden su valor los aceites y grasas. El uso de los índices de dienos conjugados y de valor de p-anisidina es favorecido ya que ambos se correlacionan linealmente con el contenido de compuestos polares del aceite de fritura. Al incrementarse los compuestos polares de un aceite, aumentaría el riesgo de toxicidad (Blanco et al 2006) 4.3. Análisis sensorial realizado en los aceites El fin de la prueba sensorial “Dúo-Trío” es verificar si el panelista logra conseguir alguna diferencia significativa en un producto, cuando se está modificando en la fabricación del mismo alguna variable, por lo que el tipo de análisis sensorial utilizado fue el discriminativo. El producto nuevo, con la modificación, no debería poseer ninguna diferencia en cuanto a: sabor, olor, textura, color u otras características sensoriales importantes para la empresa. Por lo tanto, la meta para la aceptabilidad del producto es obtener la misma o mejor aceptabilidad por el consumidor del aceite alternativo propuesto (Aceite C) versus el aceite control, para no correr ningún riesgo en el mercado. A continuación se describen los resultados conseguidos luego de avaluar a nivel sensorial los dos productos en estudio. 4.3.1. Análisis sensorial producto 1 El análisis se realizó tanto con el producto fabricado a partir del aceite control A y con el aceite de prueba C. Luego de realizar la prueba Duo-Trío se obtuvieron los siguientes resultados. En la Tabla 4.13 se pueden observar la cantidad de personas que eligieron las opciones propuestas. 66 Tabla 4. 13. Muestras elegidas por los panelistas. Resultados Set Respuesta acertada 1 596 2 202 Respuesta Global Correcta 596-202 Muestra Personas 596 4 612 20 202 16 871 8 Acertada 2 El primer set, estaba conformado principalmente por producto fabricado con el aceite C, los panelistas (trabajadores de la planta) tenían dos muestras y una referencia. En este caso la referencia era el producto fabricado con el aceite C; la muestra 596 era la referencia escondida y finalmente la muestra 612 era producto fabricado con el aceite A, aceite control. En el Dúo-Trío se esperaba que el panelista no lograra notar ninguna diferencia significativa en los dos productos, ya que con esto se demuestra que la mezcla de aceite nueva que se quiere implementar, no estaría afectando el sabor, el olor, el color y las características fundamentales del producto que esta bastantemente caracterizado en la calle, cuyo consumidor está acostumbrado a un sabor típico. En este set, solo 4 personas lograron identificar la referencia escondida con la referencia real, lo que es un valor bastante bajo, de un total de 24 personas. El segundo set, estaba conformado principalmente por mayoría de producto fabricado con el aceite control (Aceite A). El producto referencia estaba elaborado con el aceite A y la referencia escondida era la 202 elaborada con el mismo tipo de aceite. La muestra 871 estaba elaborada con la mezcla de aceite C. En este caso fue mayor el número de panelistas que acertaron en sus respuestas. Quizás al tener mayor cantidad de producto con el aceite al que ya están acostumbrados, les fue más fácil acertar. Sin embargo, en la prueba de Dúo-Trío, para considerar como correcta la respuesta final, cada panelista tiene que acertar las dos respuestas en ambos sets y a partir de ahí es que se considera buena. Al estudiar las respuestas globales y totales, sólo dos panelistas hallaron la respuesta correcta; 4 panelistas descubrieron la respuesta en el primer set pero dos de ellos eligieron la equivocada el segundo set y viceversa. 16 panelistas descubrieron la respuesta correcta en el segundo set, pero catorce eligieron la respuesta errónea en el primero; es así como solo dos 67 panelistas obtienen la correcta, acertando ambos pares. Al estudiar la tabla 3 del procedimiento experimental, la diferencia se toma como significativa si nueve panelistas aciertan ambas respuestas. En este caso, el número de panelistas es igual a dos, la diferencia no es absolutamente nada significativa ya que el valor-p es igual a 0,99 y tendría que ser igual a 0,12 para ser significativa. Por lo que se puede decir, para el caso del producto 1, que no hay diferencias para los panelistas entre el producto creado a partir del aceite control (Aceite A) y el producto creado con la mezcla de aceite C (Aceite de muestra). Resultados del Duo-Trío 25 20 Número de Personas 20 16 15 Correc Erra Acert 10 5 8 4 2 0 596 612 202 871 Acertada Número de la muestra Figura 4. 6. Resultados de la prueba Dúo-Trío en el producto 1. En esta prueba, también se les pidió a los panelistas que definieran las características que sentían probando el producto durante cada set. Es importante recordar que a los panelistas no se les aclaraba, ni se les mencionaba, que se estaba variando en el producto. Por lo que quizás, ellos describieron características que no tienen relación con el cambio en el tipo de aceite. También, se expresan las respuestas de solo 10 panelistas, ya que ellos llenaron completamente la información de las cuatro muestras, con lo cual se puede estudiar realmente las diferencias. Finalmente, se obtuvo las siguientes respuestas, las cuales se observan en la Tabla 4.13. 68 Tabla 4. 14. Características sensoriales descritas por los panelistas, producto 1. Descripción de las muestras Panelistas Mezcla de Aceite C Aceite A 596 871 612 202 1 Bajo en sal Buen sabor Buen sabor Alto en sal 2 Sabor agradable Buen sabor y textura Buen sabor Buena textura 3 Buen sabor Algo dulce Un poco salado Sabor normal 4 Olor intenso Buen sabor Buen sabor Bajo en sal 5 Un tanto salado Buen sabor No tan salada Buen sabor 6 Sabor adecuado Sabor salado Sabor adecuado, olor normal Sabor aceptable 7 Algo dulce Un poco salado Crujiente y buen sabor Buen sabor. Poca sal 8 Sabor aceitoso Sabor aceitoso Un tanto aceitoso Sabor a aceite 9 Sabor grasoso Buen sabor Buen sabor Sabe grasoso 10 Más salada y con más aceite Más salado Salado Buen sabor y olor Al estudiar las respuestas de los panelistas no mantenían un criterio claro para cada uno de los aceites sino que sus respuestas eran un tanto contradictorias. A continuación se analizaran los primeros 3 panelistas por separado para poseer un análisis más detallado: Panelista 1: El panelista se contradice en la muestra 596 y 871. Es un mismo producto, pero en uno identifica que está bajo en sal y en el otro que tiene buen sabor, por lo que no hay una respuesta global. Mismo caso aplica para el aceite control. En el producto 612 lo consigue bien pero luego otra muestra la consigue alta en sal, por lo que tampoco sabe a ciencia cierta cuál es su respuesta global. Sin embargo tenemos dos opciones favorables en ambos productos. Panelista 2: Este panelista consiguió agradable todos los productos, sin diferencias entre los mismos, todos le parecieron agradables. Panelista3: Panelista que se contradice nuevamente, entre los productos fabricados con el aceite C, consigue uno bueno y otro algo dulce. Mientras que para los productos 69 fabricados con el aceite A, consigue uno salado y el otro bueno. No es constante en su respuesta; sin embargo, consigue calificativos positivos en ambos aceites. Finalmente, luego de realizar el análisis sensorial con la mezcla de aceite C, o aceite muestra, en el producto 1; se puede afirmar que se logro la aceptabilidad deseada. Ya que no se encontraron diferencias en el producto fabricado con ambos aceites y los panelistas calificaron con características positivas la nueva mezcla. 4.3.2. Análisis sensorial producto 2 El análisis se realizó tanto con el producto fabricado a partir del aceite control A y con la mezcla de aceite de prueba C. Luego de realizar la prueba Dúo-Trío se obtuvieron los siguientes resultados. En la Tabla 4.15 se pueden observar la cantidad de personas que eligieron las opciones propuestas. Tabla 4. 15. Muestras elegidas por los panelistas. Resultados Prueba Dúo-Trío Set 1 Respuesta acertada 561 2 814 Respuesta Global Correcta 561-814 Muestra Personas 561 10 125 14 728 11 814 13 Acertada 4 El set uno, estaba conformado principalmente por producto fabricado a partir del aceite control (A). La referencia correspondía con el aceite A, la muestra 561 era la referencia escondida, producida con el mismo aceite. La muestra 125 era el producto fabricado con la mezcla de aceite C. Observando la tabla 7, vemos que en el primer set, solo 10 personas lograron acertar la referencia y la referencia escondida. De un total de 24, la mayoría escogió la muestra 125, con lo cual se evidencia que los panelistas no supieron a ciencia cierta, diferenciar el producto fabricado con ambos aceites. Este resultado es positivo para lograr la aceptabilidad deseada, ya que se espera justamente que el panelista falle en el reconocimiento del aceite nuevo, o que halle rápidamente una diferencia. El set dos, estaba conformado por producto fabricado con la mezcla de aceite C. la referencia 70 era producto con aceite C y por lo tanto la referencia escondida; muestra 728, estaba fabricada con el mismo aceite. La muestra 814, era producto con aceite A. En este set, 11 personas hallaron la respuesta correcta, fue casi la mitad de los panelistas. Si se estudian las respuestas separadas y no la global, es decir; por sets, se puede observar que este producto en relación con el primero obtuvo mayor número de panelistas con respuestas acertadas. Es importante señalar, que para el caso del producto 2, el aceite es mezclado con un sazonador y sal para conseguir lo que se denomina “Slurry” y esto es roseado encima del producto horneado. En este producto el sazonador junto con el aceite, poseen un sabor bastante fuerte y característico, que puede en teoría, ser detectado con mayor facilidad. Los panelistas que conformaron el panel de expertos expresaron también estar mas familiarizados con el producto 2 que con el producto 1, por lo que también se puede esperar una mayor aceptabilidad en sus respuestas con respecto a este producto. Finalmente, estudiando la prueba como lo indican las normas del Duo-Trío; es decir, a nivel global; solo 4 personas lograron hallar ambas respuestas correctas. Como se especifico anteriormente, no se toma como acertada la respuesta si consigue la referencia escondida en el primer set y das una respuesta errada en el segundo set o viceversa, encuentras la correcta en el segundo set pero obtuviste una respuesta errada en el primero. Para concluir si la respuesta es significativa, nuevamente se verifica con la tabla número 3, donde se evidencia que no hay diferencias significativas entre el producto fabricado con el aceite A y el producto fabricado con la nueva mezcla de aceite C propuesta, ya que con tan solo cuatro panelistas se obtiene un valor-p igual 0.88 y este valor debe ser igual a 0.12, que corresponde a nueve panelistas, para considerarse verdaderamente significativo. Con este resultado se afirma la aceptabilidad de la nueva mezcla de aceite en el aspecto sensorial. A continuación se expresan los resultados anteriores en la figura 4.7, de manera que puedan ser mejor visualizados: 71 Resultados del Duo-trío 25 20 Número de Personas 20 16 15 Correctas Erradas 10 5 Acertadas 8 4 2 0 596 612 202 871 Acertada Número de la muestra Figura 4. 7. Resultados de la prueba sensorial Duo-Trío en el producto 2. De igual manera que con el producto 1, para el producto 2 también se realizaron preguntas a los panelistas con respecto a las características sensoriales del producto. Que describieran su experiencia al probar las muestras de ambos sets. No se les especifico a los panelistas, que se había variado y modificado para elaborar las muestras, ya que con esto, se estaría ejerciendo de manera indirecta una influencia en sus respuestas, porque lo guías en la búsqueda de lo que esta diferente en el producto y pierde objetividad el análisis. En este caso, son doce panelistas los que pudieron de manera objetiva, dar características de las 4 muestras. De igual manera se considera en esta parte, que el producto elaborado con la nueva mezcla de aceite, goza de aceptabilidad, porque hay respuestas encontradas en cada panelista. Ante las muestras preparadas con el mismo aceite, tenían opiniones buenas y malas, y muchas de estas características desfavorables no tienen que ver con el cambio del aceite, por lo que no se consideran como un factor fundamental para incluir o descartar la nueva mezcla de aceite C. Es importante destacar que para el caso del producto fabricado con el aceite A, que es el aceite control, también se obtuvo respuestas encontradas, muestras fabricadas con el mismo aceite obtenían calificativos tanto positivos como negativos. Se concluye finalmente que la elección depende del gusto de cada panelista y que este no posee una diferencia significativa entre ambos productos. Ambos tuvieron igual aceptabilidad. 72 Finalmente las características más resaltantes descritas por algunos de los panelistas son las que se muestran en la Tabla 4.16. Tabla 4. 16. Características sensoriales descritas por los panelistas, producto 2. Descripción de las muestras Mezcla de Aceite C Aceite A 125 814 561 728 Textura diferente Buen sabor Buen sabor Bajo en sal Buen sabor y olor Olor fuerte y penetrante Buen olor, textura y sabor Alto contenido de aceite Olor aceitoso Sabor a rancio Poco sabor Sabor agradable Sabor un poco bajo Sabor ligero No sabe a nada Buen sabor Buen sabor Buen sabor Buen sabor Buen sabor Buen sabor y textura Sabor ligero Sabor simple Olor normal Olor normal Leve sabor aceitoso Leve sabor aceitoso Textura normal Buen sabor y olor Buen sabor y olor Buen sabor y olor Buen sabor y olor Ligero sabor a margarina Buen sabor Sabor ligero Buen sabor Resalta el sabor a queso Buen sabor Sabor leve Buen sabor Resalta el sabor a queso Sabor aceitoso Apariencia aceitosa Sabor estándar Mal sabor Buen sabor y aroma Buen sabor y aroma Buen sabor Como se expresa en la Tabla 4.16, los panelistas no lograron dar respuestas objetivas para el mismo producto fabricado con el mismo aceite, lo cual lleva a reforzar la conclusión de que no conseguían una diferencia significativa, con lo cual podrían haber descartado uno de ambos productos. Dos panelistas expresaron que el productos fabricado con la nueva mezcla de aceite, resalta el sabor a queso del producto 2, esto es un comentario importante y fundamental, ya que desde el punto de vista de este producto es muy favorecedor resaltar el sabor a queso, que caracteriza el éxito del producto 2. 73 4.4 Análisis Económico Financiero La evaluación económica financiera de una nueva mezcla de aceite en las plantas se dividirá en dos puntos: Una de ellas relacionada directamente con el precio del aceite y la cantidad del mismo en el producto final y la segunda relacionada a cambios, modificaciones y compras de los equipos que son necesarios para el almacenamiento adecuado del aceite en las plantas. 4.4.1. Disponibilidad de los requerimientos 4.4.1.1. Tanques La utilización de la nueva mezcla de aceites en las plantas, requería de varias consideraciones. En primer lugar, la mezcla de aceite C, estaría dirigida sólo para la obtención de dos productos: 1 y 2. Por ello, fue importante estudiar la disponibilidad de los tanques en ambas plantas; ya que este aceite estaría almacenado y distribuido individualmente, se necesito conocer si se podría tomar alguno de los tanques existentes y sustituir el aceite que ya utiliza por la nueva mezcla o si se necesitaba comprar un nuevo tanque, para no afectar el abastecimiento de los aceites que son utilizados en el resto de los productos. Es importante mencionar también, que los productos no se fabrican en ambas plantas simultáneamente. El producto 1, se fabrica solamente en la planta La Grita y el producto 2 es fabricado en ambas plantas, solo que en una se fabrica en mayor medida que la otra. Esto permite determinar los tamaños de los tanques que se irían a utilizar y el porcentaje de aceite requerido para fabricar en las plantas. En tercer lugar, el almacenamiento del aceite, implicaba de nuevos requerimientos y de nuevas tecnologías que no son utilizadas en los tanques de las plantas. Dentro de las especificaciones del proveedor, para lograr la vida útil propuesta, es necesario: Evitar la exposición a temperaturas superiores sobre 40°C y por debajo de 15°C. Almacenar el aceite en tanques de acero inoxidable o acero al carbono, provistos de agitación y calentamiento y por último debe ser preferiblemente almacenado bajo una atmosfera de nitrógeno. Los aceites que actualmente se utilizan en las plantas, no requieren de la agitación y las atmosferas de nitrógeno por lo que esto es algo que también se tiene que tomar en cuenta como un nuevo gasto. A continuación se presenta la Tabla 4.17 con la información de los tanques de ambas plantas, con la cual se valida si se cumplen con los requerimientos. La información que se observa, fue recogida en las visitas que se realizaron tanto a Planta La Grita, como en planta Santa Cruz, 74 donde participo de manera efectiva, personal de diversos departamentos en las plantas. Tabla 4. 17. Características de los tanques en la Planta La Grita. Aspectos Planta La Grita Número de tanques 6 Capacidad de los tanques 28Ton Material de los tanques Acero Carbono, internamente pintados con pintura epóxica, blanca grado alimenticio Temperatura de almacenamiento del 45 °C aceite en los tanques Salida del aceite de los Cada par de tanques tiene una misma salida, por lo tanto un tanques mismo aceite reside en cada par de tanques Sistema de Calentamiento Los tanques poseen serpentín de vapor con lo cual se garantiza la temperatura deseada. Protección del efecto del aire por medio de vacío o No poseen nitrógeno Sistema de Agitación Control de la temperatura interna de los tanques No poseen Actualmente no posee un sistema para regular la temperatura del aceite en los tanques, pero se están comprando los equipos para instalar el sistema. Como se puede observar en la tabla 4.17, la planta cuenta con 6 tanques para abastecer la demanda que implica la fabricación de los productos. La temperatura de almacenamiento actual del aceite es de 45 °C, ya que es la temperatura requerida por los aceites A y B. Esta temperatura 75 es superior a la requerida, pero para el momento de la investigación, ya estaba en marcha la compra de un quipo con lo cual se pudiese controlar de mejor manera la temperatura interna del tanque y de esta manera lograr las especificaciones, por lo que esto no genera ningún inconveniente. En la actualidad, dicho sistema ya debe estar instalado y en completo funcionamiento en los tanques. De igual manera, existen serpentines que permiten el flujo de vapor hacia los tanques, disminuyendo el flujo actual, se lograría por consiguiente, una disminución en la temperatura, con lo que también se cumpliría con los requerimientos exigidos. En un principio no se justificaba la presencia de agitadores en los tanques, puesto que los aceites actuales no necesitaban de los mismos para funcionar de manera correcta. Sin embargo cuando se realizaron los análisis físico-químicos en el laboratorio y el aceite se encontraba almacenado dentro del recipiente que había traído el proveedor, se observó que la mezcla de aceite se dividía exactamente en dos fases, el aceite más denso se posicionaba en la parte inferior del envase y el menos denso en la parte superior, por lo que se vio indispensable la utilización de los agitadores al momento de almacenarlos en los tanques. Seguidamente, se sabe que al agitar el aceite, se promueve la oxidación del mismo porque se aumenta la presencia de oxígeno en el tanque, oxidación que ya se veía favorecida por la misma naturaleza del aceite, alto en ácidos grasos mono-insaturados y poli-insaturados, con esto también se evidencio la presencia fundamental de la atmosfera de nitrógeno, la cual disminuye la oxidación al desplazar el oxigeno que se encuentra dentro de los tanques. De igual manera se realizó el levantamiento de la información en la Planta Santa Cruz, obteniéndose la información que se muestra en la Tabla 4.18. En la Tabla 4.18, se observa que la planta santa Cruz posee 4 tanques, de 37 toneladas, cuya temperatura de almacenamiento para el aceite puede variar entre 40 y 50 °C. Es una temperatura que se encuentra dentro de la requerida pero puede haber rangos en los cuales se sobrepase. Sin embargo, la temperatura de los tanques es modificada, regulando el flujo de agua caliente que circula a través de las chaquetas; por lo tanto, una disminución en el flujo, traería consecuentemente una disminución de la temperatura, hasta cumplir con las exigencias. 76 Tabla 4. 18. Características de los tanques en la Planta Santa Cruz. Aspectos Número de tanques Capacidad de los tanques Planta Santa Cruz 4 37Ton Material de los tanques Acero al carbono Temperatura de almacenamiento del aceite en los tanques 40-50 °C Salida del aceite de los tanques Cada par de tanques tiene una misma salida, por lo tanto un mismo aceite reside en cada par de tanques Sistema de Calentamiento Si, los tanques tienen una chaqueta por donde circula agua caliente Protección del efecto del aire por medio de vacío o nitrógeno Sistema de Agitación No poseen No posee Si es posible regular ya que cada tanque tiene válvulas a Control de la la entrada y salida que permite modificar el flujo del temperatura interna de agua. El calentador tiene un rango de operación que está los tanques entre 0-180°F. De la misma manera que en planta La Grita, no se maneja en los tanques, ni agitadores ni atmosferas de nitrógeno, puesto que en esta planta también se manejan los aceites A y B, que no requieren de dichos implementos. Como ya se explico anteriormente, es necesaria la presencia de estos requerimientos para alcanzar el tiempo de vida útil máximo que asegura el proveedor de la nueva mezcla de aceite C. 77 De esta forma, se observó como un gasto indispensable la implementación de agitadores y las atmosferas de nitrógeno en los tanques. A continuación se estudian los escenarios presentes en las plantas para verificar cuantos tanques son necesarios, y por consiguiente determinar en cuántos de ellos tienen que ser aplicadas estas tecnologías. 4.4.1.2. Tuberías Al visitar las plantas y observar el área donde se encontraban los tanques, se estudiaron y verificaron las tuberías que dirigían el aceite a las líneas de producción. Como es un proyecto que implica solo dos productos, fue fundamental verificar si la distribución de las tuberías que salían de los tanques, actuaban como redes independientes; es decir, que en el camino hacia las líneas de los procesos para fabricar los productos, no ocurriera una bifurcación de la línea y el aceite C fuese a parar a otro de los productos en estudio. Fue importante tomar en cuenta este aspecto, ya que implicaría un gasto extra. Luego de consultar con el personal adecuado en ambas plantas de obtuvo la siguiente información, que se muestra en la tabla 4.19. Tabla 4. 19. Red de tuberías en ambas plantas. 4.4.2. Análisis de escenarios A continuación se señalan los escenarios presentes en las plantas. Se requirió de información suministrada por departamentos claves, como el consumo de aceite por dia que se requiere para la fabricación de los productos 1 y 2 en ambas plantas; por temas de confidencialidad estos valores se omiten. De igual manera los escenarios se plantearon, tomando en cuenta la cantidad de producto fabricado en las plantas, la disposición de la materia prima, el contexto que rodea a las 78 plantas, entre otras cosas que se especifican a continuación. Para realizar el planteamiento de los escenarios fue fundamental la participación de los departamentos de: Investigación y desarrollo, Ingeniería y Proyectos, Coordinación de Mantenimiento, Materia Prima, Producción, Planificación y Calidad, para la obtención de la información presentada a continuación: 4.4.2.1. Planta Santa Cruz Es importante mencionar que en esta planta solo se obtiene el producto 2, que requiere menos cantidad de aceite para su fabricación, puesto que como se ha mencionado anteriormente, el aceite es uno de los ingredientes que conforman el slurry que luego es rociado sobre la base del producto. Escenario 1: Condiciones ideales de abastecimiento de aceite a la planta. En este caso el abastecimiento de aceite se realiza de manera continua, frecuente y bajo las especificaciones que lo requiera la planta. La planta Santa Cruz está en condiciones óptimas para trabajar de manera alta y continua con tres tanques que posean aceites A y B, mientras que otro estará dedicado única y exclusivamente al aceite C. En este caso, la ingeniera encargada del área de “Ingeniería y Proyecto”, se encargo de realizar un estudio de costos de lo que implicaría montar nuevas tuberías y reajustar las ya existentes para dirigir el aceite de un solo tanque a las líneas 3 y 6 que es donde se realiza la obtención del producto 2, de manera que no se vean afectadas las otras líneas. Escenarios 2: Malas condiciones de abastecimiento del aceite (Panorama Actual) La totalidad de las personas conectadas en planta en las áreas tales como Planificación, Materia prima y Compras, expresaron que en la actualidad existe un desabastecimiento de aceite en la planta, y esto ocurre prácticamente desde iniciado el año 2011, es decir, es algo que se ha prolongado durante un largo período; por lo cual podría continuar ocurriendo durante muchísimo tiempo. En este caso, explican que la producción de la planta no se podría cubrir con 3 tanques, por el contrario, se necesitan los 4 tanques a máxima capacidad para compensar los inconvenientes que suceden continuamente. Por lo que el representante del departamento de Planificación expreso que no podría trabajar con un tanque menos. En este caso, se plantea la compra de un nuevo tanque y de las tuberías necesarias que impliquen todo el montaje. Nuevamente la representante del área de Ingeniería y Proyectos, realizara un presupuesto donde 79 se visualice la cantidad necesaria de inversión. Se puede decir, que en el primer escenario se incurrirá en un gasto relacionado a las tuberías y todo el costo que acarrea su instalación. Es importante hacer un cambio en las tuberías, puesto que la salida del tanque va dirigida a tres líneas de producción, no es completamente independiente y sólo se necesita que llegue a las líneas 3 y 6 como se dijo anteriormente. El segundo escenario acarrea muchos más gastos. Debido a la compra de un nuevo tanque que logre abastecer la planta y el montaje de las redes de tuberías necesarias para dirigir el aceite hacia las líneas de producción. 4.4.2.2. Planta La Grita En la planta La Grita, se obtienen los dos productos implicados en este proyecto. Sin embargo, se da en mayor proporción la fabricación del producto 1; este producto exige mayor cantidad de aceite, ya que es freído. Los freidores requieren cargas y cantidades importantes de aceite, en comparación con la que se maneja en los mezcladores giratorios para realizar el espreado. Escenario 1: Condiciones normales de abastecimiento: Aunque el abastecimiento del aceite no es el ideal, la fabricación del producto 1, representa una parte importante de la planta, al producirse cerca de 18 mil kilos diarios del producto 1 y entre 6 -13 toneladas diarias (esto no es todos los días) de Producto 2, con un sólo tanque de aproximadamente 36 ton, se puede cubrir la producción de ambos productos, y como el producto 1 cubre gran parte de la producción de la planta, con el resto de los tanques que queda se ve compensado el quitar un tanque. Lo que habría que estudiar entonces en lograr los gastos económicos que involucra el independizar los pares de tanques para que uno sólo se dirija a tales líneas involucradas. Además, la línea de Producto 1 es independiente, es decir, no implica la utilización de nuevas tuberías ni acomodos, pero en el caso de la línea de Producto 2 si se comparte con otra, necesitando entonces realizar un ajuste en tales tuberías para dirigir la nueva mezcla de aceites a esta línea. Este escenario incurre en un solo gasto, el reacomodo de la tubería para dirigir el aceite únicamente al producto 2; ya que al momento de realizar la visita por la planta, se observo una bifurcación en cierto punto de la línea, donde el aceite se compartía con otro proceso de producción. 80 4.4.3. Gastos de inversión inicial Los gastos de inversión inicial son todos aquellos que se refieren a los tanques que se deberían adquirir, las tuberías y bombas que se necesitan en las plantas, para que dirijan el aceite nuevo a las líneas de producción y la utilización de una nueva tecnología dentro de los tanques, para que mantenga el aceite en óptimas condiciones y se alcance el tiempo de vida útil sugerido por el proveedor, ésta tecnología está referida a las atmosferas de nitrógeno, las cuales están comprobadas que ayudan a alcanzar mayores periodos de vida útil, disminuyendo la oxidación en los aceites, ya que desplaza el oxigeno presente en los tanques, sin necesidad de añadir aditivos sintéticos. A continuación en la tabla 4.20, se especifican los costos totales que implicaría la adquisición de todos estos equipos y materiales: Tabla 4. 20. Gastos totales de inversión en ambas plantas. Equipos Precio (Bs.F.) Tanques 1.290.000 Tuberías 190.500 Bombas y electricidad 160.000 Atmósfera de nitrógeno 259.000 Contingencia 155.000 Total 2.054.500 Los gastos de inversión, han sido reportados atendiendo a la inflación presente en el país. Se utilizará un tanque de 36 toneladas en la planta Santa Cruz, para el almacenamiento del nuevo aceite. Las tuberías necesarias, fueron estudiadas por los ingenieros de proyectos de ambas plantas. La utilización de atmósferas de nitrógeno, lo cual representa una nueva tecnología utilizada en la planta, será de tipo blanketing; que como se dijo en el punto 2.5, en este tipo de diseño se hace fluir una corriente de nitrógeno directo en el tanque o depósito de almacenamiento hasta conseguir una atmosfera inerte. Finalmente, el costo de ésta tecnología, fue suministrado por proveedores nacionales. 81 4.4.4. Costos relacionados al producto. Es necesario además estudiar los costos relacionados directamente entre producto-aceite, una vez ya analizados los gastos relacionados al levantamiento de condiciones físicas en la planta que permitan el funcionamiento óptimo de esta implementación (Tanques, tuberías, atmosferas de nitrógeno, etc.). A continuación se presenta la Tabla 4.21 relacionada con la producción que se obtiene para el año 2012 y el gasto que representa la utilización de la nueva mezcla de aceite saludable según el porcentaje de grasa que involucra la producción de los productos 1 y 2. Tabla 4. 21. Inversión del aceite para el año 2012, producto 1. Producto 1 Gasto Mes Producción (Kg) Aceite A (Kg) Gasto (Bs.F.) Inversión (Bs.F.) Aceite C (Kg) (Bs.F.) Enero 348000 90480 750984 85260 1038466,8 287482,8 Febrero 314000 81640 677612 76930 937007,4 259395,4 Marzo 340000 88400 733720 83300 1014594 280874 Abril 297000 77220 640926 72765 886277,7 245351,7 Mayo 329000 85540 709982 80605 981768,9 271786,9 Junio 314000 81640 677612 76930 937007,4 259395,4 Julio 323000 83980 697034 79135 963864,3 266830,3 Agosto 343000 89180 740194 84035 1023546,3 283352,3 Septiembre 336000 87360 725088 82320 1002657,6 277569,6 Octubre 379000 98540 817882 92855 1130973,9 313091,9 Noviembre 401000 104260 865358 98245 1196624,1 331266,1 Diciembre 372000 96720 802776 91140 1110085,2 307309,2 Total 4099000 1065740 8845642 1004255 12231825,9 3386183,9 Al observar la Tabla 4.21 es importante resaltar varios factores. Se debe realizar una inversión ya que el precio de la mezcla del aceite nuevo C, tiene un costo mayor que el aceite utilizado actualmente. Pero es importante recordar que con este aumento en el precio se realizó una disminución en el porcentaje de aceite en el producto final. El aceite actual posee un porcentaje de aceite igual a 26 y con la nueva mezcla que se propone, disminuye a 24.5%; siendo la 82 diferencia 1.5%. De igual forma se genera un incremento de 3386183.9 bolívares fuertes. En el caso del producto 2, también se requerirá una inversión, debido al aumento del precio; pero al igual que el caso del producto 1, en éste producto también se realizó una reducción significativa del porcentaje de aceite en el producto final. Esta disminución es aun más significativa, ya que en la actualidad utiliza 32% y para llegar a cumplir con las especificaciones de la compañía, se propone una disminución hasta el 24%. Para el caso de este producto Tabla 4. 22. Inversión del aceite para el año 2012, producto 2. Producto 2 Mes Producción Aceite D (Kg) (Kg) Gasto (Bs) Aceite C (Kg) Gasto (BsF) Inversión (BsF) Enero 108000 34560 307584 25920 315705,6 8121,6 Febrero 96000 30720 273408 23040 280627,2 7219,2 Marzo 104000 33280 296192 24960 304012,8 7820,8 Abril 93000 29760 264864 22320 271857,6 6993,6 Mayo 103000 32960 293344 24720 301089,6 7745,6 Junio 100000 32000 284800 24000 292320 7520 Julio 106000 33920 301888 25440 309859,2 7971,2 Agosto 116000 37120 330368 27840 339091,2 8723,2 Septiembre 101000 32320 287648 24240 295243,2 7595,2 Octubre 142000 45440 404416 34080 415094,4 10678,4 Noviembre 151000 48320 430048 36240 441403,2 11355,2 Diciembre 140000 44800 398720 33600 409248 10528 Total 1360000 435200 3873280 326400 3975552 102272 Aunque para ambos productos se genera un incremento en los precios, es favorable la disminución del porcentaje de aceite al final. Es importante enfocar y sustentar el aumento. Utilizando la nueva mezcla de aceite C, se cumple con lo especificado en el manual de “PepsiCo Nutrition Criteria (PNC) and Rationale” relacionado con los valores nutricionales que requiere PepsiCo. Esto les permite posicionarse al igual que otras plataformas en América Latina que ya se encuentran aplicando aceites más saludables. Es importante señalar además los beneficios y las ventajas que la nueva mezcla de aceites 83 logra: Es rico en ácidos grasos mono-insaturados, los cuales reducen el colesterol total y ejercen una acción beneficiosa en los vasos sanguíneos, reduciendo el riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares. Es rico en ácidos grasos poli insaturados, los cuales promueven la disminución de la concentración sanguínea de triglicéridos, disminución arterial y decremento en la agregación plaquetaria. Bajo contenido en aceites saturados, los cuales son los menos saludables ya que aumentan los niveles de colesterol en la sangre La mezcla de aceite C es una fuente abundante de vitamina E y un potente antioxidante. También es rico en acidos grasos de la serie omega 3, 6 y 9. Los cuales ayudan a reducir el riesgo de enfermedades crónicas (coronarias, accidentes cerebrovasculares, cardiovasculares), reducen el colesterol malo; por lo tanto, facilitan la eliminación de la acumulación de placas en las paredes arteriales, que pueden ser la causa de un ataque cardíaco o accidente cardiovascular. Al tener una importante cantidad en su composición de aceite A, se evita tener que hidrogenar el aceite, con lo que se evita que se originen grasas hidrogenadas y de configuración trans, que se comportan en nuestro organismo como las grasas saturadas. Una de las opciones que podría estudiarse para poder sustentar la nueva inversión es trabajar junto con el quipo de Compra, Mercadeo, entre otros, es incrementar el precio de ambos productos en la calle, pero este incremento podría consolidarse gracias al departamento de mercadeo si implementa una campaña en la cual, le haga saber a todos sus consumidores, que se está utilizando una mezcla de aceite más saludables que les brindara a los niños una mejor calidad de vida. En la actualidad, los consumidores están muy bien informados de cuáles son los beneficios que acarrea el consumir alimentos más sanos y cómo puedes hacer para lograr dicho propósito. Es fundamental, resaltar en esta campaña, que el producto no ha variado en ningún momento, las características a las cuales todos los consumidores están plenamente acostumbrados: sabor, olor, color, etc. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Con base a lo expuesto, se llega a las siguientes conclusiones: Para cumplir en primer lugar con las especificaciones de porcentajes de grasas presentes en los productos especificado por la compañía y en segundo lugar para cumplir con el requerimiento de poli-insaturados señalado en el “Protocolo válido para la utilización de nuevos aceites” es fundamental, modificar la composición del aceite tal como lo ofrece el proveedor. Se debe utilizar: 80% Mezcla C- 20% Aceite A. Para alcanzar un valor de 24,5% de aceite en el producto final 1 es necesario: Implementar bandas con agujeros pequeños por donde se filtre el aceite, calibrar las cuchillas que rebanen la materia prima dentro de especificaciones, secar muy bien la materia prima antes de entrar al freidor, cargar al máximo el freidor, disminuir el tiempo de residencia dentro del freidor. Para alcanzar, un valor de 24% de aceite en el producto 2, es necesario modificar la fórmula del slurry que se le agrega a la base del producto final. Los índices de oxidación mostraron que el aceite A es más resistente frente a la oxidación que la nueva mezcla de aceite C. El aceite A, alcanzara la acidez no deseada en 21.4 horas, mientras que la mezcla C la alcanzará en 16.6 horas. La oxidación se favorece a medida que se incrementa la concentración de ácidos grasos insaturados ya que el proceso se inicia con el ataque del oxigeno molecular a los dobles enlaces de estos ácidos, lo que explica que el aceite A, rico en ácidos grasos saturados, sea más resistente a la oxidación que el aceite C, rico en ácidos poli-insaturados. Los análisis sensoriales no arrojaron diferencias significativas entre los productos fabricados con sus actuales aceites y la nueva mezcla de aceite C, por lo cual se concluye que puede utilizarse sin ningún inconveniente, ya que no correrá riesgo entre los consumidores. El aceite C, es recomendado frente al aceite A actualmente utilizado; desde el punto de vista nutricional. El aceite A, al ser saturado, aumenta los niveles de colesterol en la sangre, por lo tanto impulsa problemas cardiovasculares. Mientras que el aceite C; insaturado, disminuye el colesterol en general y es una fuente rica en vitamina E, omega 85 6, 3 y 9. Se recomienda para futuras evaluaciones de aceite en la compañía, trabajar con aceites altos en ácidos grasos mono-insaturados, de manera que no requieran un cambio en su composición para ser utilizados y estos son más resistentes a la oxidación. Los gastos económicos implicados para la inversión inicial son de 2.054.500 BsF en un año. Los gastos relacionados al producto con la variación en el precio del nuevo aceite son de 12.231.825,9 BsF para el producto 1 y 3.975.552BsF para el producto 2, en un año. Con respecto al aceite A, el precio del aceite aumentó en un 46%, con respecto al aceite D, el incremento fue de un 56%. En el producto 1 disminuyó la cantidad de aceite requerido en 1.5 %, mientras que en el producto 2, la disminución fue de 8%. Con estas disminuciones, se logró cumplir las especificaciones nutricionales establecidas por la empresa. De ser necesario, para cubrir los costos; se recomienda al equipo de mercadeo utilizar una campaña , para incrementar los precios de ambos producto, basándose en que se está obteniendo un producto mucho más saludable, bajo en grasas saturadas REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Arencio, F. (2005) Enciclopedia Practica de las medicinas alternativas. Editado por EDICIONES LEA. Argentina AOCS (1999) Official methods of Analysis of the Association of official analytical Chemists. Cd 18-90. 5ta edición. Champaign, IL. Barrera Arellano, D. (1998) Estabilidad y utilización de nitrógeno en aceites y grasas. Laboratorio Oleos y Grasas. Facultad de Ingeniería de Alimentos, UNICAMP. Brasil Bayley, A. E. (1984) Aceites y grasas industriales. Editorial Reverte, S.A. España Blanco, N; López, M.L; López M.S. (2006) Vida útil del aceite de girasol Alto Oleico y del aceite convencional durante el proceso continuo de fritura de maní. Tesis doctoral de la Universidad de Córdoba. Facultad de ciencias médicas. 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