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ESTIMACIÓN DE LA
VIDA ÚTIL SENSORIAL
DE LOS ALIMENTOS
Guillermo Hough
Susana Fiszman
ESTIMACIÓN DE LA VIDA ÚTIL
SENSORIAL DE ALIMENTOS
1. Introducción al análisis sensorial
[1]
Ciencia y Tecnología para el Desarrollo
Departamento de Evaluación Sensorial de Alimentos
Instituto Superior Experimental de Tecnología Alimentaria
Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos
Edita:
Programa CYTED
Amaniel 4
28015 Madrid, España
Teléfono: 34 91 531 63 87
Fax: 34 91 522 78 45
E-mail: [email protected]
Internet: http://www.cyted.org
Editores:
Guillermo Hough
Susana Fiszman
Primera edición: febrero de 2005
I.S.B.N. 84-96023-33-8
Depósito legal: V-2081-2005
© Programa CYTED 2005
Diseño de la portada: Betina Piqueras Fiszman
Imprime:
Martín Impresores, S. L.
Pintor Jover, 1 - 46013 Valencia
Impresión en España
Autores
Ana V. Curia, Departamento de Evaluación Sensorial de Alimentos (DESA),
Instituto Superior Experimental de Tecnología Alimentaria (ISETA), H. Irigoyen
931, CP: B6500DJQ, 9 de Julio, Buenos Aires, Argentina, [email protected]
Susana M. Fiszman, Departamento de Calidad y Conservación de Alimentos,
Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSIC), Polígono
de la Coma s/n, Apartado de correos 73, 46100 Burjassot (Valencia), España,
sfi[email protected]
Adriana Gámbaro García, Sección Evaluación Sensorial, Cátedra de Ciencia
y Tecnología de Alimentos, Facultad de Química, Universidad de la República,
Avda. Gral. Flores 2124, CP/PO: 11800, Montevideo, Uruguay, [email protected]
edu.uy
Lorena V. Garitta, Departamento de Evaluación Sensorial de Alimentos
(DESA), Instituto Superior Experimental de Tecnología Alimentaria (ISETA), H.
Irigoyen 931, CP: B6500DJQ, 9 de Julio, Buenos Aires, Argentina, [email protected]
cyt.edu.ar
Guadalupe Gómez Melis, Departamento de Estadística e Investigación
Operativa, Universidad Politécnica de Cataluña, Pau Gargallo 5, 08028 Barcelona,
España, [email protected]
Guillermo E. Hough, Departamento de Evaluación Sensorial de Alimentos
(DESA), Instituto Superior Experimental de Tecnología Alimentaria (ISETA), H.
Irigoyen 931, CP: B6500DJQ, 9 de Julio, Buenos Aires, Argentina, [email protected]
cyt.edu.ar
Constanza López, Departamento de Química, Universidad Nacional de
Colombia, Ciudad Universitaria, Departamento de Química, oficina 435, Bogotá,
Colombia, [email protected]
María Carolina Martínez, Departamento de Evaluación Sensorial de
Alimentos (DESA), Instituto Superior Experimental de Tecnología Alimentaria
(ISETA), H. Irigoyen 931, CP: B6500DJQ, 9 de Julio, Buenos Aires, Argentina,
[email protected]
Patricia Restrepo Sánchez, Departamento de Química, Universidad Nacional
de Colombia, Ciudad Universitaria, Departamento de Química, oficina 435,
Bogotá, Colombia, [email protected]
Ana Salvador, Departamento de Calidad y Conservación de Alimentos,
Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSIC), Polígono
de la Coma s/n, Apartado de correos 73, 46100 Burjassot (Valencia), España,
[email protected]
María José Santa Cruz, Departamento de Evaluación Sensorial de Alimentos
(DESA), Instituto Superior Experimental de Tecnología Alimentaria (ISETA), H.
Irigoyen 931, CP: B6500DJQ, 9 de Julio, Buenos Aires, Argentina, [email protected]
cyt.edu.ar
Paula Varela, Departamento de Calidad y Conservación de Alimentos,
Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSIC), Polígono
de la Coma s/n, Apartado de correos 73, 46100 Burjassot (Valencia), España,
[email protected]
Emma Wittig de Penna, Departamento de Evaluación Sensorial y Desarrollo
de Productos, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de
Chile, Vicuña Makenna 20, CP/PO: 233, Santiago, Chile, [email protected]
1. Introducción al análisis sensorial
[5]
Índice
PREFACIO
1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS SENSORIAL ............................................................................. 13
1.1. Definición de la vida útil sensorial.............................................................................................................................
1.2. Importancia del consumidor .................................................................................................................................................
1.3. Vida útil en la bibliografía ........................................................................................................................................................
1.4. Referencias y bibliografía ..........................................................................................................................................................
13
14
15
16
2. PRINCIPIOS BÁSICOS DE ANÁLISIS SENSORIAL ....................................................... 17
2.1. Introducción ........................................................................................................................................................................................................
2.2. ¿Qué es la evaluación sensorial? ..................................................................................................................................
2.3. Campos de aplicación de la evaluación sensorial ..........................................................................
2.3.1. Producción........................................................................................................................................................................................
2.3.2. Control de calidad..............................................................................................................................................................
2.3.3. Desarrollo de productos ..........................................................................................................................................
2.3.4. Mercadotecnia...........................................................................................................................................................................
2.4. Percepción y atributos sensoriales .............................................................................................................................
2.5. Condiciones generales para el desarrollo de pruebas de evaluación
sensorial .....................................................................................................................................................................................................................
2.6. Pruebas analíticas utilizadas en evaluación sensorial ...........................................................
2.6.1. Pruebas de discriminación..................................................................................................................................
Prueba del triángulo o triangular...........................................................................................................
17
17
18
18
19
19
20
20
22
24
24
24
Prueba de comparación por pares o pareada ....................................................................
Prueba de diferencia con un control .................................................................................................
Prueba de ordenación ..................................................................................................................................................
2.6.2. Pruebas descriptivas ......................................................................................................................................................
2.7. Pruebas afectivas utilizadas en el análisis sensorial..................................................................
2.7.1. Pruebas de preferencia ................................................................................................................................................
Comparación por pares para medir preferencia ..........................................................
Ordenamiento de preferencia ........................................................................................................................
2.7.2 Pruebas para medir aceptabilidad ...........................................................................................................
2.8. Referencias y bibliografía .........................................................................................................................................................
26
28
29
31
36
38
38
38
39
41
3. DISEÑO DE ENSAYOS DE VIDA ÚTIL DE ALIMENTOS ................................... 43
3.1. Introducción .........................................................................................................................................................................................................
3.2. Obtención de información preliminar .................................................................................................................
3.3. Diseño del estudio....................................................................................................................................................................................
3.3.1. Selección de las condiciones del ensayo ....................................................................................
3.4. Determinación del tiempo máximo de almacenamiento para el
estudio ...........................................................................................................................................................................................................................
3.5. Selección de los tiempos de muestreo .................................................................................................................
3.6. Determinación de los descriptores críticos ................................................................................................
3.7. Determinación del número de muestras necesarias para el ensayo .............
3.8. Definición de las condiciones de almacenamiento del control o
testigo .............................................................................................................................................................................................................................
3.9. Selección del diseño experimental ...........................................................................................................................
3.9.1. Diseño básico ...............................................................................................................................................................................
3.9.2. Diseño escalonado .............................................................................................................................................................
3.10. Selección del criterio de falla...........................................................................................................................................
3.11. Referencias y bibliografía .......................................................................................................................................................
43
43
44
44
45
45
46
46
47
47
47
49
50
51
4. METODOLOGÍA DE ESTADÍSTICA DE SUPERVIVENCIA......................... 53
4.1. Introducción.........................................................................................................................................................................................................
4.2. Protocolo experimental de los datos que se utilizarán para ilustrar la
metodología .........................................................................................................................................................................................................
4.3. Conceptos básicos ....................................................................................................................................................................................
4.4. Fenómeno de la censura................................................................................................................................................................
4.5. Cálculo de la vida útil a partir de los datos de los consumidores .....................
53
54
55
58
60
4.5.1. Estimación de la función de rechazo ...............................................................................................
4.5.2. Cálculo de los percentiles con sus intervalos de confianza ...................
4.6. Poblaciones y aspectos metodológicos: su influencia en el cálculo de
la vida útil...............................................................................................................................................................................................................
4.7. Método de tiempos actuales ...................................................................................................................................................
4.8. Conclusiones ......................................................................................................................................................................................................
4.9. Referencias y bibliografía ..........................................................................................................................................................
60
62
64
66
68
68
5. METODOLOGÍA DE PUNTO DE CORTE................................................................................................ 71
5.1. Introducción .........................................................................................................................................................................................................
5.2. Definición y aplicaciones de punto de corte ............................................................................................
5.2.1. Preparación de una serie de muestras con intensidades
crecientes del nivel de defecto sensorial ...................................................................................
5.2.2. Determinación de la intensidad del defecto presente en las
muestras por medio de un panel entrenado .........................................................................
5.2.3. Determinación de la aceptabilidad de las mismas muestras con
una panel de consumidores ...............................................................................................................................
5.2.4. Cálculo matemático del punto de corte ......................................................................................
5.3. Cinética de orden cero y de primer orden ....................................................................................................
5.4. Cálculo de la vida útil .......................................................................................................................................................................
5.6. Referencias y bibliografía ..........................................................................................................................................................
71
71
72
72
73
73
75
78
81
6. ESTUDIOS ACELERADOS ....................................................................................................................................................... 83
6.1. Ecuación de Arrhenius ....................................................................................................................................................................
6.2. Estimación de la energía de activación .............................................................................................................
6.2.1. Regresión lineal básica ..............................................................................................................................................
6.2.2. Regresión lineal con intervalos .................................................................................................................
6.2.3. Regresión no lineal ..........................................................................................................................................................
6.2.4. Compendio de cálculos ............................................................................................................................................
6.3. Variación en la velocidad de reacción cada 10ºC: Q10............................................................
6.4. Relación empírica de vida útil con la temperatura ......................................................................
6.5. Consideración de cuidados especiales en ensayos acelerados ................................
6.6. Referencias y bibliografía..........................................................................................................................................................
83
85
85
87
89
90
90
92
94
95
7. LAS MEDIDAS DE ALGUNAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS
ALIMENTOS Y SU CORRELACIÓN CON LAS
MEDIDAS SENSORIALES ......................................................................................................................................................... 97
7.1. La correlación entre las medidas instrumentales y las medidas
sensoriales ............................................................................................................................................................................................................... 97
7.2. Medida de la textura ............................................................................................................................................................................ 98
7.2.1. Aspectos generales ............................................................................................................................................................ 98
7.2.2. Técnicas instrumentales para la medición de la textura .............................. 99
Los ensayos empíricos............................................................................................................................................... 100
Los ensayos imitativos .............................................................................................................................................. 100
Los métodos fundamentales ........................................................................................................................... 102
7.2.3. Consideraciones sobre las medidas de textura............................................................... 102
7.3. Medida del color .......................................................................................................................................................................................... 103
7.3.1. La percepción del color y la colorimetría................................................................................. 103
7.3.2. Métodos de inspección visual comparativa. Sistemas de
clasificación de colores ............................................................................................................................................. 104
Los atlas de colores ......................................................................................................................................................... 105
Las placas o cartas de colores ...................................................................................................................... 106
7.3.3. Métodos instrumentales y determinación de coordenadas
cromáticas ......................................................................................................................................................................................... 106
7.4. Referencias y bibliografía .......................................................................................................................................................... 110
1. Introducción al análisis sensorial
[9]
Dedicamos este libro
a nuestro compañero Ricardo Sánchez,
a quien la vida, de repente,
le quedó demasiado pequeña.
1. Introducción al análisis sensorial
[11]
Prefacio
El Programa CYTED a través de sus Subprogramas y éstos a través de sus
Redes y Proyectos, ayudan a canalizar en forma globalizada las inquietudes de la
comunidad técnica y científica de la Región. Es así que las actividades de RIEPSA
(Red Iberoamericana de Evaluación de Propiedades Sensoriales de Alimentos),
una de las redes del Subprograma XI “Tratamiento y conservación de alimentos”,
se han visto continuadas y profundizadas gracias a los proyectos generados en su
seno. El primer proyecto fue “Desarrollo y estandarización de conceptos para la
evaluación sensorial de alimentos” dirigido por la Dra. María Helena Damásio y
que derivó en la publicación del “Manual de Conceptos para Análisis Sensorial
de los Alimentos”(1). El presente proyecto “Vida Útil Sensorial de Alimentos” fue
desarrollado por siete grupos de investigación provenientes de Argentina, Chile,
Colombia, Costa Rica, España y Uruguay; con la coordinación del Dr. Guillermo
Hough.
Con el objetivo de compartir los avances obtenidos, decidimos escribir la obra
que tiene en sus manos; en ella se presentan los resultados que este grupo ha
generado hasta la fecha. Los gestores de este texto desean que las experiencias
expuestas le sean de utilidad y faciliten la aclaración y discusión de las múltiples
interrogantes que se plantean al abordar un estudio de vida útil.
(1)
Damásio, M.E. (1999). Manual de conceptos para análisis sensorial de los alimentos. México,
D.F.: Dirección de Publicaciones y Materiales Educativos, Instituto Politécnico Nacional.
1. Introducción al análisis sensorial
[13]
1
INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS
SENSORIAL
Guillermo Hough
Emma Wittig
1.1. Definición de la vida útil sensorial
La vida útil de un alimento representa aquel período de tiempo durante el cual
el alimento se conserva apto para el consumo desde el punto de vista sanitario,
manteniendo las características sensoriales, funcionales y nutricionales por
encima de los límites de calidad previamente establecidos como aceptables.
Entre las muchas variables que deben considerarse en la vida útil de un
alimento están: la naturaleza del alimento, su composición, las materias primas
usadas, el proceso a que fue sometido, el envase elegido para protegerlo, las
condiciones de almacenamiento y distribución y la manipulación que tendrá en
manos de los usuarios. Es bien conocido que estas condiciones pueden influenciar
negativamente los atributos de calidad de los alimentos (Man y Jones, 1994).
Para el empresario que necesita cumplir con aspectos reglamentarios y legales de
etiquetado, es de interés contar con métodos prácticos y confiables para estimar
la vida útil de sus productos.
De la definición de vida útil surge que lo primordial es el aspecto sanitario.
Ningún fabricante puede tolerar que sus clientes se intoxiquen, ya sea por una
proliferación microbiana elevada o por la presencia de un algún compuesto
químico tóxico generado durante un almacenamiento demasiado prolongado.
Para algunos alimentos también es importante el aspecto nutricional.
Por ejemplo, en fórmulas para lactantes, la provisión de vitaminas y otros
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[14]
nutrientes esenciales no debe verse afectada por el deterioro de éstos durante el
almacenamiento.
Pasadas las barreras sanitarias y nutricionales, la barrera restante depende en
definitiva de las propiedades sensoriales del producto. Se puede discutir que es
importante tener en cuenta los cambios físicos o químicos, pero éstos repercuten
directamente sobre la calidad sensorial. Por ejemplo un yogur que libera suero
durante el almacenamiento, genera un cambio físico indeseable desde el punto
de vista sensorial, y por ello debe minimizarse. Durante el almacenamiento de
un jugo (zumo) de fruta se pueden producir reacciones químicas que generan
productos de pardeamiento. Se buscarán mecanismos que retarden o bloqueen
estas reacciones químicas, pero en definitiva lo que se quiere evitar es que aparezca
un defecto sensorial que impacte negativamente al usuario.
1.2. Importancia del consumidor
Los factores que afectan la percepción de calidad por parte del consumidor son
tanto intrínsecos del producto, como extrínsecos (Cardello, 1998). Los factores
intrínsecos están relacionados con las propiedades microbiológicas y fisicoquímicas.
Estas variables, por su propia naturaleza, controlan las características sensoriales
del producto, que a su vez son las variables que determinan la aceptabilidad y la
percepción de calidad que tiene el consumidor. Aunque los factores intrínsecos
son determinantes de la calidad, muchos otros factores extrínsecos contribuyen a
la misma. Estos factores cubren aspectos asociados a las expectativas, influencias
culturales y sociales. Sobre éstos contribuyen el precio, la conveniencia y la
marca.
La correlación entre la medición de la calidad de un alimento dada por el
consumidor y la aceptabilidad del mismo alimento, fue estudiada por Cardello,
Bell y Kramer (1996), resultando un coeficiente de correlación superior a 0,92.
No cabe duda de que la calidad de un alimento está definida por la percepción
que de ella tenga el consumidor, y que esta percepción está muy ligada a lo que
al consumidor le gusta. Entre los atributos de calidad de un alimento está la vida
útil sensorial (VUS), por lo tanto el consumidor es un protagonista clave cuando
se quiere definir este parámetro.
1. Introducción al análisis sensorial
[15]
1.3. Vida útil en la bibliografía
Existen varios libros publicados en los últimos años sobre el tema de vida
útil de alimentos. Labuza (1982) presenta en los tres primeros capítulos de su
libro los distintos tipos de rotulado en relación con la vida útil, los mecanismos
básicos de deterioro, conceptos de cinética y las ecuaciones que vinculan la vida
útil con la temperatura. Luego presenta dieciocho capítulos sobre distintos grupos
de alimentos, con información sobre almacenamiento, formas de deterioro y datos
de vida útil. Muchos de los datos publicados por este autor tienen como base
de su determinación las propiedades sensoriales y son valiosos, pudiendo servir
como punto de partida en la determinación de la VUS. Pero debe considerarse
que muchas veces la información obtenida de datos publicados, o de productos
similares que se comercializan en otros mercados, llevan a un error. Las
condiciones ambientales, sanitarias y climáticas varían de un país a otro, además
de la variabilidad que aportan las diferentes materias primas empleadas, el proceso
a que es sometido el alimento, las barreras que brinda el tipo de envase elegido
y finalmente las condiciones en que será almacenado y distribuido hasta llegar
a manos del consumidor. Aquí nuevamente sufrirá cambios por las diferentes
formas que éste tenga de manipularlo o guardarlo, hasta terminar de consumirlo.
Todos estos factores hacen que datos publicados deban ser corroborados por
nuevos experimentos.
En el libro editado por Eskin y Robinson (2001), varios autores analizan los
factores físicos, químicos y biotecnológicos que afectan la vida útil de un alimento,
pero no abordan en forma específica los cambios sensoriales. Taub y Singh (1998)
reconocen la importancia de los aspectos sensoriales al dedicar el primero y el
último capítulo de su libro a las percepciones y actitudes de los consumidores,
aunque no especifican detalles de cómo medir la VUS de un alimento. En el
resto de los capítulos de este libro diversos autores analizan cambios físicos y
químicos ocurridos durante el almacenamiento de alimentos. En el libro editado
por Man y Jones (1994) hay dos capítulos iniciales en los que se dan algunos guías
sobre métodos sensoriales, pero sin entrar en detalle sobre los mismos. Incluso la
definición de VUS dada en el primer capítulo de este libro no es apropiada. Se
define la VUS en función de la mínima diferencia perceptible. Es muy posible
que una galleta almacenada durante cuatro meses difiera sensorialmente de
una galleta recién elaborada, pero puede que esta diferencia sea tolerada por el
consumidor sin llevar al rechazo del producto. Más adelante se verá también que
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[16]
esta diferencia puede ser tolerada por un consumidor y rechazada por otro, y que
este fenómeno debe ser tenido en cuenta al definir la VUS.
Del análisis de los libros publicados sobre el tema de vida útil de alimentos
surge que hay un déficit del enfoque sobre los aspectos sensoriales que percibe el
consumidor.
El presente manual busca llenar ese hueco proponiendo el tratamiento del
tema con un enfoque en los aspectos prácticos del diseño y cálculo de la VUS.
Para ilustrar la metodología propuesta se incluyen ejemplos de casos reales de
alimentos, desarrollados por los participantes en este Proyecto.
1.4. Referencias y bibliografía
Cardello, A.V. 1998. Perception of food quality. En Food storage stability. I. A.
Taub y R.P. Singh (eds.), Boca Raton (Florida): CRC Press.
Cardello, A.V., Bell, R., Kramer, F.M. 1996. Attitudes of consumers toward
military and other institutional foods. Food Quality and Preference 7, 7-20.
Eskin, N.A., Robinson, D.S. (eds.). 2001. Food shelf life stability. Chemical,
biochemical and microbiological changes. Boca Raton (Florida): CRC
Press.
Labuza, T.P. 1982. Shelf-life dating of foods. Westport (Connecticut): Food &
Nutrition Press.
Man, C.M.D., Jones, A.A. (eds.). 1994. Shelf life evaluation of foods. Londres:
Blackie Academic & Professional.
Taub, I.A. y Singh, R.P. (eds.). 1998. Food storage stability. Boca Raton (Florida):
CRC Press.
1. Introducción al análisis sensorial
[17]
2
PRINCIPIOS BÁSICOS DE ANÁLISIS
SENSORIAL
María José Santa Cruz
Carolina Martínez
Paula Varela
2.1. Introducción
El objetivo del presente capítulo no pretende ser más que una introducción
al Análisis Sensorial; en él se ofrecen los conceptos básicos y mínimos para
iniciarse en esta compleja disciplina. Éstos permitirán interpretar y quizá aplicar
otros conceptos que se brindan en el transcurso de este libro.
Si tras su lectura se consigue estimular a alguien en la profundización de tan
interesante tema, se habrán conseguido los objetivos.
Sobre el final del capítulo se incluye bibliografía actualizada y referencias
de las principales normativas que se aplican en Análisis Sensorial para aquellos
lectores que se sientan atraídos o necesitados de ampliar estos conocimientos.
2.2. ¿Qué es la evaluación sensorial?
La evaluación sensorial es una función que la persona realiza desde la infancia
y que le lleva, consciente o inconscientemente, a aceptar o rechazar los alimentos
de acuerdo con las sensaciones experimentadas al observarlos o ingerirlos. Sin
embargo, las sensaciones que motivan este rechazo o aceptación varían con el
tiempo y el momento en que se perciben. De esta manera, la calidad sensorial
de un alimento es el resultado de la interacción entre el alimento y el hombre,
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[18]
dando origen a una sensación provocada por determinados estímulos procedentes
del alimento a veces modulada por las condiciones fisiológicas, psicológicas y
sociológicas de la persona o grupos de personas que la evalúa.
La necesidad de adaptarse a los gustos del consumidor obliga a que, de una
forma u otra, se intente conocer cuál será el juicio crítico del consumidor en la
evaluación sensorial que realizará del alimento. Es evidente la importancia que
tiene para el técnico en la industria alimentaria disponer de sistemas y herramientas
que le permitan conocer y valorar las cualidades sensoriales del producto que
elabora y la repercusión que puedan tener los posibles cambios en su elaboración
o en los ingredientes, en la características finales del producto.
Para que el análisis sensorial se pueda realizar con un grado importante de
fiabilidad, será necesario objetivar y normalizar todos los términos y condiciones
que puedan influir en las determinaciones con el objetivo de que las conclusiones
a las que se llegue sean cuantificables y reproducibles con la mayor precisión
posible.
Teniendo en cuenta lo expuesto anteriormente se puede citar la definición
de evaluación sensorial que brinda la División de Evaluación Sensorial del
Instituto de Tecnólogos de Alimentos (IFT) de Estados Unidos de Norteamérica:
“la disciplina científica utilizada para evocar, medir, analizar e interpretar las
reacciones a aquellas características de alimentos y otras sustancias que son
percibidas por los sentidos de la vista, olfato, gusto, tacto y oído”.
2.3. Campos de aplicación de la evaluación sensorial
Cuando la producción de un alimento está bien definida, tanto en términos
instrumentales como sensoriales, la calidad de un producto es más completa,
tendiendo a los modernos conceptos de Calidad Total. A continuación se detallan
las áreas que pueden beneficiarse con la puesta en marcha de un programa de
evaluación sensorial en una empresa.
2.3.1. Producción
Día a día se producen muchos cambios en los procesos de elaboración de
alimentos, y es importante monitorizar su efecto. Por ejemplo, el consumidor
2. Principios básicos de análisis sensorial
[19]
no debería detectar diferencias cuando se cambia un proveedor por otro, o
cuando se cambian equipos. Mediante ensayos de discriminación, evaluadores
entrenados pueden determinar si en el producto se detectan diferencias superiores
a las especificaciones sensoriales establecidas. Si evaluadores seleccionados y
entrenados, en el ámbito controlado de un laboratorio de análisis sensorial, no
encuentran diferencias, es poco probable que las encuentre el consumidor.
2.3.2. Control de calidad
La calidad sensorial, tal como la ve el consumidor, debe controlarse. Se
pueden establecer programas para asistir al departamento de control de calidad
en el aspecto sensorial. Las etapas que pueden controlarse son:
-Ingredientes: pueden controlarse con pruebas de diferencia, comparando los
lotes entrantes contra un testigo. Se utilizan evaluadores entrenados para
determinar si se acepta o rechaza el ingrediente.
-Productos en proceso: estos controles son importantes en ciertos productos;
por ejemplo, en quesos de larga maduración. El control puede llevarse a
cabo por los empleados responsables de la producción, entrenados por el
departamento de evaluación sensorial en los atributos a medir y en los límites
de aceptabilidad.
-Producto final: es el control más importante porque se realiza sobre lo que
recibe el consumidor. Deben considerarse atributos de apariencia, aroma,
textura y sabor. En algunos casos debe figurar alguna función especial como
sería la capacidad de un queso crema para ser untado.
2.3.3. Desarrollo de productos
Esta suele ser el área en la que más se aplica el análisis sensorial, y de hecho se
recomienda que el departamento de evaluación sensorial dependa de la Gerencia
de Investigación y Desarrollo. En las distintas fases del desarrollo de un producto
se aplican los siguientes ensayos: diferencias con un modelo que se quiere imitar;
descripción de las diferencias para saber hacia dónde orientar el futuro desarrollo;
ensayos de vida útil en función del tiempo y condiciones de almacenamiento, y
pruebas de aceptabilidad sensorial con grupos reducidos de consumidores como
un paso previo a un estudio de mercado más amplio.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[20]
2.3.4. Mercadotecnia
El objetivo de la mercadotecnia o marketing es encontrar y llegar al consumidor
hacia el cual va dirigido el producto. El objetivo de la evaluación sensorial es
determinar cuándo se tiene el mejor producto para ese consumidor. Ninguno
de los dos puede tener éxito sin el otro. Dentro del área de la mercadotecnia,
la evaluación sensorial desempeña las siguientes funciones: realiza ensayos de
preferencia y aceptabilidad, sobre todo durante el desarrollo de un nuevo producto;
establece comparaciones periódicas con productos de la competencia; detecta
si una mala imagen puede deberse a problemas sensoriales u otros (etiqueta,
publicidad, marca, etc.) y verifica las causas de quejas de consumidores sobre
aspectos sensoriales.
2.4. Percepción y atributos sensoriales
El proceso sensorial se inicia con la presencia de un estímulo que actúa sobre
los receptores sensoriales. Se define el estímulo como el agente químico o físico
que produce la respuesta de los receptores sensoriales externos o internos. El
impulso nervioso, creado por el receptor sensorial, se transmite por el sistema
nervioso al cerebro que lo interpreta como sensación.
La interpretación de la sensación, es decir, la toma de conciencia sensorial, se
denomina percepción.
Cada órgano receptor está especializado en recibir una sola clase de estímulo.
Existen seis clases de estímulos: mecánicos, térmicos, luminosos, acústicos,
químicos y eléctricos. Cada uno de ellos dará lugar a una sensación que vendrá
caracterizada por su calidad, intensidad, duración y por la sensación de agrado
o rechazo. Los estímulos son medidos por métodos físicos o químicos, pero las
sensaciones sólo pueden ser medidas mediante métodos psicológicos.
El primer contacto del ser humano con un producto alimenticio se produce
habitualmente a través de la vista, el olfato (por el aire, a través de la nariz), el oído
o el tacto, o bien por dos o tres de estas percepciones sensoriales simultáneamente.
Las sensaciones subsiguientes son generalmente táctiles (a través de los labios y
la cavidad bucal, donde pueden percibirse sensaciones de frío, calor o dolor) y,
de nuevo, sonidos (los de la masticación); inmediatamente después intervienen
2. Principios básicos de análisis sensorial
[21]
el gusto y nuevamente el olfato, pero esta vez en forma indirecta, a través de la
cavidad faríngea.
Los atributos de un alimento se perciben en el siguiente orden: apariencia,
aroma u olor, textura y sabor.
La apariencia es muchas veces el único atributo en el cual se basa la decisión
de comprar o consumir un alimento. Las características de apariencia son, entre
otras, el color (generalmente el deterioro de un alimento está acompañado por
cambios de color), la forma y el tamaño (largo, ancho, forma geométrica, tamaño
de partículas), el brillo o la turbidez.
El olor de un producto se detecta cuando sus componentes volátiles entran
en la cavidad nasal y se perciben por el sistema olfatorio. Se define aroma como
el olor de un producto alimenticio y fragancia como el olor de un perfume o
cosmético. La cantidad de sustancias volátiles que libera un producto depende de
la temperatura y de la naturaleza de sus componentes. No existe hasta el momento
ninguna estandarización internacional en la terminología empleada para describir
olores.
El gusto de un alimento se detecta por los receptores gustativos que se
distribuyen en la lengua y sus papilas, en el paladar y en la faringe. Los órganos
receptores son los corpúsculos formados por varias células individuales que se
agrupan entre dos y doce. Estas células se distribuyen alrededor de un centro
hueco denominado poro, donde entra la sustancia química estimulante y alcanza la
célula receptora que está conectada a una fibra nerviosa que transmite la sensación
al cerebro. Para que una sustancia sea un estímulo gustativo debe reunir varios
requisitos; entre los más estudiados se encuentran solubilidad, concentración,
temperatura, estructura química y capacidad de ionización.
El sabor o flavor de un alimento define una sensación compleja que se obtiene
por la estimulación de los órganos de varios sentidos en la boca, que incluyen gusto,
olfato y sensaciones químicas. Estas últimas se perciben por el sentido químico
común cuando se estimulan las terminaciones nerviosas de la mucosa nasal, bucal
y faringe (astringencia, picor, frescura, calor, pungencia, sabor metálico).
La textura es un conjunto de características de un producto capaces de
estimular los receptores mecánicos y táctiles de la boca durante la degustación.
Las sensaciones producidas se designan por términos generales que se perciben
en la cavidad bucal tanto al masticar como en el acto de comprimir un alimento
con la lengua, los dientes y el paladar. Un complemento de la apreciación de
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[22]
la textura de un alimento se obtiene por el sentido del oído (ruido). Las ondas
sonoras provocan la vibración del tímpano que mecánicamente (a través del oído
interno) la pasa al nervio auditivo que transmite la sensación al cerebro.
Hay que destacar, entonces, que las sensaciones experimentadas al ingerir
un alimento no están relacionadas con un solo sentido, sino que en ellas se
entremezclan distintos estímulos y vías nerviosas que actúan como respuesta a
una estimulación compleja.
2.5. Condiciones generales para el desarrollo de pruebas de
evaluación sensorial
Cuando se utilizan personas como instrumentos, es necesario controlar
estrictamente todos los métodos y las condiciones de las pruebas para evitar los
errores causados por factores psicológicos. Las condiciones mentales y físicas
del evaluador, así como la influencia del medio ambiente donde se desarrollan las
pruebas, afectan a la evaluación sensorial. Aun el tiempo y el momento elegido
pueden influir sobre la disposición del evaluador.
La norma ISO 8589 (ISO, 1988) Sensory Analysis – General Guidance for
the Design of Test Rooms provee una guía para la instalación de los locales de
ensayo para análisis sensorial. El lugar físico donde se realizan las pruebas debe
diseñarse para minimizar los prejuicios del sujeto, maximizar su sensibilidad y
eliminar las variables que no provengan del producto que se va a evaluar. Es
aconsejable utilizar un área de evaluación sensorial especial en la que se eviten
las distracciones y se puedan controlar todas las condiciones, de forma que se
garantice que la situación sea constante para la próxima prueba. De ser posible,
el ambiente será tranquilo, agradable, de temperatura acondicionada y en algunos
casos con control de humedad. No se permite fumar ni el uso de cosméticos o
perfumes dentro de esta área.
Para la mayoría de las pruebas, los evaluadores deben emitir juicios
independientes, por lo tanto, para prevenir una posible comunicación entre ellos,
se utilizan cabinas individuales. En éstas, la luz debe ser uniforme y no debe
influir la apariencia del producto que se va a evaluar. Algunas veces se utilizan
luces coloreadas para disimular diferencias de color entre las muestras.
2. Principios básicos de análisis sensorial
[23]
La hora del día en que se desarrollan las pruebas puede influir en los resultados;
los mejores momentos serían al finalizar la mañana y la media tarde.
La preparación de las muestras debe desarrollarse en un área anexa a la sala
de degustación. Esta área debe contar con un buen sistema de extracción de aire
para eliminar todos los olores. Generalmente se necesitan pruebas preliminares
para determinar el método de preparación del producto. Factores tales como la
temperatura o el método de cocción, tiempo y velocidad de mezclado o cantidad
de agua y tamaño de muestra, deben predeterminarse y mantenerse constantes
durante todas las pruebas con ese producto.
Los evaluadores pueden verse afectados por algunas características de las
muestras que son irrelevantes. Es por ello que debe lograrse que las muestras
provenientes de distintos tratamientos sean idénticas en todas sus características,
salvo en la que se está evaluando. A veces es necesario rallar, moler o licuar
las muestras para obtener uniformidad. Para enmascarar cambios de color puede
utilizarse iluminación especial, vasos de color o colorantes insípidos.
La mayoría de los alimentos se sirven en la forma en que se consumen
normalmente. En algunos casos son necesarios soportes que ayuden en la
discriminación entre las muestras. Por ejemplo, las salsas picantes y especias
necesitan un soporte que actúe como vehículo y diluyente. También debe tenerse
en cuenta el tipo de prueba: preferencia, discriminación o descriptiva.
Es importante definir la temperatura de evaluación de las muestras. Para
ensayos de aceptabilidad, lo mejor es servir las muestras a la temperatura que
normalmente se consumen. Para ensayos de discriminación, en general, se sirven
a la temperatura óptima de percepción; por ejemplo, el aceite de oliva se evalúa
a 30ºC.
El número de muestras evaluadas en cada sesión debe determinarse con los
evaluadores en sesiones preliminares. Un factor importante es la motivación,
ya que los evaluadores muchas veces pierden las ganas de evaluar antes que su
capacidad.
Durante la sesión de trabajo los evaluadores reciben algún agente para el
enjuague de la boca entre las muestras. En general se utiliza agua a temperatura
ambiente. Para alimentos grasos, es mejor que el agua esté tibia. Para algunos
casos específicos se han utilizado distintos agentes como apio, manzana o galletas.
Otro buen neutralizante es el tiempo que transcurre entre muestra y muestra.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[24]
Se ha demostrado que en algunos casos existe un efecto debido al orden de
presentación de las muestras, sobre los resultados. La presentación de una muestra
de muy buena calidad antes que otra más pobre, hace que esta última reciba una
puntuación menor de la que recibiría si el orden fuera inverso. En la prueba del
triángulo, por ejemplo, hay una tendencia a elegir como distinta la muestra del
medio. Para evitar estos problemas, el orden de presentación debe equilibrarse,
sobre todo cuando el número de evaluadores y de muestras son pequeños. Además,
los códigos con que se identifican las muestras no deben dar ningún indicio sobre
los tratamientos. En general se utilizan códigos de tres números dígitos.
2.6. Pruebas analíticas utilizadas en evaluación sensorial
2.6.1. Pruebas de discriminación
Las pruebas de discriminación pueden ser clasificadas de muy diversos modos,
pero en la práctica las podemos dividir en dos grupos principales: las pruebas de
diferencia global y las pruebas para diferenciar atributos.
Las pruebas de diferencia global son pruebas, como la del triángulo y la dúotrío, diseñadas para demostrar si los evaluadores pueden detectar alguna diferencia
entre las muestras. Responden a la pregunta: ¿existe alguna diferencia sensorial
entre las muestras?
Las pruebas para diferenciar atributos son aquellas en las que se evalúa si se
encuentran diferencias en un atributo (o en unos pocos) en particular. Responden a
la pregunta: ¿cómo difiere el atributo X entre las muestras? Por ejemplo: “Ordene
estas tres muestras por dulzor”; y todos los otros atributos son ignorados.
En este grupo están las pruebas de comparación por pares y todos los tipos de
pruebas de comparación múltiple.
• Prueba del triángulo o triangular
Este método se emplea cuando el objetivo de la prueba es determinar si existe
diferencia sensorial entre dos productos. Este método es particularmente
útil en situaciones en las que el tratamiento puede producir cambios en el
producto, y no puede caracterizarse simplemente por uno o dos atributos.
2. Principios básicos de análisis sensorial
[25]
A pesar de ser estadísticamente más eficiente que la comparación por pares
y que la prueba dúo-trío, la prueba del triángulo tiene un uso limitado para
aquellos productos que produzcan fatiga, persistencia o adaptación sensorial,
y con evaluadores que encuentran esta prueba algo confusa y difícil.
En la prueba del triángulo generalmente se emplean entre 20 y 40 evaluadores.
Para pruebas de similitud se requieren entre 50 y 100 evaluadores. Como
mínimo los evaluadores deben estar familiarizados con la prueba (formularios
de evaluación, trabajo y forma de evaluación), y con el producto a evaluar,
ya que la memorización de los sabores y olores es importante.
A cada evaluador se le presentan tres muestras codificadas: dos muestras
son idénticas y una es diferente (o impar). Se debe preparar igual número de
las seis posibles combinaciones: ABB, BAA, AAB, BBA, ABA y BAB, y
presentarlas en forma aleatoria. Cada evaluador debe probar (examen visual,
tacto, olfato y gusto) las muestras de izquierda a derecha, y se le pide que
identifique la muestra diferente. Para la evaluación se utiliza un formulario
de evaluación como el de la figura 2.1. En la prueba del triángulo no se hace
ninguna pregunta sobre preferencia, aceptación, grado de diferencia o tipo
de diferencia entre las muestras iguales y la diferente.
Para el análisis e interpretación de resultados se debe contar el número de
respuestas correctas (identificación de la muestra diferente) y el número
total de respuestas. Utilizando tablas o programas estadísticos basados en
la distribución binomial, se determina si existen diferencias significativas
entre las muestras.
PRUEBA DEL TRIÁNGULO
NOMBRE: ......................................
EVALUADOR No: ...................................
FECHA: ..../..../....
Usted recibirá un grupo de tres muestras. Dos de estas muestras son
idénticas y la otra es diferente. Por favor, marque el número de la muestra
diferente.
248
327
512
Figura 2.1. Formulario de evaluación utilizado para la prueba
del triángulo.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[26]
Ejemplo de aplicación en el reemplazo de malta
La cerveza B se elaboró utilizando una nueva partida de malta y el Laboratorio
de Análisis Sensorial desea saber si es diferente de la cerveza control A, que
es la que actualmente se está produciendo. Se adoptó un nivel de significación
del 5%, y se dispone de 24 evaluadores entrenados. Se prepararon 36 vasos
A y 36 vasos B para formar 24 triángulos que se distribuyen al azar entre
los evaluadores, empleando 4 de cada una de las siguientes combinaciones:
ABB, BAA, AAB, BBA, ABA y BAB (A y B se reemplazan por un código
de tres números dígitos aleatorios).
Se obtuvieron trece respuestas correctas en las que se identificó la muestra
diferente. Según la tabla 2.1, se puede afirmar que las dos cervezas son
diferentes al 5% de nivel de significación. Sin embargo, si el propósito de
la prueba fuera demostrar que las dos cervezas son iguales se requiere un
número mayor de respuestas.
• Prueba de comparación por pares o pareada
Esta prueba se emplea cuando se quiere determinar de qué manera un atributo
sensorial difiere entre dos muestras (por ejemplo: más dulce o menos dulce).
Por este motivo también se lo conoce como prueba de diferencia direccional.
Es una de las pruebas más simples y más empleadas en análisis sensorial.
Debido a la simplicidad de la prueba, se puede realizar con evaluadores que
posean un mínimo de entrenamiento. Es suficiente con que los evaluadores
conozcan bien el atributo a evaluar. Si la prueba tuviera una importancia
especial (por ejemplo un sabor defectuoso en un producto comercial) se
puede seleccionar y entrenar evaluadores con una sensibilidad superior para
dicho atributo.
Se requiere un número de evaluadores mayor que para la prueba del triángulo,
ya que la probabilidad de respuestas correctas por azar es del 50%.
A cada evaluador se le presentan dos muestras codificadas. Se debe preparar
un número igual de las combinaciones AB y BA que se presentan en forma
aleatoria. Se les pide a los evaluadores que evalúen las muestras de izquierda
a derecha usando el formulario de evaluación correspondiente (figura 2.2).
Se contabiliza el número de respuestas a favor de una muestra y se analiza
por distribución binomial (uso de tablas o programas estadísticos) para ver
si existen diferencias significativas entre las muestras.
2. Principios básicos de análisis sensorial
[27]
Tabla 2.1 Número de respuestas correctas requeridas para varios niveles de
significación en la prueba del triángulo. La probabilidad de azar es de 1/3 y
la hipótesis es de una cola.
Nivel de significación
Nivel
de
significación
Respuestas
totales
(%)
10
5
1
0,1
3
3
3
-
-
4
4
4
-
5
4
4
6
5
7
Respuestas
totales
(%)
10
5
1
0,1
25
12
13
15
17
-
26
13
14
15
17
5
-
27
13
14
16
18
5
6
-
28
14
15
16
18
5
5
6
7
29
14
15
17
19
8
5
6
7
8
30
14
15
17
19
9
6
6
7
8
31
15
16
18
20
10
6
7
8
9
32
15
16
18
20
11
7
7
8
10
33
15
17
18
21
12
7
8
9
10
34
16
17
19
21
13
8
8
9
11
35
16
17
19
22
14
8
9
10
11
36
17
18
20
22
15
8
9
10
12
42
19
20
22
25
16
9
9
11
12
48
21
22
25
27
17
9
10
11
13
54
23
25
27
30
18
10
10
12
13
60
26
27
30
33
19
10
11
12
14
66
28
29
32
35
20
10
12
13
14
72
30
32
34
38
21
11
12
13
15
78
32
34
37
40
22
11
12
14
15
84
34
36
39
43
23
12
12
14
16
90
37
38
42
45
24
12
13
15
16
96
39
41
44
48
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[28]
PRUEBA DE COMPARACIÓN PAREADA
NOMBRE: ......................................
EVALUADOR No: ...................................
FECHA: ..../..../....
Usted recibirá pares de muestras. Por favor, marque el número de la
muestra que le parece que tiene sabor oxidado.
332
565
Figura 2.2. Formulario de evaluación utilizado para la prueba
de comparación pareada.
• Prueba de diferencia con un control
Este ensayo se utiliza cuando se quiere determinar si existen diferencias entre
una o más muestras con respecto a un control y, a su vez, estimar el tamaño
de las diferencias. La prueba puede utilizarse para medir la diferencia global
o medir la diferencia de un atributo.
Esta prueba es útil en situaciones en que la diferencia es evidente, pero en
las que el tamaño de la diferencia puede afectar las decisiones que deben
tomarse. Este es el caso de pruebas de control de calidad y ensayos de vida
útil.
La tarea del evaluador consiste en medir la diferencia entre una muestra
control y una o más muestras problema, utilizando una escala provista para
tal fin. Entre las muestras problema se incluye un control codificado (testigo
ciego). En las instrucciones a los evaluadores se les aclara que puede haber
un control o no. Se comparan las puntuaciones promedio de las muestras
problema con el promedio del testigo ciego.
Generalmente se requieren entre 20 y 50 evaluaciones, y se pueden hacer
duplicados por evaluador. Los evaluadores serán entrenados o no entrenados,
pero el panel no debe constituirse con evaluadores de ambos grupos. Todos
los evaluadores deben conocer los mecanismos de la prueba, el uso de
la escala y el hecho de que algunas muestras codificadas son iguales al
control.
2. Principios básicos de análisis sensorial
[29]
Se pueden utilizar escalas numéricas estructuradas o no estructuradas
como las que se presentan en la figura 2.3. Las frases de la escala verbal se
convierten en números para el análisis de resultados.
Para el análisis de los resultados se calculan los promedios para cada
muestra problema y el testigo ciego, analizando las diferencias por análisis
de varianza o por el ensayo t-Student si hay una sola muestra problema.
• Prueba de ordenación
Cuando se aplican métodos como la prueba triangular o el de comparación
pareada, sólo pueden compararse dos muestras a la vez. Muchas veces en la
práctica se necesita comparar una serie de muestras (productos comerciales,
ESCALAS ESTRUCTURADAS
Escala verbal
Ninguna diferencia
Diferencia muy leve
Diferencia leve o moderada
Diferencia moderada
Diferencia moderada o grande
Diferencia grande
Diferencia muy grande
Escala numérica
0 = ninguna diferencia
1
2
3
4
5
6
7
8
9 = diferencia muy grande
ESCALA NO ESTRUCTURADA
igual a K
muy diferente
Figura 2.3. Ejemplos de escalas estructurada y no estructurada
utilizadas para la prueba de diferencia con respecto a un
control (K).
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[30]
varias formulaciones de un producto) a fin de preseleccionar las más
adecuadas para continuar trabajando.
La prueba de ordenación o de ranking se utiliza para la determinación de
diferencias perceptibles entre varios productos de acuerdo a la intensidad de
una característica o propiedad determinada. La prueba permite determinar si
existe diferencia entre tres o más muestras y el sentido de la misma. Se pide
a los evaluadores que ordenen las muestras según la intensidad del atributo
o parámetro, de forma ascendente o descendente. El número máximo de
muestras a evaluar está determinado por la naturaleza del estímulo, en
general no más de seis debido a la fatiga o adaptación sensorial.
Las muestras se codifican con números aleatorios de tres cifras y a
diferencia de las demás pruebas de discriminación, no se presentan en
orden equilibrado, sino que se colocan en la bandeja al azar. Los jueces
pueden probarlas el número de veces que consideren necesario, usando
un neutralizante adecuado entre muestras. En la figura 2.4 se muestra un
formulario de ejemplo. Los resultados dados por cada juez se anotan y se
suma el orden asignado a cada muestra para obtener los rankings totales.
PRUEBA DE ORDENACIÓN
Usted recibirá 5 muestras de salsa ketchup.
Por favor, ordénelas según la intensidad del atributo adhesividad y
coloque los códigos numéricos en los cinco casilleros correspondientes.
(Levantar la muestra con la cuchara en forma horizontal y dejarla caer.
Observe la adhesividad de la muestra a la cuchara)
Menos
adhesiva
Más
adhesiva
Figura 2.4. Ejemplo de formulario de evaluación utilizado para
la prueba de ordenación.
2. Principios básicos de análisis sensorial
[31]
Los resultados se analizan por métodos no paramétricos como el análisis de
varianza de Friedman.
La prueba de ordenación se utiliza, por ejemplo, en la selección de
evaluadores para la formación de un panel: se determina la habilidad para
detectar diferencias en un atributo para un grupo de candidatos. Durante el
entrenamiento del panel, también se utiliza para evaluar la concordancia del
grupo y como paso previo a la realización de pruebas descriptivas.
En etapas tempranas del desarrollo de productos se emplea, por ejemplo, para
ver si hay diferencias sensoriales entre muestras por pequeñas variaciones
en la formulación, con el objetivo de reducir el número de formulaciones con
el que se trabaja.
2.6.2. Pruebas descriptivas
El análisis sensorial descriptivo representa la metodología más sofisticada
en comparación con los métodos de discriminación y de aceptabilidad. Los
resultados comprenden una descripción completa de los productos y proveen la
base para determinar las características sensoriales que son importantes para la
aceptabilidad; asimismo, podrán relacionar variables de proceso (o de formulación)
con cambios puntuales en las características sensoriales.
Una de la aplicaciones es la monitorización de la competencia; es importante
saber en qué aspectos difieren los productos propios de los de la competencia.
Esta información puede ser usada para anticipar cambios e identificar dónde están
las debilidades del producto elaborado y constituye una herramienta primaria
para introducir cambios.
En la realización de pruebas de almacenamiento el análisis descriptivo provee
la base para comparar productos y determinar si existen cambios durante el
almacenamiento. Asimismo es particularmente útil en productos que requieren
maduración, como quesos, embutidos y bebidas alcohólicas.
El análisis descriptivo se utiliza en el área del desarrollo de nuevos productos
para establecer cómo es el que se desea, determinar en qué difieren los productos
de ensayo del ideal y proveer información precisa sobre el producto final. Esto
último es importante para la promoción y control de calidad. En control de calidad
también puede utilizarse para identificar los límites de tolerancia sensoriales de
un producto y para controlar variaciones del estándar a lo largo del tiempo.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[32]
A su vez, el análisis descriptivo es especialmente útil en el área de investigación
en la identificación de diferencias sensoriales del producto que se correlacionan
con diferencias en medidas instrumentales.
Entre los diferentes métodos para realizar ensayos descriptivos se encuentran,
por ejemplo, el “Perfil de Sabor” (Flavor Profile®) y “Perfil de Textura” (Texture
Profile®), no obstante, el método más utilizado es el “Análisis Descriptivo
Cuantitativo” (The QDA Method®). Este método fue desarrollado por Stone y
Sidel en 1974 (Stone y Sidel, 2004) con el fin de superar algunas limitaciones en
los métodos anteriores.
El análisis descriptivo cuantitativo mide todas las características sensoriales
de un producto. No es apropiado pedirle a un evaluador que excluya ciertas
sensaciones, tales como aroma, o que solamente evalúe gusto, ya que existe
considerable interacción entre las distintas sensaciones. Para obtener la medida
de una sensación es conveniente medirlas todas y luego identificar el vínculo
matemático entre ellas.
Permite analizar varios productos por sesión; la evaluación de más de un
producto por sesión implica capitalizar la habilidad del evaluador para realizar
juicios relativos con un alto grado de precisión. Los seres humanos son malos
evaluadores de lo absoluto, pero muy buenos para detectar diferencias relativas.
A diferencia de los métodos que discriminan, utiliza un número limitado de
evaluadores que está entre 8 y 12. Si son más de 12 es difícil mantener la atención
de todos en la etapa de discusión abierta. Con menos de 8, existe el riesgo de
confiar demasiado en muy pocos evaluadores.
Para análisis descriptivo los evaluadores se seleccionan y se monitoriza su
desempeño. Los sujetos deben demostrar habilidad para percibir diferencias dentro
del tipo de productos que se van a analizar regularmente. Asimismo deben tener
habilidad para verbalizar sus impresiones sensoriales y ser capaces de trabajar en
grupo. Una de las virtudes del análisis descriptivo cuantitativo es la posibilidad de
verificar que cada evaluador está diferenciando los productos en la mayoría de los
descriptores. La confiabilidad de cada evaluador se mide obteniendo respuestas
repetidas para cada producto.
Otra característica del método es que emplea descriptores obtenidos por
consenso. El éxito de una prueba descriptiva depende mucho del lenguaje
sensorial que representa los productos que se van a evaluar. Para el desarrollo
de este lenguaje los evaluadores prueban distintos productos y verbalizan sus
2. Principios básicos de análisis sensorial
[33]
impresiones. Este es un proceso iterativo y generalmente lleva de 6 a 10 sesiones
de una hora cada una. Además, el descriptor en sí debe ser definido y, en lo posible,
incluir un material de referencia.
Los descriptores se cuantifican utilizando escalas estructuradas o no
estructuradas; un ejemplo de esta última se muestra en la figura 2.5. Se utilizan
líneas de 10 ó 15 centímetros, ancladas en los extremos con los términos “nada/
mucho” o “muy bajo/muy alto”. La tarea del evaluador es hacer, sobre la línea,
una marca vertical que refleje la intensidad relativa que él perciba, del descriptor
en cuestión. El hecho de que las anclas no estén en los extremos es para alentar
al evaluador a utilizarlas en el caso de que algunas muestras que así lo requieran.
La cuantificación se realiza midiendo la distancia desde el ancla izquierda hasta
la marca que realizó el evaluador.
ESCALA NO ESTRUCTURADA
muy bajo
muy alto
Vainilla
marca del evaluador
Figura 2.5. Escala no estructurada utilizada en análisis
descriptivo cuantitativo.
En la figura 2.6. se muestra un formulario de evaluación utilizado para el
análisis descriptivo de mayonesa en los descriptores de sabor.
Otro aspecto importante en la cuantificación es la repetición de los ensayos.
Además de servir para monitorizar a los evaluadores, es importante para obtener
un nivel adecuado de discriminación. Es muy arriesgado confiar en resultados
descriptivos en los cuales no ha habido repeticiones. Dependiendo del grado de
diferencia entre los productos y la habilidad de los jueces, se recomienda realizar
entre dos y cuatro repeticiones.
Los resultados de este método se analizan estadísticamente. El modelo más
utilizado es el análisis de varianza que permite estudiar la diferencia existente
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[34]
ANÁLISIS DESCRIPTIVO DE MAYONESA
Evaluador: ..........................
Muestra: ...................
Muy bajo
Nº: ..............
Muy alto
Ácido
Salado
Dulce
Limón
Mostaza
Aceite
Rancio
Observaciones:
.....................................................................................................................
Figura 2.6. Ejemplo de formulario de evaluación utilizado para la
evaluación sensorial de mayonesa mediante análisis descriptivo.
entre los productos para cada uno de los descriptores y que permite monitorizar
el funcionamiento del panel y la validez de los descriptores utilizados. Otra
posibilidad de análisis muy importante es el uso de técnicas de estadística
multivariada. Éstas cumplen el papel de analizar las relaciones existentes entre
los descriptores y establecer las dimensiones básicas del sistema. Las técnicas
2. Principios básicos de análisis sensorial
[35]
más utilizadas son componentes principales, análisis multivariado de varianza y
métodos de correlación múltiple.
Para representar los resultados de análisis descriptivos se utilizan métodos
gráficos; los más comunes son el histograma (figura 2.7) y el gráfico de telaraña
(figura 2.8).
Figura 2.7. Representación de un perfil sensorial con histograma.
Figura 2.8. Representación de un perfil sensorial con gráfico de
telaraña para ketchup.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[36]
2.7. Pruebas afectivas utilizadas en el análisis sensorial
El principal propósito de los métodos afectivos es evaluar la respuesta
(reacción, preferencia o aceptación) de consumidores reales o potenciales de
un producto, idea o característica específica de un producto. A diferencia de los
métodos analíticos que se realizan con evaluadores seleccionados y entrenados,
las pruebas afectivas se realizan con los consumidores objetivo del producto
en cuestión. Los métodos afectivos cuantitativos son aquellos con los cuales se
determina la respuesta de un gran grupo de consumidores (de 50 a 400) sobre
preferencia, atributos sensoriales, etc. Están basadas en el agrado o desagrado que
provoca un producto o conjunto de productos.
La elección de un ensayo de preferencia o aceptabilidad dependerá de los
objetivos de la prueba. Si lo que se busca es comparar un producto con otro, ya sea
en el mejoramiento del propio producto o buscando paridad con la competencia,
entonces lo indicado es un ensayo de preferencia (de elección), entendiéndose
preferencia como la inclinación favorable o predilección hacia una muestra cuando
se compara con otra u otras, y no está necesariamente indicando si el alimento
tiene alta aceptabilidad. Si lo que se busca es determinar el nivel de aceptación de
varias muestras, lo indicado es un ensayo de aceptabilidad de medición.
La medida de la aceptabilidad sensorial es un paso lógico y necesario antes de
lanzar un producto al mercado. Nadie estaría dispuesto a invertir en un producto
que será desagradable sensorialmente.
En general, las medidas afectivas son pasos posteriores a los de discriminación
y descripción que reducen el número de muestras a un subgrupo manejable. Por
otra parte, los ensayos de aceptabilidad preceden una investigación masiva de
mercado.
Gran parte del trabajo realizado por Investigación y Desarrollo, y Mercadotecnia,
está relacionado con mantener los productos existentes con sus volúmenes de venta
y participaciones en el mercado. Existen cambios de ingredientes, modificaciones
en el envase, etc. que no apuntan a modificar la aceptabilidad del producto. En
estos casos, en general se realizan ensayos de discriminación y descriptivos para
asegurar que el producto no varíe. Pero cuando esto no es posible, será necesario
llevar estos productos ligeramente cambiados a los consumidores para asegurar
que no conduzcan a una reducción significativa en la aceptabilidad. Los ensayos
con consumidores son importantes en control de calidad y en estudios de vida
2. Principios básicos de análisis sensorial
[37]
útil, en los que las especificaciones sensoriales se basan en cuánto puede variar un
producto sin que afecte la aceptabilidad.
A su vez, debido a la competencia existente en el mercado, las empresas
buscan mejorar y optimizar sus productos a fin de entregarle al consumidor lo
que busca y así avanzar sobre los productos competitivos. Generalmente, mejorar
un producto implica variar una o dos características que los consumidores han
señalado como críticos y conocer cuáles son los atributos o ingredientes que más
influyen sobre la aceptabilidad en el mercado.
Durante el ciclo de desarrollo de un nuevo producto, las pruebas afectivas
también son necesarias en distintas etapas: en grupos de enfoque para evaluar
conceptos, en estudios de factibilidad en los que se presenta el prototipo a los
consumidores, en comparaciones con la competencia, o en ensayos centralizados
y en el hogar para asegurar la aceptabilidad general del producto. Los ensayos
con consumidores son útiles en mediciones de mercados potenciales. Estas
mediciones evaluarán aspectos relacionados con características sensoriales del
producto, intención de compra, precio, hábitos de consumo, envase, etc.
Para cada una de estas aplicaciones se debe elegir el método más adecuado. En
general, los ensayos con consumidores se acompañan con ensayos descriptivos de
un panel entrenado.
La primera cuestión que se presenta ante un ensayo de aceptabilidad o
preferencia es ¿a quién le pregunto? Para responder a este interrogante se debe
tener en cuenta algunas consideraciones como son: segmento de la población al
cual está destinado el producto, clase de consumidor de acuerdo a la frecuencia de
uso del producto o edad, sexo y nivel socioeconómico del consumidor. Otro punto
importante es el tamaño de la muestra de población a considerar para el ensayo,
que se calculará tomando en cuenta el tamaño de la población, la heterogeneidad
de la misma, si los resultados son orientadores o definitorios, el número de
características a estimar, el máximo error admisible, el nivel de significación,
la disponibilidad de recursos tanto económicos como humanos, de tiempo y de
muestras.
Existen cuatro tipos de emplazamientos posibles donde realizar un ensayo de
aceptabilidad sensorial: el laboratorio, locales centralizados (como supermercados
o restaurantes), el hogar y móvil. Los ensayos en el laboratorio son muy utilizados
debido a su fácil acceso, a que se pueden controlar muy bien las condiciones de
ensayo y a que los resultados se pueden analizar rápidamente; sin embargo, se
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[38]
recomienda no ensayar más de cinco muestras por sesión y la información que se
obtiene sobre el producto es acotada. Los ensayos en locales centralizados son los
más utilizados en investigación de mercado; en estos lugares, los consumidores
pueden reclutarse con anterioridad al ensayo o en el momento, interceptando a
los posibles candidatos. Se recomienda que el número de muestras a ensayar no
sea mayor a cuatro y se requiere un mayor número de consumidores que en las
pruebas que se realizan en el laboratorio. Los ensayos en el hogar son de gran
valor para obtener información sobre la preparación del producto, actitudes y
opiniones de distintos miembros de la familia, y otras cuestiones relacionadas con
la aceptabilidad total (funcionalidad, conveniencia, envase, costo). Por lo general
se realizan hacia el final del desarrollo de un producto. Se recomienda que el
número de muestras a evaluar en el hogar no sea mayor a dos, ya que se necesita
mayor tiempo para ensayarlas.
Las muestras deben presentarse a los consumidores codificadas con números
aleatorios, en recipientes adecuados, con una cantidad, forma y apariencia
uniformes. Deben proveerse neutralizantes (agua, galletas, etc.) adecuados al
producto en estudio. El orden de presentación debe ser siempre equilibrado, pero
podrán utilizarse bloques completos �diseño en el que cada consumidor prueba
todas las muestras y cada muestra ocupa todas las posiciones posibles� o bloques
incompletos, en el que cada muestra se evalúa el mismo número de veces pero
por diferentes consumidores (este último método se utiliza cuando el número de
muestras es muy grande para ser evaluado por un consumidor).
2.7.1. Pruebas de preferencia
• Comparación por pares para medir preferencia
Es probablemente el primer ensayo formal desarrollado para medir
preferencia. Puede abarcar uno o más pares de productos, y los consumidores
pueden evaluar uno o más pares de muestras. El método fuerza la elección
de un producto sobre otro sin indicar si los mismos eran aceptables o no. La
metodología de esta prueba se ha explicado en el punto 2.6.1. Es un método
fácil de organizar e implementar, pero a la vez menos informativo que el
método de escala hedónica.
• Ordenamiento de preferencia
Se utiliza cuando el objetivo del ensayo es comparar la preferencia de varias
muestras y resulta muy útil cuando sirve para preclasificar las muestras para
2. Principios básicos de análisis sensorial
[39]
análisis posteriores. Este método indica la dirección de la preferencia, pero
no la magnitud o tamaño de dicha preferencia. Es un método de elección
forzada, sencillo y de fácil comprensión por parte de los consumidores. Los
resultados obtenidos se analizan por el método estadístico de Friedman.
2.7.2. Pruebas para medir aceptabilidad
La medición de aceptabilidad sensorial se realiza a través del uso de escalas
hedónicas, permitiendo la evaluación de hasta 5 ó 6 muestras dependiendo de la
naturaleza del producto. Se basan en que el consumidor dé su impresión una vez
que ha probado las muestras, señalando cuánto le agradan o desagradan (grado
de aceptabilidad sensorial). Las muestras se presentan codificadas en orden
equilibrado entre los consumidores. Es recomendable que entre la presentación
de una y otra muestra el consumidor haga un intervalo de 1 a 3 minutos y utilice
algún neutralizante (frecuentemente agua) para evitar la fatiga.
El consumidor debe evaluar cada muestra sobre una escala que puede ser de
tipo estructurada, semiestructurada o no estructurada (figuras 2.9, 2.10 y 2.11).
La marca que realiza el consumidor sobre la escala se transforma en un valor
numérico (puntuación) que luego se analiza estadísticamente por análisis de
varianza.
Cuando se busca saber el por qué de una aceptación o rechazo de un consumidor
hacia un producto, se puede medir la aceptabilidad por atributos de apariencia,
aroma, sabor y textura. Esta información puede resultar útil para detectar un
problema, pero no debe utilizarse de la misma manera que la información obtenida
de un panel entrenado; ya que preguntar por atributos requiere de una respuesta
analítica por parte del consumidor.
Para ampliar la información sobre atributos específicos también pueden
realizarse preguntas abiertas del tipo: “¿cómo cambiaría el color de este producto?”,
cerradas, como: “¿cambiaría el color de este producto? (sí / no)” o de elección
múltiple, como: “el producto debería ser “más brilloso”, “algo más brilloso”, “tal
cual está”, “algo menos brilloso” o “menos brilloso”.
Una de las cuestiones más delicadas en los estudios con consumidores es
el diseño del formulario de evaluación. Los cuestionarios deben ser claros y
homogéneos en estilo; se debe usar el mismo tipo de escala (preferencia, hedónica
estructurada, hedónica no estructurada, etc.) en la misma sección del formulario.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[40]
ESCALA ESTRUCTURADA (ACEPTABILIDAD)
PUNTUACIÓN
9
8
7
6
5
4
3
2
1
DESCRIPCIÓN
Me gusta extremadamente
Me gusta mucho
Me gusta moderadamente
Me gusta levemente
Ni me gusta ni me disgusta
Me disgusta levemente
Me disgusta moderadamente
Me disgusta mucho
Me disgusta extremadamente
Figura 2.9. Escala estructurada utilizada en ensayos de
aceptabilidad.
ESCALA SEMIESTRUCTURADA
Me disgusta
mucho
Me gusta
mucho
x
marca del
consumidor
Figura 2.10. Escala semiestructurada utilizada en ensayos de
aceptabilidad.
ESCALA NO ESTRUCTURADA
me disgusta
mucho
me es
indiferente
me gusta
mucho
marca del
consumidor
Figura 2.11. Escala no estructurada utilizada en ensayos de
aceptabilidad.
2. Principios básicos de análisis sensorial
[41]
Las escalas deben ir en la misma dirección para todos los atributos. La longitud
del cuestionario estará en relación con la cantidad de tiempo en que el sujeto
espera realizar la prueba. Se debe indicar claramente la tarea a realizar por medio
de instrucciones al comienzo del formulario.
2.8. Referencias y bibliografía
ISO [International Standard Organisation] (1988). ISO 8589 Sensory Analysis.
General guidance for the design of test rooms.
ISO (1993) [International Standard Organisation] ISO 8586-1 Sensory analysis.
General guidance for the selection, training and monitoring of assessors. Part 1.
ISO (1993) [International Standard Organisation] ISO 8586-2 Sensory analysis.
General guidance for the selection, training and monitoring of assessors. Part 2.
ISO (2004) [International Standard Organisation] ISO 4120 Sensory analysis.
Methodology. Triangle test.
ISO (1983) [International Standard Organisation] ISO 5495 Sensory analysis.
Methodology. Paired Comparison test.
ISO (1985) [International Standard Organisation] ISO 6564 Sensory analysis.
Methodology. Flavour profile.
ISO (1994) [International Standard Organisation] ISO 11036 Sensory analysis.
Methodology. Texture profile.
ISO (2003) [International Standard Organisation] ISO 13299 Sensory analysis.
Methodology. General guidance for establishing a sensory profile.
Lawless, H. T., Heymann, H. (1998) Sensory evaluation of food. Nueva York:
Chapman & Hall.
Meilgaard, M. , Civille, G.V., Carr, T. 1999. Sensory evaluation techniques. Boca
Raton (Florida): CRC Press.
Pedrero, D. L., Pangborn, RM. 1989. Evaluación sensorial de los alimentos.
México DF: Editorial Alambra Mexicana.
Stone, H., Sidel, J. L. 2004. Sensory Evaluation Practices. 3ª edición. San Diego
(California) Elsevier: Academic Press.
1. Introducción al análisis sensorial
[43]
3
DISEÑO DE ENSAYOS DE VIDA ÚTIL
DE ALIMENTOS
Adriana Gámbaro
3.1. Introducción
Un estudio de vida útil consiste en realizar una serie de controles preestablecidos
en el tiempo, de acuerdo con una frecuencia establecida, hasta alcanzar el deterioro
elegido como limitante o hasta alcanzar los límites prefijados.
Los puntos clave al diseñar un ensayo de vida útil (VU) son el tiempo durante el
cual se va a realizar el estudio siguiendo una determinada frecuencia de muestreo
y los controles que se van a llevar a cabo sobre el producto hasta que presente
un deterioro importante. Generalmente se cuenta con poca información previa,
por lo que se deben programar controles simultáneos de calidad microbiológica,
fisicoquímica y sensorial.
3.2. Obtención de información preliminar
Previamente al estudio de VU, se debe tratar de obtener la mayor cantidad de
información posible que oriente en su diseño.
Como se mencionó en el Capítulo 1, es importante tener en cuenta que la
información ya publicada sobre algún determinado producto alimenticio debe
ser tomada solamente como una orientación sobre el tipo de deterioro que puede
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[44]
sufrir dicho producto y sobre la VU del mismo; hay que tener en cuenta que el
alimento en estudio generalmente va a estar elaborado con otras condiciones de
proceso, con otras materias primas, diferente formulación, otros tipos o tamaños
de envase, otras condiciones de almacenamiento, etc., por lo que resulta difícil
realizar una extrapolación a partir de dicha información.
La información preliminar puede obtenerse de conocimientos previos sobre el
producto o productos similare publicados en libros (Charalambous, 1993; Eskin y
Robinson, 2001; Kilcast y Subramoniam, 2000; Man y Jones, 2000; Labuza, 1982;
Taub y Singh, 1998), de valores publicados en Internet o mediante la realización
de ensayos preliminares.
3.3. Diseño del estudio
3.3.1. Selección de las condiciones del ensayo
Para diseñar un estudio de VU hay que seleccionar la temperatura, humedad
e iluminación que se van a emplear en el mismo, determinando si se van a usar
condiciones normales o aceleradas. Si se va a realizar un ensayo acelerado hay que
seleccionar tanto las temperaturas de ensayo del producto, como la temperatura
de almacenamiento del control (testigo).
— Para un producto enlatado las temperaturas de ensayo podrían ser 25, 30,
35 y 40ºC, manteniendo el control a 4ºC.
— Para un producto deshidratado las temperaturas de ensayo podrían ser 25,
30, 35, 40 y 45ºC, manteniendo el control a -18ºC.
— Para un producto refrigerado las temperaturas de ensayo podrían ser 5, 10,
15 y 20ºC, manteniendo el control a 0ºC.
— Para un producto congelado las temperaturas de ensayo podrían ser -5, -10
y -15ºC, manteniendo el control a -40ºC.
Se recomienda ser específico en el planteamiento del experimento. Por
ejemplo, definir si se quieren evaluar solamente los efectos de la temperatura,
o de la protección que confiere el envase, o de la composición del producto.
Hay que definir también si se quieren evaluar los efectos independientemente o
3. Diseño de ensayos de vida útil de alimentos
[45]
relacionados. Se sugiere mantener el diseño experimental tan simple como sea
posible.
3.4. Determinación del tiempo máximo de almacenamiento para el
estudio
Un estudio de VU se realiza hasta lograr un deterioro apreciable en las muestras
(o sea, hasta conseguir un rechazo por parte del consumidor). Por ese motivo es
muy importante definir cuál es el tiempo máximo de almacenamiento con el que
se va a trabajar. Normalmente en las empresas se conoce un tiempo estimado
de deterioro de las muestras, en condiciones normales de almacenamiento; sin
embargo, cuando se plantean estudios acelerados de VU, esta información no
siempre se conoce previamente. Por lo tanto, es interesante hacer algún tipo de
ensayo preliminar, en las condiciones de ensayo seleccionadas, que permita fijar
dentro de márgenes amplios, el tiempo en el que la muestra sufre un deterioro
importante.
3.5. Selección de los tiempos de muestreo
Siempre se debe seleccionar un mínimo de seis tiempos de muestreo; si se
ensayan menos tiempos, la confianza en la determinación de la VU disminuye.
Existen diversas posibilidades:
a) Seleccionar intervalos de tiempo de muestreo iguales. Por ejemplo, un
producto que se va a tener almacenado durante 21 días, se puede muestrear
los días 0; 3; 6; 9; 12; 15; 18 y 21.
b) Incrementar el número de muestras en el período durante el cual sea más
probable que el producto falle. Por ejemplo, un producto que se va a tener
almacenado durante 6 meses, se puede muestrear los meses 0; 1,5; 3; 4; 4,5;
5; 5,5 y 6.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[46]
c) Si se tiene una estimación del valor de Q10 (variación de la velocidad de la
reacción de deterioro por cada diez grados centígrados) y se está realizando
un ensayo a varias temperaturas, se puede emplear la siguiente fórmula:
ΔT
f 2 = f 1 Q10 10
donde f 1 es la frecuencia a la temperatura alta T1; f 2 es la frecuencia a la
temperatura baja T2, y ΔT = T1 - T2. Por ejemplo, si un producto enlatado
almacenado a 40ºC se ensaya una vez por mes y Q10 = 3, entonces a 35ºC, se
debe ensayar cada 1,73 meses.
En la práctica, una selección tan exacta de los tiempos de muestreo no siempre
es posible, ya que a veces el día de muestreo coincide con un día no laborable.
3.6. Determinación de los descriptores críticos
Un descriptor crítico es aquella característica que limita la VU del producto,
ya sea por disminución durante la vida comercial (contenido en vitaminas,
funcionalidad de un aditivo, carácter crujiente, olor típico, etc.) o por aumento
del mismo (pardeamiento, carga microbiana, olor o sabor extraño, sabor rancio,
etc.).
Si no existe mucha información previa sobre el comportamiento del producto
a lo largo del almacenamiento, hay que plantear un conjunto de análisis que
pueden incluir análisis fisicoquímicos, microbiológicos, sensoriales (con panel de
evaluadores entrenados) y de aceptabilidad (con consumidores).
3.7. Determinación del número de muestras necesarias para el
ensayo
La determinación del número de muestras es un punto crítico en el caso de
pruebas sensoriales ya que en ellas se usa una cantidad importante de muestras
3. Diseño de ensayos de vida útil de alimentos
[47]
(véanse más adelante los cálculo de cantidad de muestra necesaria en los diseños
experimentales básico y escalonado).
3.8. Definición de las condiciones de almacenamiento del control
o testigo
¿Se puede almacenar al testigo en condiciones tales que se mantenga
inalterado durante todo el estudio? Hay que tener precaución ya que no todos los
alimentos admiten determinados tratamientos (por ejemplo, no se puede congelar
una muestra control de mayonesa). En el caso de no poder mantener un control
inalterado a lo largo del estudio, se recomienda ir sustituyéndolo por producto
fresco. Para poder “renovar” el testigo, se sugiere utilizar un ensayo triangular
(véase el Capítulo 2) entre el primer testigo y el testigo que lo sustituirá.
3.9. Selección del diseño experimental
Existen dos tipos de diseños aplicables a los estudios de VU: el diseño básico
y el diseño escalonado.
3.9.1. Diseño básico
Consiste en almacenar un lote de muestra en las condiciones seleccionadas e
ir haciendo un muestreo en los tiempos prefijados. En cada muestreo se realizan
todos los análisis correspondientes.
Ejemplo de diseño básico. Estudio acelerado de mayonesa.
Selección de las condiciones de ensayo: mayonesa envasada en envase rígido de
PVC de 350 cc.
Temperatura de ensayo: 45ºC.
Tiempo máximo de almacenamiento en estas condiciones: 35 días.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[48]
Tiempos de muestreo: 1, 7, 15, 20, 25, 30 y 35 días
Descriptor crítico fisicoquímico: valor de peróxidos; descriptores críticos
microbiológicos: ninguno. Debido a su acidez, aw y a la presencia de sorbato
potásico, esta mayonesa se deteriorará principalmente por cambios químicos o
físicos y no por la acción de microorganismos.
Almacenamiento del control: refrigeración (5ºC)
Análisis sensorial (9 evaluadores): escalas no estructuradas de diferencia, con
un control, de 12 cm, ancladas en el centro con el rótulo “igual al control”, en el
extremo izquierdo con el rótulo “mucho menos que el control” y en el extremo
derecho con el rótulo “mucho más que el control”. Descriptores evaluados: olor,
sabor a huevo, sabor a aceite y sabor oxidado.
Ensayo de aceptabilidad (50 consumidores): escala hedónica estructurada de 9
puntos para evaluar aceptabilidad.
Cálculo de cantidad de muestra:
Análisis sensorial con evaluadores entrenados: 30 cc de mayonesa para 9
evaluadores, por duplicado = 540 cc
Análisis con consumidores: 30 cc de mayonesa para 50 consumidores = 1500 cc
Análisis fisicoquímico = 100 cc
Total parcial (considerando extras) = 2450 cc (7 envases de mayonesa de 350 cc)
Total para 7 tiempos de muestreo = 49 envases de mayonesa de 350 cc
La ventaja de emplear un diseño básico es que se trabaja con un único lote de
producción.
Las desventajas del diseño básico son que hay que reunir al panel de
evaluadores y a los consumidores varias veces (en cada tiempo de muestreo),
lo que implica mayor trabajo y mayor costo. Los evaluadores sensoriales van
intuyendo el objetivo del estudio y hay un error de expectativa. Si se citan siempre
a los mismos consumidores, éstos también pueden percatarse de los objetivos del
estudio. Como ya se mencionó, se debe recordar la precaución de asegurar que
el testigo se mantenga inalterado a lo largo del estudio; de no ser así, hay que
cambiarlo por testigo fresco cada día de ensayo.
3. Diseño de ensayos de vida útil de alimentos
[49]
3.9.2. Diseño escalonado
Consiste en almacenar diferentes lotes de producción en las condiciones
seleccionadas a diferentes tiempos, de forma de obtener en un mismo día todas
las muestras con los diferentes grados de deterioro y en ese día analizarlas.
Ejemplo de diseño acelerado. Estudio de pan integral de molde.
Selección de las condiciones de ensayo: pan integral de molde (aproximadamente
13 rodajas por pan), en envases de polietileno. Temperatura de ensayo: 20ºC.
Tiempo máximo de almacenamiento: 17 días.
Tiempos de muestreo: 1, 5, 8, 11, 13, 15 y 17 días
Descriptor crítico fisicoquímico: humedad; descriptor crítico microbiológico:
recuento de mohos.
Análisis sensorial (9 evaluadores): escalas no estructuradas de intensidad de
10 cm, ancladas en cada extremo con el rótulo “nada” y “mucho”. Descriptores
evaluados: olor extraño, suavidad, tamaño de zona suave, cohesividad, sequedad
bucal y sabor extraño.
Ensayo de aceptabilidad (50 consumidores): escala hedónica estructurada de 9
puntos para evaluar aceptabilidad.
Almacenamiento de control: no se necesita.
Cálculo de cantidad de muestra:
Análisis sensorial con evaluadores entrenados: 1,5 rodajas para 12 jueces
sensoriales por duplicado = 36.
Análisis con consumidores: 1 rodaja para 50 consumidores = 50 rodajas.
Análisis fisicoquímico y microbiológico = 13 rodajas.
Total parcial (considerando extras) = 104 rodajas (8 panes).
Total para 7 tiempos de muestreo = 56 panes.
El diseño escalonado utilizado en este estudio consiste en que 17 días antes
del día fijado para realizar los análisis, se toman de la línea de producción 8 panes
que se almacenan en una cámara o estufa a 20ºC; 15 días antes del día fijado para
los análisis se toman de la línea de producción otras 8 panes que se almacenan en
una cámara o estufa a 20ºC; se continúa de la misma manera 13, 11, 8, 5 y 1 días
antes del día fijado para realizar los análisis.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[50]
De este modo se obtendrán en un mismo día muestras con 1, 5, 8, 11, 13, 15 y
17 días de almacenamiento a 20ºC, que se analizarán todas en un mismo día.
La ventaja de emplear el diseño escalonado es que todos los ensayos se realizan
en un solo día (se reúne al panel de evaluadores y se reclutan los consumidores
una sola vez) y además no se necesita almacenar un control.
La desventaja del diseño escalonado es que al trabajar con varios lotes de
producción es difícil definir cuál se toma como testigo. ¿Se puede evitar trabajar
con distintos lotes de producción? En el ejemplo planteado, este inconveniente se
evita manteniendo panes del mismo lote de producción a temperatura ambiente
y congelarlos (congelación rápida en túnel a –40ºC y mantenimiento en cámaras
a –20ºC) después de transcurridos los distintos tiempos elegidos, de forma que
el día del estudio haya panes provenientes del mismo lote con 1, 5, 8, 11, 13, 15
y 17 días de almacenamiento. El día previo al estudio se descongelan todas las
muestras.
3.10. Selección del criterio de falla
Se puede establecer el punto final sensorial como una disminución específica
de la aceptabilidad o un cambio perceptible en el producto en uno o más atributos
críticos.
El criterio de falla sensorial carece de uniformidad, ya que distintos autores
han utilizado diferentes criterios. Incluso un mismo autor ha utilizado diferentes
criterios de falla según el producto objeto del estudio.
Gacula y Kubala (1975) utilizaron una escala de intensidad de sabor extraño de
7 puntos (1 = “sin sabor extraño”, 7 = “mucho sabor extraño”), empleando como
criterio de falla sensorial la puntuación 2,5 para un producto y 3,5 para otro.
Randell y col. (1995) utilizaron una escala de calidad de 6 puntos (0 =
“inaceptable”, 5 = “excelente”), considerando los productos con puntuaciones
inferiores a 2 como inaceptables para la venta y aquéllos con puntuaciones
inferiores a 1,5 como inadecuados para consumo humano.
O´Conner-Shaw y col. (1996) emplearon apreciaciones cualitativas tales como
“olor típico disminuido”.
3. Diseño de ensayos de vida útil de alimentos
[51]
Los criterios de falla empleados por estos autores no toman en cuenta a la
opinión de los consumidores para definir el punto final sensorial.
3.11. Referencias y bibliografía
Charalambous, G. 1993. Shelf life studies of foods and beverages. Nueva York:
Elsevier Science.
Eskin, N.A.M., Robinson D.S. 2001. Food shelf life stability, chemical, biochemical,
and microbiological changes. Boca Raton (California): CRC Press.
Gacula, M.C. 1975. The design of experiments for shelf life study. Journal of
Food Science 40, 399-403.
Gacula, M.C., Kubala, J. 1975. Statistical model for shelf life failures. Journal of
Food Science 40, 404-409.
Kilcast, D., Subramoniam, P. 2000. The stability and shelf life of foods. Boca
Raton (California): CRC Press.
Labuza, T.P. 1982. Shelf-life dating of foods. Westport (Connecticut): Food &
Nutrition Press.
Man, C.M.D., Jones, A.A. 2000. Shelf-life evaluation of foods. Gaithersberg
(Maryland) Aspen Publishers.
O´Conner-Shaw, R.E., Roberts, R., Ford A.L., Nottingham, S.M. 1996. Changes
in sensory quality of sterile cantaloupe dice stored in controlled atmospheres.
Journal of Food Science 61, 847-851.
Randell, K., Ahvenainen, R., Latva-Kala, K., Hurme, E., Matilla-Sandholm, T.,
Hyvonen, L. 1995. Modified atmosphere-packed marinated chicken breast and
rainbow trout quality as affected by package leakage. Journal of Food Science
60, 667-684.
Taub, I.A., Singh R.P. 1998. Food Storage Stability. Boca Raton (California): CRC
Press.
1. Introducción al análisis sensorial
[53]
4
METODOLOGÍA DE ESTADÍSTICA
DE SUPERVIVENCIA
Lorena Garitta
Guadalupe Gómez
Ana V. Curia
4.1. Introducción
El análisis de supervivencia (Meeker y Escobar, 1998; Klein y Moeschberger,
1997; Kleinbaum, 1996; Gómez, 2004) es una herramienta estadística muy
utilizada en estudios clínicos, epidemiológicos, biológicos, sociológicos y en
estudios de fiabilidad. El análisis de supervivencia comprende un conjunto de
procedimientos estadísticos para analizar aquellos tipos de datos que incluyen
el tiempo entre dos sucesos como variable respuesta. En el caso más clásico el
primer suceso es el nacimiento y el segundo la muerte. En la aplicación a la vida
útil de alimentos, el primer suceso podría ser el tiempo transcurrido entre la
comercialización de un alimento y el segundo, el rechazo del alimento por parte
de los consumidores.
Gacula y Sing (1984), introdujeron el modelo de Weibull, derivado del análisis
de supervivencia, en estudios de vida útil de alimentos. El modelo fue aplicado
en estudios posteriores sin tener en cuenta el concepto de censura (Hough y col.,
1999; Cardelli y Labuza, 2001; Duyvesteyn y col., 2001). Hough y col. (2003)
aplicaron el concepto de censura en un intervalo y las herramientas propias del
análisis de supervivencia a la vida útil de alimentos.
Tradicionalmente la vida útil de los alimentos se ha centrado en el producto.
Por ejemplo, en un estudio reciente sobre el uso de radiación ionizante para
extender la vida útil de cebolla de verdeo (Fan y col., 2003), un panel de tres
evaluadores midió la calidad global del producto en una escala de 9 puntos, donde
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[54]
1 era “inutilizable” y 9 “excelente”. Los autores fijaron el punto 6 de esta escala
como límite de comercialización del producto. En las condiciones estudiadas,
determinaron que la vida útil de la cebolla de verdeo era de 9 días. Este ejemplo es
lo que se llamaría centrar la vida útil en el producto. Sería interesante preguntarse
qué piensan los consumidores de esta cebolla conservada 9 días. Es muy probable
que un consumidor muy exigente encuentre el producto almacenado 6 días
totalmente inaceptable, y otro consumidor menos exigente esté conforme con
consumir una cebolla almacenada durante 12 días. Es así que, desde el punto
de vista sensorial, esa cebolla no tiene una vida útil propia, sino que la misma
dependerá de la interacción del alimento con el consumidor. Una misma cebolla
puede ser rechazada por un consumidor y aceptada por otro.
Con la finalidad de determinar la vida útil de los alimentos, y habida cuenta
de que interesa conocer el tiempo en el cual el consumidor rechaza el producto,
se utilizará la función de rechazo F(t), definida como la probabilidad de que un
consumidor rechace un producto almacenado antes del tiempo t. Llevando la
definición de la función de rechazo a la vida útil sensorial de la cebolla de verdeo,
el “individuo” no sería la propia cebolla, sino el consumidor. El riesgo no estaría
enfocado sobre el deterioro del producto, sino sobre el rechazo del consumidor
hacia el producto.
4.2. Protocolo experimental de los datos que se utilizarán para
ilustrar la metodología
Los datos experimentales se obtuvieron en un estudio de vida útil de yogur
batido de fresa (o frutilla) en condiciones aceleradas. Se compraron envases de
150 g a un distribuidor local, todos del mismo lote. Los envases se almacenaron a
4°C, y periódicamente se colocaron submuestras en una estufa a 42°C de manera
de obtener los siguientes tiempos experimentales de almacenamiento: 0, 4, 8, 12,
24, 36 y 48 h. Se eligieron estos tiempos ya que algunos estudios preliminares
habían mostrado que el sabor se deterioraba con rapidez durante las primeras
12 h (aproximadamente) y luego se deterioraba más lentamente. Una vez que
las muestras alcanzaron cada uno de los tiempos de almacenamiento a 42°C, se
refrigeraron a 4°C hasta ser probadas; este tiempo de refrigeración nunca fue
4. Metodología de estadística de supervivencia
[55]
superior a 3 días. Ensayos microbiológicos previos (aerobios mesófilos, coliformes,
mohos y levaduras) mostraron que las muestras eran aptas para su consumo.
Se reclutaron 50 consumidores que consumían yogur batido por los menos
una vez por semana. Ellos recibieron las 7 muestras de yogur almacenadas a 42°C
durante 0, 4, 8, 12, 24, 36 y 48 h. La presentación fue en forma monádica y
el ordenamiento fue al azar. Se sirvieron 50 g de cada muestra en un vasito de
plástico de 70 ml de capacidad. El intervalo de presentación entre cada muestra
fue de aproximadamente 1 minuto. Había agua disponible para el enjuague. Para
cada muestra que los consumidores probaban contestaban la pregunta: “¿Usted
normalmente consumiría este producto? ¿Sí o no?”. Los ensayos se realizaron
en un laboratorio de análisis sensorial, equipado con cabinas individuales
con iluminación y ventilación controladas. La tabla 4.1 muestra los datos
correspondientes de los 50 consumidores que realizaron el ensayo.
4.3. Conceptos básicos
En estudios de vida útil se presentan a los consumidores muestras con
diferentes tiempos de almacenamiento (horas, días, semanas, etc.). Se define la
variable aleatoria T como el tiempo de almacenamiento en el cual el consumidor
rechaza la muestra. Supondremos establecido un tiempo cero que usualmente
se corresponderá con el producto fresco. Para este tiempo cero se supone que
los consumidores aceptan el producto. De lo contrario, o sea si un consumidor
rechaza el producto fresco lo más probable es que no le guste el producto en sí, y
corresponde no tener en cuenta sus datos para el estudio.
El tiempo de rechazo de cada individuo está sujeto a variaciones aleatorias y por
lo tanto, formalmente, T es una variable aleatoria no negativa. Dichas variaciones
son intrínsecas de los individuos y se producen como consecuencia de un sinfín
de factores no mensurables tales como el estado físico del individuo, los alimentos
o bebidas que ha ingerido antes, su estado anímico, etc. Para interpretar una
variable aleatoria del tipo tiempo, como la que se acaba de ilustrar se puede usar la
llamada función de rechazo F(t). La función de rechazo F(t) puede definirse como
la probabilidad de que un consumidor rechace un producto antes del tiempo t, y
se representa por F(t) = P (T ≤ t). Formalmente F(t) es la función de distribución
de la variable aleatoria T.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[56]
Tabla 4.1. Datos obtenidos de los 50 consumidores que recibieron muestras
de yogur almacenadas distintos tiempos a 42°C.
Consumidor
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
T0
T4
T8
T12
T24
T36
T48
no
sí
sí
sí
sí
sí
no
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
no
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
no
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
no
sí
sí
no
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
no
sí
sí
sí
sí
sí
sí
no
sí
sí
sí
sí
no
sí
no
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
no
sí
sí
sí
no
no
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
no
sí
sí
sí
sí
sí
no
no
sí
no
sí
sí
no
sí
sí
no
no
sí
sí
no
sí
sí
no
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
no
no
sí
sí
no
no
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
no
sí
no
sí
sí
no
sí
sí
no
sí
no
sí
sí
sí
no
sí
no
sí
sí
sí
sí
no
sí
sí
sí
sí
no
sí
sí
sí
no
no
sí
sí
sí
no
sí
sí
sí
no
no
no
sí
no
sí
sí
no
no
sí
sí
no
sí
no
sí
no
no
no
no
sí
no
no
sí
sí
no
no
no
sí
no
sí
sí
sí
no
no
sí
sí
sí
no
sí
no
no
no
no
sí
no
no
no
no
sí
sí
no
no
no
sí
sí
sí
sí
no
sí
no
no
no
no
no
sí
sí
no
no
sí
sí
no
no
sí
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
no
sí
sí
no
no
no
no
sí
no
no
sí
sí
no
no
no
sí
no
no
sí
no
No
No
No
Sí
No
No
No
No
No
No
No
No
Sí
No
No
No
Sí
No
No
No
No
No
No
No
No
No
No
Sí
No
No
No
Sí
No
No
No
No
Sí
No
no
no
sí
no
no
no
no
sí
4. Metodología de estadística de supervivencia
[57]
El gráfico de F(t) se denomina curva de rechazo y es muy útil para comparar
visualmente las probabilidades de rechazo de dos o más productos. Desde un
punto de vista teórico los valores del tiempo t pueden ir desde 0 hasta infinito y
por lo tanto, un gráfico de la función de rechazo se corresponde con una curva
que empieza en el valor 0 y va subiendo acercándose al valor 1, que corresponde al
100% de rechazo, a medida que t aumenta. Sin embargo, en la práctica, cuando se
trazan gráficos de F(t) a partir de los datos experimentales lo que se obtiene es una
función con forma de escalón en lugar de una curva suave. Una forma práctica de
calcular los porcentajes sería contar el número de rechazos (“no”) dado por los
consumidores para cada tiempo de almacenamiento y calcular dicho porcentaje
sobre el número de respuestas totales.
En el ejemplo de yogur, el número de respuestas totales fue de 46, ya que hubo 4
consumidores eliminados por rechazar el producto fresco. Para el tiempo 4 horas,
hubo 6 consumidores que rechazaron el yogur sobre un total de 46, calculado
el porcentaje, se obtiene un 13% de rechazo. En la tabla 4.2, se presentan los
porcentajes de rechazo obtenidos para cada tiempo de almacenamiento del yogur
y en la figura.4.1, la correspondiente curva de rechazo.
A partir de la figura 4.1, se puede realizar una aproximación de la vida útil del
yogur, teniendo en cuenta el porcentaje de rechazo a utilizar. Por ejemplo si se decide
trabajar con un 50% de rechazo (mediana), el tiempo estimado es de 24 horas. Es
importante destacar que este valor calculado no es estadísticamente confiable ya
que se puede observar en el gráfico (figura 4.1) que el tiempo estimado de 24 horas,
Tabla 4.2. Porcentajes de rechazo para diferentes tiempos de almacenamiento
dados por los consumidores en el ensayo de yogur.
Tiempo (horas)
% Rechazo
0
0
4
13
8
30
12
26
24
59
36
70
48
83
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[58]
Figura 4.1. Porcentajes de rechazo dados por los consumidores en
función del tiempo de almacenamiento del yogur.
abarca un intervalo de rechazo muy amplio (de un 25% a un 60%). Además este
sistema no calcula los intervalos de confianza de los valores estimados. La forma
correcta de calcular estos parámetros se verá a partir del punto 4.5.
4.4. Fenómeno de la censura
Una dificultad propia del análisis de vida útil es el hecho de que la información
sobre el momento en que un consumidor rechaza el producto depende de los
tiempos de almacenamiento en que éste prueba el producto. El tiempo T hasta
que se produce el rechazo no se observa con exactitud, dando lugar a los llamados
tiempos censurados. La censura puede ser de distintos tipos: la “censura por la
derecha” se produce cuando el consumidor no rechaza ninguna de las muestras,
en particular no rechaza la muestra almacenada en el tiempo máximo que duró
el estudio (llámese t ult). En este caso se dispone de la información que el tiempo
4. Metodología de estadística de supervivencia
[59]
hasta el rechazo T, es superior a tult. La “censura en un intervalo” se da cuando
el consumidor rechaza el producto entre dos tiempos de almacenamiento dados.
Por ejemplo, ha aceptado la muestra almacenada tj horas y rechaza la muestra
almacenada tk. En este caso T esta entre tj y tk horas. La “censura por la izquierda”
es un caso particular de la censura en un intervalo y se da cuando el consumidor
rechaza el producto en el primer tiempo de almacenamiento. Es decir, en este caso
T esta entre 0 y t1 horas. (Meeker y Escobar, 1998).
Para ilustrar la naturaleza de los datos censurados, se presenta la tabla 4.3 que
contiene el comportamiento de 5 de los 50 consumidores que realizaron el ensayo
de yogur. Se recuerda que los tiempos de almacenamiento fueron: 0, 4, 8, 12, 24,
36 y 48 horas.
Tabla 4.3. Datos de aceptación o rechazo para 5 consumidores que evaluaron
muestras de yogur con diferentes tiempos de almacenamiento a 42°C.
Sujeto
Tiempo de almacenamiento (horas)
Censura
0
4
8
12
24
36
48
1
sí
sí
sí
sí
no
no
no
intervalo: 12-24
2
sí
sí
sí
sí
sí
sí
sí
derecha: > 48
3
sí
sí
no
sí
no
no
no
intervalo: 4-24
4
sí
no
sí
sí
no
no
no
izquierda: ≤24
5
no
no
sí
sí
sí
sí
no
no considerado
El comportamiento del consumidor 1 es el de esperar en un estudio de vida útil;
esto es: acepta las muestras hasta un cierto tiempo de almacenamiento y luego las
rechaza de forma consistente. Los datos están censurados en un intervalo, porque
no se conoce el tiempo exacto de almacenamiento entre las 12 y 24 horas, a partir
del cual el consumidor comenzaría a rechazar el producto. Veintidós consumidores
presentaron este tipo de datos.
El consumidor 2 acepta todas las muestras. Supuestamente, a un tiempo de
almacenamiento prolongado (T > 48 horas) las muestras serían rechazadas; por
lo tanto, los datos están censurados a la derecha. Ocho consumidores presentaron
este tipo de datos.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[60]
El consumidor 3 fue bastante inconsistente: rechazó la muestra con 8 horas
de almacenamiento, aceptó la de 12 horas, y rechazó la de 24 horas y todas
las siguientes. La censura podría ser interpretada de diferentes maneras. Una
posibilidad, como se muestra en la tabla 4.3, es la de censura en un intervalo
entre las 4 y las 24 horas. Otra posibilidad consideraría los datos censurados en
un intervalo entre las 4 y las 8 horas (ignorando las respuestas después de la
primera vez que rechazó el yogur). En el presente estudio, se consideraron los
datos censurados en un intervalo entre las 4 y las 24 horas. Once consumidores
presentaron este tipo de datos.
El consumidor 4 también fue algo inconsistente, alternando las respuestas de
rechazo y aceptación, es decir, los “síes” y los “noes”. Estos datos se consideraron
censurados a la izquierda. La censura a la izquierda para este consumidor podría
ser considerada como T ≤ 4 horas ó T ≤ 24 horas; en el presente estudio se tomó
este último criterio. Cinco consumidores fueron censurados por la izquierda.
El consumidor 5 rechazó la muestra fresca; pudo haber pasado que: (a) fue
reclutado por error, es decir, no le gustaba el yogur; (b) prefirió el producto
almacenado al producto fresco; o (c) no entendió la prueba. No sería razonable
considerar los resultados de este tipo de consumidores para establecer la vida útil
de un producto. Por ejemplo, una compañía tendría que producir un yogur con
un perfil de sabor diferente para aquellos consumidores que prefieren la muestra
almacenada al producto fresco. Cuatro sujetos presentaron este comportamiento
de rechazar la muestra fresca, y sus resultados no fueron considerados en este
estudio. En un estudio de vida útil de aceite de girasol, (Ramírez y col., 2001), se
encontró que 9 de 60 consumidores prefirieron la muestra almacenada al producto
fresco, y sus resultados no fueron incluidos en los cálculos de fallo sensorial.
Otro caso que se puede presentar es que algún consumidor no completa todas los
formularios de evaluación. En este caso se tendrían datos faltantes. En algunos
casos el dato faltante puede implicar una ampliación del intervalo de censura,
pero puede ser aconsejable descartar los datos del consumidor correspondiente.
4.5. Cálculo de la vida útil a partir de los datos de los
consumidores
4.5.1. Estimación de la función de rechazo
Para estimar la función de rechazo se maximiza la llamada función de
verosimilitud. Dicha función describe la probabilidad conjunta de obtener los
4. Metodología de estadística de supervivencia
[61]
datos observados experimentalmente, sobre los sujetos en estudio, como una
función de los parámetros desconocidos del modelo considerado (véase Klein y
Moeschberger, 1997; Garitta y col., 2004).
Si se asume un determinado modelo paramétrico que ajusta razonablemente
bien los datos, la función de verosimilitud dependerá tan solo de unos pocos
parámetros y proporcionará una estimación más precisa tanto de la función de
rechazo como de otros parámetros de interés. Teniendo en cuenta que usualmente
la distribución de los tiempos de rechazo está sesgada a la derecha, el modelo
normal no es adecuado y otras leyes tales como la de Weibull o la log-normal
son más adecuadas. Una manera práctica de representar estas distribuciones es
mediante un modelo log-lineal:
Y = 1n(T) = μ + σW
donde W es la distribución del error. Es decir, en lugar de plantear un modelo para el
tiempo de fallo T, se modela su transformación logarítmica. Klein y Moeschberger
(1997) o Lindsey (1998), presentan diferentes distribuciones posibles para T, por
ejemplo, la distribución log-normal o la distribución de Weibull. Para la lognormal, W es la distribución normal estándar; en el caso de la distribución de
Weibull, W es la distribución del valor extremo.
Si se elige para T la distribución log-normal, la función de rechazo está dada
por:
F(t) = φ
(
1n(t) – μ
σ
)
(ecuación 4.1)
donde φ(·) es la función de distribución acumulativa de la curva normal, y μ y σ
son los parámetros del modelo.
Si se elige la distribución de Weibull, la función de rechazo está dada por:
F(t) = Fsev
(
1n(t) – μ
σ
)
(ecuación 4.2)
donde Fsev(·) es la función de rechazo de la distribución del valor extremo, Fsev(w)
= 1 – exp(–ew), y μ y σ son los parámetros del modelo.
Los parámetros del modelo log-lineal se obtienen maximizando la función de
verosimilitud.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[62]
Figura 4.2. Probabilidad de rechazo con el tiempo de almacenamiento
para distintos modelos paramétricos obtenidos a partir del
ensayo de yogur.
Como ejemplo de lo explicado, en la figura 4.2 se muestran los gráficos de los
posibles modelos, obtenidos a partir del ensayo de yogur almacenado a 42°C a
diferentes tiempos.
La figura 4.2 permite elegir el modelo que mejor se ajusta a los datos
experimentales. En este caso los modelos que mejor ajustan son el lognormal y el
loglogístico. Por simplicidad se eligió el modelo lognormal. Con este modelo los
valores de los parámetros fueron μ = 2,99 y σ = 0,93. Estos parámetros son los que
resultaron de maximizar la verosimilitud en función de los datos experimentales.
Con los valores de μ y σ, se puede representar el porcentaje de rechazo con el
tiempo de almacenamiento mediante la ecuación 4.1 (figura 4.3).
4.5.2. Cálculo de los percentiles con sus intervalos de confianza
En estudios de vida útil sensorial, los parámetros de interés a menudo son los
percentiles de la distribución de la vida útil. Por ejemplo, se usará el percentil del
4. Metodología de estadística de supervivencia
[63]
Figura 4.3. Porcentaje de rechazo con el tiempo de almacenamiento
de yogur a 42ºC, utilizando la distribución log-normal.
50% o mediana, si se está interesado en saber cuántos días se puede almacenar
un alimento para que menos del 50% de los consumidores rechacen el producto;
o bien, se usará el percentil del 25% si se quiere conocer la diferencia en días de
almacenamiento, si sólo se permite que el 25% de los consumidores rechace el
alimento al final de su vida útil.
En el ensayo de yogur, una vez que se ajustó el modelo (figura 4.3) se calcularon
los porcentajes de rechazo con sus intervalos de confianza del 95% para 35, 50 y 60
horas de almacenamiento y también se calcularon los tiempos de almacenamiento
teniendo en cuenta un 10, un 25 y un 50% de rechazo, con intervalos de confianza
del 95%. Estos cálculos fueron realizados con procedimientos del programa
estadístico S-Plus.
En la tabla 4.4 se encuentran los datos de los porcentajes de rechazo y en la
tabla 4.5 figuran los datos de los tiempos de almacenamiento.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[64]
Tabla 4.4. Porcentajes de rechazo, con sus intervalos de confianza, para el
modelo log-normal aplicado a los datos de yogur.
Porcentajes de rechazo
Almacenamiento
(horas)
Intervalo de
confianza
inferior (95%)
Estimado
Intervalo de
confianza
superior (95%)
60
71
76
73
84
88
83
92
95
35
50
60
Tabla 4.5. Tiempos de almacenamiento, con sus intervalos de confianza, para
el modelo log-normal aplicado a los datos de yogur.
Tiempos de almacenamiento (horas)
Porcentajes
de rechazo
10
25
50
Intervalo de
confianza
inferior (95%)
Estimado
Intervalo de
confianza
superior (95%)
4
8
15
6
11
20
9
15
27
4.6. Poblaciones y aspectos metodológicos: su influencia en el
cálculo de la vida útil
A continuación se presentarán datos experimentales que muestran la influencia
que pueden tener la población de consumidores con la cual se realiza el ensayo y
las condiciones de la prueba, sobre las estimaciones de vida útil.
Las mismas muestras de yogur almacenadas a 42ºC en los tiempos anteriormente
mencionados fueron evaluadas por distintas poblaciones en distintas condiciones
de ensayo:
4. Metodología de estadística de supervivencia
[65]
Adultos: véase el punto 4.2.
Niños con atención no personalizada (niños NP): Se reclutaron 50 niños, con
edad comprendida entre 10-12 años, que ocuparon las 16 cabinas disponibles de
un laboratorio de evaluación sensorial en grupos de 16. Un líder explicó el ensayo
y luego los niños probaron las muestras de forma análoga a los adultos, o sea
en forma que ellos mismos administraron la muestra. No hubo control sobre la
comunicación e interacción entre los niños.
Niños con atención personalizada (niños P): Se reclutaron 50 niños, con edad
comprendida entre 10-12 años. Se trabajó con grupos de 4 niños y cada uno recibió
atención personalizada.
En la tabla 4.7 se presentan los parámetros obtenidos y en la figura 4.4 se
muestran los porcentajes de rechazo calculados para las distintas poblaciones.
Tabla 4.7. Parámetros de supervivencia y percentiles calculados con sus
intervalos de confianza para las tres poblaciones ensayadas.
Niños con atención no personal
Niños con atención personal
Parámetro
Adultos
Límite Valor
Límite
Límite Valor
Límite
inferior estimado superior inferior estimado superior
Límite Valor
Límite
inferior estimado superior
del 95%
del 95%
del 95%
μ
2,70
5,40
3,69
2,99
del 95%
del 95%
3,28
3,85
4,63
del 95%
4,01
4,34
σ
0,71
0,93
1,21
0,77
1,34
2,34
0,54
0,86
1,26
P25*
7,53
10,60
14,92
24,30
41,30
70,10
23,10
31,00
41,60
P50*
14,81
19,84
26,58
47,10
102,20
222,00
39,90
55,30
76,70
*Porcentaje de rechazo
Los datos de las poblaciones se analizaron mediante estadística de supervivencia
empleando el modelo log-normal.
En la tabla 4.7 se puede observar que la población de niños con atención
no personalizada presentó intervalos de confianza mayores, y que los tiempos
correspondientes a los percentiles del 25 y 50% de rechazo exceden los tiempos
de almacenamiento utilizados en el ensayo. Esto último se puede observar en la
figura 4.4.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[66]
Figura 4.4. Porcentajes de rechazo para las muestras de yogur
almacenadas a 42ºC, calculados para tres poblaciones: (niños
NP) niños sin atención personalizada, (niños P) niños con
atención personalizada y (A) adultos.
Como conclusión puede afirmarse que la vida útil sensorial depende no sólo
del producto sino de la población seleccionada y del contexto experimental, con
lo que el diseño a emplear, en cuanto a los tiempos de almacenamiento para el
cálculo de la vida útil, puede no resultar apropiado, como resultó en el caso de las
dos poblaciones de niños, para las que los tiempos de vida útil calculados exceden
los del diseño experimental. Otro punto a tener en cuenta es que para trabajar con
niños se deben tomar precauciones para evitar la comunicación y distracción.
4.7. Método de tiempos actuales
Otro método que está en estudio es el denominado “Tiempos actuales”,
que consiste en que un consumidor prueba el alimento con un solo tiempo de
4. Metodología de estadística de supervivencia
[67]
almacenamiento. Esta metodología está pensada para aplicar en casos en los
que el alimento es agresivo sensorialmente, y sería imposible hacer probar a
un consumidor seis o más muestras de este alimento. Otro caso de aplicación
de este método es en el que no es posible realizar un diseño escalonado (véase
Capítulo 3), y el consumidor tendría que concurrir al lugar de ensayo en varias
oportunidades, correspondientes a los distintos tiempos de almacenamiento. Con
la metodología de tiempos actuales, cada consumidor realizaría una sola prueba
que podría llevarse a cabo en un local de ensayo o en su propio hogar.
En la tabla 4.6 se presentan los datos que se obtendrían de un ensayo de
tiempos actuales en el que 50 consumidores prueban el producto a cada tiempo de
almacenamiento, lo que hace un total de 300 consumidores para los seis tiempos
considerados. El análisis estadístico de este tipo de datos es muy similar al descrito
anteriormente, en el que cada consumidor presenta un solo tiempo censurado a la
izquierda o censurado a la derecha.
Tabla 4.6. Datos que se obtendrían de un ensayo de tiempos actuales en el que
50 consumidores prueban el producto para seis tiempos de almacenamiento.
Tiempos de almacenamiento (horas)
Consumidores
Censura
4
8
12
24
36
48
1
50
sí
no
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
>4
≤4
51
100
*
*
sí
sí
*
*
*
*
*
*
*
*
>8
>8
101
150
*
*
*
*
no
sí
*
*
*
*
*
*
≤ 12
> 12
151
200
*
*
*
*
*
*
no
no
*
*
*
*
≤ 24
≤ 24
201
250
*
*
*
*
*
*
*
*
sí
no
*
*
> 36
≤ 36
251
300
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
no
no
≤ 48
≤ 48
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[68]
4.8. Conclusiones
En el análisis de supervivencia, la vida útil sensorial de los alimentos se ha
enfocado en el rechazo por parte de un consumidor de un producto almacenado
en un determinado tiempo. Se puede decir entonces que los alimentos no tienen
una vida útil propia, sino que ésta dependerá de la interacción del alimento con
el consumidor.
Un aspecto importante de esta metodología es que el trabajo experimental
es relativamente simple. En el ensayo del ejemplo, 50 consumidores probaron
7 muestras de yogur con diferentes tiempos de almacenamiento, y contestaron
“sí” o “no” a la pregunta si ellos consumirían las muestras. Esta información fue
suficiente para estimar la vida útil del yogur.
Las futuras investigaciones en la aplicación de estadística de supervivencia
para vida útil deberían cubrir:
a) Número de consumidores y tiempos de almacenamiento acelerado necesarios
para obtener un nivel de significación y una potencia adecuada.
b) Estudios de almacenamiento acelerado en los que variables, tales como
temperatura o humedad, podrían ser consideradas como covariables.
c) Determinación de cómo influyen sobre las estimaciones de la vida útil
sensorial las covariables relacionadas con los consumidores, tales como la edad
o el sexo.
4.9. Referencias y bibliografía
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determination of the shelf life of roasted and ground coffee. LebensmittelWissenschaft Und -Technologie 34, 273-278.
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shelf-life for milk using Weibull hazard method. Lebensmittel-Wissenschaft
Und -Technologie 34, 143-148.
4. Metodología de estadística de supervivencia
[69]
Fan, X., Niemira, B.A., Sokorai, K.J.B. 2003. Use of ionizing radiation to improve
sensory and microbial quality of fresh-cut green onion leaves. Journal of Food
Science 68, 1478-1483.
Gacula, M.C., Singh, J. 1984. Statistical methods in food and consumer research.
Nueva York: Academic Press.
Garitta, L., Gómez, G., Hough, G., Langohr K., Serrat, C. 2004. Estadística
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Hough, G., Langohr, K., Gómez, G., Curia, A. 2003. Survival analysis applied to
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and truncated data. Nueva York: Springer-Verlag.
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Lindsey, J. K. 1998. A study of interval censoring in parametric regression models.
Lifetime Data Analysis 4, 329-354.
Meeker, W. Q., Escobar, L. A. 1998. Statistical methods for reliability data. Nueva
York: John Wiley & Sons.
Ramírez, G., Hough, G., Contarini, A. 2001. Influence of temperature and light
exposure on sensory shelf-life of a commercial sunflower oil. Journal of Food
Quality 24, 195-204.
1. Introducción al análisis sensorial
[71]
5
METODOLOGÍA DE PUNTO DE CORTE
Ana V. Curia
Lorena Garitta
Patricia Restrepo
Constanza López
5.1. Introducción
En el capítulo anterior se desarrolló la metodología de estadística de
supervivencia que es la más apropiada para definir la vida útil sensorial a partir
de la aceptación o el rechazo de los consumidores. Sin embargo, hay situaciones
en las cuales el método de estadística de supervivencia no es práctico, por la
dificultad en reclutar el número suficiente de consumidores. Esta situación se
presenta en estudios en los cuales hay varios factores de variación. Por ejemplo,
en un estudio de vida útil sensorial de mayonesa con:
3 temperaturas
2 envases
2 condiciones de iluminación
Esto implica medir la vida útil sensorial para 24 condiciones experimentales.
Si para cada condición se requieren 50 consumidores, esto significaría un total
de 1200 consumidores en total. Lo más probable es que el presupuesto para el
reclutamiento de este número de consumidores sea muy elevado. En este caso se
puede recurrir a la metodología de punto de corte, propuesta en este capítulo.
5.2. Definición y aplicaciones de punto de corte
Un panel de consumidores es la herramienta más apropiada para determinar
cuándo un alimento llega al fin de su vida útil. Sin embargo, un ensayo realizado
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[72]
con consumidores en múltiples sesiones, necesarias para un estudio de vida útil,
es demasiado costoso y poco práctico. Un panel de evaluadores entrenados es
mucho mas simple de convocar. Pero un panel entrenado sólo realiza mediciones
analíticas de atributos de sabor, aroma y apariencia. ¿Cuáles son, por ejemplo, los
niveles de sabor oxidado o de intensidad de color oscuro a partir de los cuales los
consumidores comienzan a notar un cambio con respecto al producto fresco? La
respuesta a esta pregunta puede obtenerse mediante la correlación de un panel de
consumidores con evaluadores entrenados. Esta metodología se denomina “punto
de corte”; éste puede expresarse como el valor de intensidad sensorial en que un
consumidor comienza a percibir un cambio en el producto en comparación con la
muestra fresca.
A continuación se da un ejemplo de aplicación realizado para aceite de
girasol (Ramírez y col., 2001), en el que se explicarán los pasos a seguir para su
determinación.
5.2.1. Preparación de una serie de muestras con intensidades crecientes del
nivel de defecto sensorial
El descriptor crítico obtenido mediante un ensayo preliminar acelerado
fue el sabor rancio-oxidado. Las muestras de aceite de girasol se sometieron a
almacenamiento a 60ºC durante 0, 15, 30, 45, 60 y 75 días.
5.2.2. Determinación de la intensidad del defecto presente en las muestras por
medio de un panel entrenado
Las muestras descritas en el párrafo anterior fueron evaluadas por un panel
de 12 evaluadores entrenados en el sabor rancio-oxidado. Para familiarizar a los
evaluadores en el sabor rancio-oxidado, se almacenó aceite de girasol durante 14
días a 60º C en un recipiente de hojalata con exposición de aire (AOCS, 1989).
Esta muestra fue considerada como la intensidad máxima de este descriptor. Una
dilución al 10% en aceite fresco de la muestra antes mencionada fue considerada
como la mitad de la escala.
Se sirvieron 10 cm3 de muestra en vasos de vidrio de 70 cm3 cubiertos con
placas de Petri. La norma AOCS (1989) recomienda que el aceite esté a 50ºC para
su análisis sensorial por un panel entrenado. Para lograr este objetivo, las muestras
fueron calentadas a 50ºC en microondas y colocadas en cajas de poliestireno
5. Metodología de punto de corte
[73]
expandido con una cantidad de agua a 60º C, para mantener la temperatura de las
muestras durante la evaluación. Se utilizó luz roja para enmascarar el color de
las muestras. Los evaluadores utilizaron agua a 40º C como neutralizante entre
muestras. El panel evaluó la intensidad del descriptor sabor rancio-oxidado en
una escala de 10 cm anclada en sus extremos con rótulos “nada” y “mucho”. Las
mediciones se realizaron por triplicado.
5.2.3. Determinación de la aceptabilidad de las mismas muestras con una
panel de consumidores
Un panel de 60 consumidores, 30 mujeres y 30 varones, evaluaron las muestras
ya descritas en una escala de aceptabilidad de 9 puntos. En este caso, las muestras
de aceite fueron servidas con papas (patatas). Las papas cortadas en dados de
1 cm de lado se hirvieron durante 5-6 minutos en agua con 0,22% de sal. Una
vez cocidas, se prepararon porciones de 500 gr a las que se les adicionó 6 ml de
aceite. Las papas fueron servidas a temperatura ambiente, en vasos de 70 cm3
codificados con tres números dígitos. Se presentó agua mineral para beber entre
muestras. Se aclaró a los consumidores que debían prestar atención al sabor del
aceite y no al de las papas.
5.2.4. Cálculo matemático del punto de corte
El primer paso es aplicar la siguiente ecuación:
S = F – Zα
 2CME
n
donde:
S = valor en que la aceptabilidad del producto almacenado comienza a disminuir
significativamente,
F = aceptabilidad de la muestra fresca (promedio de los n consumidores),
Z5% = coordenada de la curva normal para un ensayo de una cola con un nivel de
significación del 5% = 1,645. Para calcular el Z, se emplea un ensayo de una cola
debido a que se asume que el producto almacenado debería tener una aceptabilidad
más baja que el producto fresco,
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[74]
CME = cuadrado medio del error obtenido del análisis varianza de los consumidores
empleando como factores de variación muestra y consumidor. El cuadrado medio
del error (CME) es un indicador de la precisión del ensayo (Snedecor y Cochran;
1989).
n = número de consumidores
Una vez obtenido el valor S, se representa gráficamente una recta de regresión
entre los valores promedio de aceptabilidad dados por el panel de consumidores
en función de los valores promedio de intensidad del defecto medidos por el panel
de evaluadores entrenados y con dicho valor, se intercepta la recta para obtener el
punto de corte (C).
En la tabla 5.1 se presentan los valores promedio obtenidos por la medición de
ambos paneles para aceite de girasol.
Tabla 5.1. Valores para la obtención del punto de corte de aceite de girasol.
Días de
almacenamiento
de las muestras
Panel entrenado
(promedios sabor
rancio-oxidado)
Panel de consumidores
(promedios de
preferencia)
0
0,90
6,51
15
4,20
5,69
30
4,52
5,45
45
6,38
5,47
60
6,98
4,59
75
7,50
4,63
CME = 4,5
N = 51 (9 consumidores fueron eliminados del análisis debido a que prefirieron las
muestras almacenadas a la fresca).
S = F – Zα
S = 6,51 – 1,645
 2CME
n
 2.4,5
51 = 6,51 – 0,691 = 5,81
5. Metodología de punto de corte
[75]
Figura 5.1. Punto de corte para el sabor rancio-oxidado de
aceite de girasol.
En la figura 5.1 se presenta el punto de corte obtenido (C).
El punto de corte obtenido se emplea para determinar el tiempo de vida útil
en las condiciones de almacenamiento de interés. A continuación se exponen los
conceptos de orden de reacción, condición necesaria para el posterior cálculo del
tiempo de vida útil del alimento.
5.3. Cinética de orden cero y de primer orden
La pérdida de la calidad de un alimento se representa de la siguiente forma:
–
dA
= kAn
dt
(ecuación 5.1)
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[76]
donde:
A = calidad del factor medido,
t = tiempo,
k = constante dependiente de la temperatura,
n = exponente indicativo del orden de reacción,
dA
= la proporción del cambio de A en función del tiempo.
dt
Si en la ecuación 5.1, n = 0, la reacción es de orden cero y se expresa del
siguiente modo:
–
dA
=k
dt
Si en cambio en la ecuación 5.1, n = 1, la reacción es de primer orden y se
expresa de este modo:
–
dA
= kA
dt
Resolviendo estas ecuaciones se obtienen las siguientes expresiones:
Orden cero:
A = Ao – kt
(ecuación 5.2)
Primer orden:
ln(A) = 1n (Ao) – kt
(ecuación 5.3)
donde:
A = calidad a tiempo t,
Ao = calidad a tiempo cero,
k = constante de velocidad de reacción, y
t = tiempo de almacenamiento
O sea que si se representa el grado de calidad en función del tiempo y se
obtiene una línea recta, el orden de reacción es cero. Si al representar el logaritmo
del grado de calidad en función del tiempo se obtiene una línea recta, la reacción
es de primer orden.
Según Labuza (1989), los órdenes de reacción se aplican para los siguientes
casos:
5. Metodología de punto de corte
[77]
• Reacciones de orden cero:
Degradación enzimática en frutas frescas y vegetales, alimentos congelados
y pastas refrigeradas.
Pardeamiento no enzimático en cereales y en productos lácteos
deshidratados.
Oxidación de lípidos en alimentos congelados y deshidratados.
• Reacciones de primer orden:
Rancidez en aceites o en alimentos deshidratados.
Crecimiento de microorganismos y sus defectos (aparición de mucílagos
o sabores).
Pérdida de vitaminas en alimentos enlatados y deshidratados.
Pérdida en calidad de proteínas en alimentos deshidratados.
Sobre el orden de reacción se debe de tener en cuenta que cuando hay menos
del 50% de conversión de la reacción, o sea que la reacción de deterioro no ha
concluido, es difícil distinguir entre orden cero y primer orden. En la figura 5.2 se
ilustra este concepto.
Figura 5.2. Determinación de órdenes de reacción.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[78]
Se requiere un mínimo de seis puntos (tiempos) para determinarlo.
Las reacciones de deterioro que tienen un tiempo de demora o incubación
pueden inducir a un error en el cálculo.
5.4. Cálculo de la vida útil
En el ejemplo de aceite de girasol se ensayó un almacenamiento acelerado
a 45ºC con exposición de luz. El almacenamiento duró 92 días durante los
cuales se evaluó la intensidad del sabor rancio-oxidado con el panel entrenado.
El comportamiento del aumento de la intensidad del defecto correspondió a una
reacción de orden cero, visible en el ajuste de la regresión lineal. El punto de corte,
obtenido anteriormente, se emplea para calcular el fin de la vida útil, como se
puede observar en la figura 5.3. En este caso, 60 días con un intervalo de confianza
comprendido entre 49 y 76 días.
Figura 5.3. Vida útil para el sabor rancio-oxidado de aceite de
girasol a 45ºC con exposición de luz.
5. Metodología de punto de corte
[79]
Ejemplo de punto de corte aplicado para café
Los objetivos del trabajo fueron diseñar una metodología para determinar el
sabor rancio en muestras de café “excelso” colombiano, determinar mediante un
ensayo descriptivo diferentes intensidades de sabor rancio, analizar el efecto de
dos poblaciones (colombiana y argentina) sobre la aceptabilidad de café Arábiga
colombiano y correlacionar la aceptabilidad sensorial del café frente a la intensidad
de la rancidez para determinar el punto de corte.
El café fue suministrado por la Federación Nacional de Cafeteros de Colombia,
como café “excelso”, tostado y molido de acuerdo a la Norma Técnica Colombiana
(NTC).
La muestra fue dividida en dos lotes, uno de los cuales fue sometida a
enranciamiento, durante un periodo de dos meses, por exposición a luz solar a
través de un vidrio y burbujeo directo de oxígeno. Al término de este periodo de
exposición la muestra obtenida fue mantenida en refrigeración (5°C) y considerada
como 100% rancio. El resto de la muestra no sufrió ningún tratamiento y se tomó
como muestra control, conservándose en refrigeración y envase hermético.
A partir de ambas muestras se prepararon diluciones de 0, 20, 40, 60, 80 y
100% (p/p), que se mantuvieron en refrigeración y en envase hermético.
Las bebidas fueron preparadas por filtrado de 7 gramos de café con 100 ml
de agua al 4,5% de sacarosa, a 98ºC. Fueron colocadas en jarras térmicas para
mantener la temperatura hasta el momento de la evaluación.
El análisis sensorial se llevó a cabo con 8 evaluadores entrenados pertenecientes
al Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia. El método
empleado fue análisis descriptivo cuantitativo con escalas estructuradas de 10 cm.
A cada evaluador se le presentaron seis muestras en vasos térmicos, codificados
con números aleatorios de tres números dígitos. Las características sensoriales
evaluadas fueron fragancia (aroma de café en seco), y aroma, sabor ácido y sabor
rancio de la infusión. Estas características figuran en la NTC.
Se reclutaron 50 consumidores habituales de café con azúcar, por cada país
(Argentina y Colombia) con edad entre 18 y 40 años. Se realizó el reclutamiento de
los consumidores mediante una encuesta con la finalidad de conocer la frecuencia
de consumo y el número de cucharadas de azúcar adicionadas a la infusión.
Sólo se tuvieron en cuenta aquellos consumidores de café con una frecuencia
de consumo mayor a cuatro veces por semana y una adición de azúcar de dos a
tres cucharaditas. Las muestras fueron codificadas con números de tres cifras
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[80]
y presentadas al azar en vasos de vidrio. La escala utilizada para la evaluación
de cada parámetro fue una escala hedónica de nueve puntos, ancladas sobre la
izquierda con el rótulo “me disgusta mucho”, en el centro “me es indiferente”
y a la derecha “me gusta mucho”. Los atributos de preferencia evaluados por
los consumidores fueron: fragancia (aroma de café en seco) y aroma, sabor y
preferencia global de la infusión.
El punto de corte para los consumidores argentinos no pudo calcularse debido
a que todas las muestras obtuvieron promedios de 5 (en la escala de 1 a 9), por lo
tanto, no se obtuvo una buena correlación entre la preferencia de los consumidores
y el panel entrenado. El punto de corte obtenido entre la preferencia global del
panel de consumidores colombianos y la fragancia sensorial del panel entrenado,
atributo que mejor se correlacionó, se presenta en la figura 5.4. El valor obtenido
de punto de corte fue 3,2 en la escala sensorial, por lo tanto una intensidad de
fragancia inferior a 3,2 indicaría un cambio significativo en la aceptabilidad del
producto en función de la muestra fresca.
Figura 5.4. Punto de corte de café para consumidores de
Colombia.
5. Metodología de punto de corte
[81]
5.6. Referencias y bibliografía
AOCS (American Oil Chemists’ Society). 1989. Recommended Practice Cg 2-83:
Flavor panel evaluation of vegetable oils. Champaign (Illinois): American Oil
Chemists’ Society.
Fennema, O., Tannembaum, S.R. 1996. Introduction to Food Chemistry. En Food
chemistry (O.R. Fennema, ed.), (pp. 10-11). Nueva York: Marcel Dekker, Inc.
Hough, G., Sánchez, R.H., Garbarini de Pablo, G., Sánchez, R.G., Calderón
Villaplana, S., Giménez, A.M., Gámbaro, A. 2002. Consumer Acceptability
Versus Trained Sensory Panel Scores of Powdered Milk Shelf-Life Defects.
Journal of Dairy Science 85, 2075-2080.
Labuza, T. P. 1982. Shelf-Life Dating of Foods. Westport (Connecticut): Food and
Nutrition Press.
Ramírez, G., Hough, G., Contarini, A. 2001. Influence of temperature and light
exposure on sensory shelf life of a commercial sunflower oil. Journal of Food
Quality 24, 195-204.
Snedecor, G. W., Cochran, W.G. 1989. Statistical methods. Octava edición. Ames
(Iowa): Iowa State University Press.
1. Introducción al análisis sensorial
[83]
6
ESTUDIOS ACELERADOS
Guillermo Hough
Lorena Garitta
6.1. Ecuación de Arrhenius
En el capítulo 5 se definieron los conceptos de orden de reacción y las
ecuaciones correspondientes a orden cero y primer orden (ver ecuaciones 5.2 y
5.3). Uno de los parámetros de estas ecuaciones es la constante de velocidad de
reacción (k) que se ve afectada por la temperatura. En la gran mayoría de las
reacciones de pérdida de calidad sensorial, el valor de k varía en función de la
temperatura según la ecuación de Arrhenius:
(( )
k = k ref exp –
EA
1
R
T
–
1
(ecuación 6.1)
Tref
donde
k = constante de velocidad de reacción a la temperatura T,
k ref = constante de velocidad de reacción a la temperatura de referencia,
EA = energía de activación en cal/mol,
R = constante general de los gases en cal/(mol °K) igual a 1,98,
T = temperatura en °K,
Tref = temperatura de referencia en °K.
La temperatura de referencia, Tref, se elige en función del intervalo de
temperaturas en el que se está trabajando. Por ejemplo, si se está realizando un
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[84]
estudio acelerado en el intervalo 15ºC – 40ºC, una temperatura de referencia
apropiada sería de 27ºC, o sea 300ºK.
La ecuación (6.1) se puede linealizar mediante la aplicación de logaritmos:
1n(k) = 1n(k ref ) –
EA
R
( )
1
T
–
1
(ecuación 6.2)
Tref
y de esta manera si se representa el ln(k) en función de la inversa de la temperatura
absoluta, se obtiene una recta con pendiente –EA/R.
Ejemplo de aplicación en un estudio acelerado en mayonesa
Para analizar la aplicación de la ecuación de Arrhenius, se utilizarán datos de
un estudio de vida útil sensorial de mayonesa. Los detalles del estudio pueden
encontrarse en el artículo correpondiente (Martínez y col. 1998). Para el objetivo
del presente capítulo es suficiente saber que se realizó un seguimiento del sabor
oxidado de mayonesa a tres temperaturas distintas, y se obtuvieron los datos de
la tabla 6.1.
Tabla 6.1. Desarrollo del sabor oxidado de una muestra comercial de mayonesa
en función del tiempo, a tres temperaturas de almacenamiento.
20ºC
35ºC
45ºC
Días
Sabor oxidado1
Días
Sabor oxidado1
Días
Sabor oxidado1
122
4
11
8,1
7
2,3
145
8,1
20
13,9
14
7,5
164
6,6
30
19
21
15,3
183
16,9
39
23
28
24,4
201
19,3
48
31,6
35
36,9
224
21,2
56
33,2
42
43,4
245
28,2
61
37,2
Medido con una escala sensorial en la que 0 = “nada oxidado” y 100 = “muy oxidado”.
1
6. Estudios acelerados
[85]
6.2. Estimación de la energía de activación
El objetivo básico de los ensayos acelerados es realizar estudios a temperaturas
elevadas para luego poder predecir el deterioro a temperaturas de almacenamiento
menores. Para poder extrapolar los resultados obtenidos a temperaturas elevadas
a temperaturas más bajas, será necesario aplicar la ecuación de Arrhenius cuyo
parámetro clave es la energía de activación. A continuación se desarrollarán tres
formas de estimar este parámetro: por regresión lineal básica, regresión lineal con
intervalos y por regresión no lineal.
6.2.1. Regresión lineal básica
Se supone que el sabor oxidado en mayonesa sigue una cinética de orden cero,
de esta manera el sabor oxidado en función del tiempo responde a la siguiente
ecuación (véase el punto 5.3):
SOx = SOx0 + k t
(ecuación 6.3)
donde:
SOx = sabor oxidado a tiempo t,
SOx0 = sabor oxidado a tiempo cero,
k = constante de velocidad de reacción, y
t = tiempo de almacenamiento.
Para cada una de las temperaturas de almacenamiento se hace una regresión
lineal de “sabor oxidado” con el tiempo, cuya pendiente será igual a k. En la figura
6.1 se muestra la correlación lineal correspondiente a 45ºC a partir de los datos de
la tabla 6.1. El valor de interés de esta correlación es la pendiente de la recta, que
es la constante de velocidad de reacción de la ecuación 6.3.
Las constantes de velocidad de reacción para las temperaturas de 20ºC y 35ºC
se obtienen de forma similar; los valores se presentan en la tabla 6.2. Para poder
estimar la energía de activación, se debe aplicar ahora la ecuación 6.2; a partir de
la pendiente de la correlación lineal entre ln(k) en función de 1/T(°K), se puede
obtener la energía de activación como se representa en la figura 6.2.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[86]
Figura 6.1. Sabor oxidado en función del tiempo de
almacenamiento a 45ºC.
Figura 6.2. Logaritmo de la constante de velocidad de reacción
en función de la inversa de la temperatura.
6. Estudios acelerados
[87]
Tabla 6.2. Constantes de velocidad de reacción correspondientes a distintas
temperaturas de almacenamiento.
T (ºC)
1/T (ºK)
K
lnK
20
35
45
0,00341
0,00324
0,00314
0,1972
0,5771
1,2359
-1,6235
-0,5497
0,2118
El método expuesto es clásico para estimar la energía de activación. Una
desventaja es que al trabajar con pocos puntos para la regresión, tres en este caso,
el intervalo de confianza de la estimación obtenida es relativamente grande. Este
intervalo de confianza de la pendiente se puede obtener directamente, en general,
a partir del programa informático utilizado para el cálculo y su valor para el
presente ejemplo es de 4346 con un 95% de confianza; o sea:
EA = 6746 . 1,98 ± 4346 . 1,98 = 13357 ± 8605 (cal/mol)
(ecuación 6.4)
Se puede verificar que el intervalo de confianza es amplio, lo que genera
incertidumbre sobre el verdadero valor y, en consecuencia, las extrapolaciones a
temperaturas distintas a las ensayadas van a ser poco precisas.
6.2.2. Regresión lineal con intervalos
Una forma de mejorar la estimación de la energía de activación sería agregar
mayor cantidad de valores de temperatura al estudio, pero esto es costoso en
experimentación. Otro modo menos costoso es realizar las mismas regresiones
de sabor oxidado en función del tiempo de almacenamiento explicadas en el
apartado anterior, pero tomando como resultado de cada regresión el valor de k
con sus intervalos de confianza.
En la regresión lineal representada en la figura 6.1 se obtiene un valor de k
como pendiente de la recta. Esta pendiente tiene sus intervalos de confianza.
Repitiendo esta operación para cada una de las tres temperaturas ensayadas, se
obtuvieron los valores de la tabla 6.3.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[88]
Tabla 6.3. Constantes de velocidad de reacción a distintas temperaturas
de almacenamiento con sus correspondientes intervalos de confianza (P =
95%).
T (ºC)
1/T (ºK)
K
Intervalos de confianza
ln(k)
20
0,00341
0,1972
0,1367
0,2577
-1,9899
-1,6235
-1,3559
35
0,00324
0,5771
0,5088
0,6452
-0,6757
-0,5497
-0,4381
1,0329
1,4388
0,0323
0,2117
0,3638
45
0,00314
1,2359
Figura 6.3. Logaritmo de la constante de velocidad de reacción
(k) con sus correspondientes intervalos de confianza en función
de la inversa de la temperatura de almacenamiento.
6. Estudios acelerados
[89]
Si se realiza la correlación lineal del ln(k) en función de la inversa de la
temperatura de cada valor de constante de velocidad de reacción más sus intervalos
de confianza, se obtienen los resultados de la figura 6.3.
El valor medio estimado de la energía de activación es similar al obtenido en
el apartado anterior. Una primera comparación de la figura 6.2 con la figura 6.3
lleva a pensar que es mejor la correlación con los tres puntos de la figura 6.2.
que con los nueve puntos de la figura 6.3. Incluso el coeficiente de correlación
es levemente superior en la primer correlación que en la segunda. La diferencia
más apreciable entre las dos estimaciones está en el intervalo de confianza de la
energía de activación. Para la regresión que toma los nueve puntos, o sea cada
valor de constante de velocidad de reacción con sus correspondientes intervalos
de confianza, la estimación es:
EA = 6842 . 1,98 ± 1452 . 1,98 = 13547 ± 2875 (cal/mol)
(ecuación 6.5)
Si se compara el valor estimado por la regresión lineal básica (ecuación
6.4), con el valor estimado por la regresión lineal con intervalos (ecuación 6.5),
se concluye que la estimación es más precisa en este último caso. Esta mayor
precisión conlleva una mejor estimación al extrapolar hacia temperaturas distintas
a las ensayadas.
6.2.3. Regresión no lineal
Para el proceso de desarrollo de sabor oxidado en la mayonesa se supone
una cinética de orden cero que responde a la ecuación 6.3 que se transcribe a
continuación:
SOx = SOx0 + k t
Si se combina esta ecuación con la ecuación 6.1, o sea la ecuación de Arrhenius,
se llega a la siguiente expresión:
( ( ))
SOx = SOx0 + k ref exp –
EA
1
R
T
–
1
Tref
t
(ecuación 6.6)
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[90]
La ecuación 6.6 tiene tres parámetros que deben determinarse: SOx0, k ref
y EA/R, el último de ellos no lineal. Para determinar estos tres parámetros se
toman todos los datos de la tabla 6.1 y con software estadístico específico se
puede realizar la correlación no lineal (un programa estadístico que realiza dichos
cálculos es el Genstat, VSN International, Hempstead, Inglaterra). Si se realizan
los cálculos, los parámetros obtenidos son los siguientes:
EA/R = 9736 ± 1110
SOx0 = –22 ± 8,5
k ref (para Tref = 300ºK) = 0,44 ±0,10
(ecuación 6.7)
El valor de energía de activación obtenido es el siguiente:
EA = 9736 . 1,98 ± 1110 . 1,98 = 19277 ± 2198 (cal/mol)
(ecuación 6.8)
El desarrollo de sabor oxidado en mayonesa sigue una cinética de orden cero.
Si la cinética resultara de primer orden, en lugar de combinar la ecuación 6.3 con
la ecuación de Arrhenius (6.1), se combina con la siguiente ecuación (véase punto
5.3 del capítulo anterior):
A = A0 exp (–k t)
(ecuación 6.9)
6.2.4. Compendio de cálculos
La tabla 6.4 resume los cálculos obtenidos por los tres métodos propuestos
para estimar la energía de activación. En la misma se observa que el método con
el que se obtiene la mejor estimación es el que parte de la regresión no lineal de la
ecuación 6.6. Asimismo, la estimación no lineal está mejor fundamentada desde
el punto de vista estadístico que la estimación obtenida a partir de la regresión con
intervalos descrita en el punto 6.1.2.
6.3. Variación en la velocidad de reacción cada 10ºC: Q10
La variación de la velocidad de reacción cada 10ºC es una alternativa a la
ecuación de Arrhenius utilizada en las estimaciones de vida útil de alimentos.
Esta variación se define de la siguiente forma:
6. Estudios acelerados
[91]
Tabla 6.4. Valores de energía de activación para el desarrollo de sabor
oxidado de mayonesa (datos de la tabla 6.1) utilizando distintos métodos de
regresión.
Tipo de regresión
Energía de activación
(cal/mol)
Intervalo de confianza
Lineal (3 puntos)
13357
± 8605
Lineal más sus intervalos
De confianza (9 puntos)
13547
± 2875
Ecuación de Arrhenius
No lineal
19277
± 2198
Q10 =
velocidad a (T + 10C)
velocidad a T
(ecuación 6.10)
Donde T es una temperatura relacionada con el intervalo de almacenamiento
del alimento. Por ejemplo, si para una reacción de pardeamiento el valor de Q10
= 2, y se considera una temperatura de T = 15ºC, la ecuación 6.10 indica que la
velocidad de pardeamiento a 25ºC es el doble que a 15ºC.
Si la reacción considerada es de orden cero, la ecuación 6.10 puede expresarse
como:
Q10 =
aaaavida útil a T aaa
vida útil a (T + 10C)
(ecuación 6.11)
Otra ecuación de interés es la relación que existe entre el valor de Q10 y la
energía de activación. La misma puede obtenerse a partir de la definición de
velocidad de reacción y la ecuación de Arrhenius:
EA
Q10 = e
10
R T (T+10)
(ecuación 6.12)
De la ecuación 6.12 se deduce que el valor de Q10 no es constante sobre todo
intervalo de temperatura. Por ejemplo, si EA = 20000 cal/mol, y se considera una
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[92]
temperatura T = 278ºK, el valor de Q10 = 3,5. Si se toma una temperatura de T =
293ºK, el valor de Q10 = 3,1.
6.4. Relación empírica de vida útil con la temperatura
Muchas veces en la literatura o en la práctica industrial no se cuenta con datos
de constantes de velocidad de reacción, sino que se cuenta con datos de la vida
útil del alimento a distintas temperaturas. Labuza (1982) introdujo una relación
empírica entre vida útil y temperatura:
log (vida útil) = a + b T
(ecuación 6.13)
Para ilustrar el uso de la ecuación 6.13 se utilizarán los datos obtenidos de un
ensayo de vida útil de una bebida gaseosa, que se presentan en la tabla 6.5.
Tabla 6.5. Vida útil de una bebida gaseosa a distintas temperaturas de
almacenamiento.
Temperatura (ºC)
Vida útil (días)
60
45
35
7
28
48
Si se realiza una regresión lineal del logaritmo de vida útil con la temperatura
se obtiene la recta de la figura 6.4. Para estimar la vida útil a una temperatura
ambiente de 20ºC se puede extrapolar la recta hasta llegar a esta temperatura,
calculándose un valor de logaritmo de vida útil de 5,14, con lo cual la vida útil
será:
Vida útil (20ºC) = exp (5,14) = 171 días
6. Estudios acelerados
[93]
Figura 6.4. Logaritmo de la vida útil de una bebida gaseosa
en función de la temperatura de almacenamiento. Los puntos
corresponden a los datos experimentales y la recta fue obtenida
por regresión.
Intervalos de confianza de las predicciones a temperaturas inferiores a las
ensayadas
En el párrafo anterior se predijo una vida útil de 171 días a 20ºC; este valor
es estimado, o sea que no se conoce el valor verdadero de la vida útil a 20ºC.
Se puede calcular el intervalo de confianza para una probabilidad del 95% de la
predicción (Drapper y Smith, 1981):
Valor predicho = 171 días
Límite inferior = 2 días
Límite superior = 15400 días
Este intervalo es tan amplio que lleva a dudar seriamente sobre el valor de
la predicción. El coeficiente de correlación obtenido de la regresión de los tres
puntos experimentales de la tabla 6.5, utilizando la ecuación 6.13, fue de 0,98, un
valor que puede considerarse alto. Sin embargo, al haber solamente tres puntos
para realizar la regresión y la predicción, el intervalo de confianza se amplía.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[94]
¿Qué tipo de predicción puede hacerse si solamente se tienen dos puntos
experimentales? En la figura 6.5 se presentan datos de vida útil obtenidos en un
estudio de almacenamiento de aceite de girasol con iluminación durante 12 horas
por día (Ramírez y col., 2001). El estudio se realizó a 60, 45 y 35ºC, con el objetivo
de predecir la vida útil a temperatura ambiente (20ºC). En la figura 6.5 se observa
que si se consideran las tres temperaturas, se estima una vida útil de 281 días para
20ºC. Si solamente se hubieran considerado los datos de almacenamiento a 45 y a
60ºC para la predicción a 20ºC, se hubiera obtenido una estimación de 490 días,
o sea un valor muy alejado del estimado a partir de las tres temperaturas. Este es
un ejemplo real que ilustra los riesgos de estimar la vida útil a partir de solamente
dos temperaturas de almacenamiento.
La ecuación no lineal 6.6 también puede utilizarse para predecir la vida útil a
temperaturas inferiores a las ensayadas. Con los datos correspondientes al estudio
de mayonesa de la tabla 6.1 se obtuvieron los parámetros de la ecuación 6.7. Si
un estudio de punto de corte (véase el capítulo 5) indicó que el valor máximo de
sabor oxidado tolerado por los consumidores fue de 15 en una escala sensorial
de 0 a 100, y se quiere predecir el tiempo de vida útil a 15ºC, se puede aplicar la
ecuación 6.6 con los parámetros de la ecuación 6.7 para obtener la vida útil con
sus intervalos de confianza (P = 95%):
Vida útil a 15ºC = 326 ± 29 días
El intervalo de confianza de la predicción obtenido con la regresión no lineal
es mucho menor que el obtenido con otros métodos, por lo cual se recomienda su
utilización.
6.5. Consideración de cuidados especiales en ensayos acelerados
A continuación se indican algunos ejemplos en los cuales no sería válido
aplicar ensayos acelerados:
– Cuando se produce un cambio de fase a la temperatura elevada, por ejemplo,
la fusión de grasa láctea por encima de los 37ºC.
6. Estudios acelerados
[95]
Figura 6.5. Logaritmo de la vida útil de aceite de girasol en
función de la temperatura de almacenamiento. La recta inferior
se obtuvo por regresión de los tres puntos experimentales
y la recta superior considerando solamente dos puntos.
– Al disminuir la temperatura de congelación se concentran los reactivos en la
fase líquida generando posibles cambios en los mecanismos de reacción.
– En reacciones en las que intervienen enzimas o microorganismos que se
inactivan a partir de cierta temperatura.
– Cuando los cambios de temperatura afectan la permeabilidad de los envases
se pueden generar modificaciones en una condición que no se generan en
otra.
6.6. Referencias y bibliografía
Drapper, N.R., Smith, H. 1981. Fitting a straight line by least squares. En Applied
Regression Analysis. Nueva York: John Wiley & Sons.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[96]
Labuza, T. P. 1982. Shelf-life dating of foods. Westport (Connecticut): Food and
Nutrition Press.
Martínez, M.C., Mucci, A., Santa Cruz, M.J., Hough, G., Sánchez, R. 1998.
Influence of temperature, fat content and package material on sensory shelflife of commercial mayonnaise. Journal of Sensory Studies 13, 331-346.
Ramírez, G., Hough, G., Contarini, A. 2001. Influence of temperature and light
exposure on sensory shelf life of a commercial sunflower oil. Journal of Food
Quality 24, 195-204.
1. Introducción al análisis sensorial
[97]
7
LAS MEDIDAS DE ALGUNAS
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS
ALIMENTOS Y SU CORRELACIÓN CON
LAS MEDIDAS SENSORIALES
Susana M. Fiszman
Ana Salvador
7.1. La correlación entre las medidas instrumentales y las medidas
sensoriales
Existe una gran variedad de medidas fisicoquímicas que permiten hacer un
seguimiento de los cambios que se producen durante o el almacenamiento de los
alimentos antes de su consumo. Estos cambios son de muy diversa naturaleza y
pueden ir asociados a variaciones en el color, la textura, el olor o el sabor y por lo
tanto, ser los responsables de la duración de su vida útil sensorial.
Las mediciones instrumentales de algunos de los índices altamente
correlacionados con estas variaciones son una herramienta de gran utilidad en la
determinación y predicción de la vida útil de los alimentos.
Hay algunas determinaciones como, por ejemplo, el seguimiento de la acidez
titulable (o alternativamente el valor de pH), cuya interpretación es sencilla ya
que está íntimamente relacionada con la percepción sensorial del sabor ácido. De
este modo, mediante la medición de la acidez se puede predecir el aumento del
sabor ácido durante el almacenamiento de yogures, o la disminución del mismo
durante la maduración de muchas frutas. Otro ejemplo similar es el asociado a
la determinación de la variación en grados Brix y los cambios en la percepción
sensorial del sabor dulce. Sin embargo, estos dos ejemplos pueden servir para
ilustrar la complejidad de un alimento. Es bastante corriente que un sabor
muy ácido enmascare la percepción del sabor dulce haciendo que la valoración
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[98]
subjetiva de este último sea menor sin que cambie, obviamente, la valoración
instrumental.
Otras determinaciones como el contenido en humedad, la actividad de
agua, diversos índices del grado de rancidez de grasas, el seguimiento de
determinados compuestos por HPLC-masas o cromatografía de gases, recuento
de microorganismos, etc. constituyen, entre otros, toda una batería de análisis de
laboratorio con la que se cuenta para hacer un seguimiento instrumental de los
cambios que acontecen durante el almacenamiento de cualquier alimento hasta su
consumo. Es tarea del tecnólogo de alimentos o del investigador conocer y valorar
la mayor o menor relación que guardan aquéllas con los cambios sensoriales
correspondientes.
En la literatura actual, existe abundancia de trabajos de investigación en los que
se establecen correlaciones entre parámetros instrumentales y sus correspondientes
medidos instrumentalmente; cuando la correspondencia es buena, suele resaltarse
su bondad, pero es difícil encontrar un análisis exhaustivo del porqué de las faltas
de correlación.
El objetivo del presente capítulo es apuntar una serie de consideraciones
necesarias en la búsqueda de la correlación entre las medidas instrumentales y
sensoriales, centrándose específicamente en las medidas de textura y de color de
alimentos sólidos.
7.2. Medida de la textura
7.2.1. Aspectos generales
El concepto de textura aplicado a los alimentos −en realidad, aplicado a cualquier
objeto distinto de un tejido textil− es relativamente reciente. En particular, en
cuanto hace referencia a un alimento, dicho concepto abarca características que
tienen que ver con su constitución, naturaleza y estructura. La definición aceptada
internacionalmente se basa en un punto de vista eminentemente sensorial, o sea
en la percepción humana de la textura. La medición de la textura implica tener en
cuenta toda una serie de acciones, estímulos y percepciones al ingerir un alimento
e incluso antes, al entrar en contacto con él y manipularlo antes de la ingestión.
Estos estímulos que van desde el crujido que puede emitir durante un primer
7. Las medidas de algunas propiedades físicas de los alimentos
y su correlación con las medidas sensoriales
[99]
mordisco y su rotura inicial, pasando por la etapa completa de masticación y
mezcla con la saliva, hasta las sensaciones de viscosidad, adherencia, consistencia
en la boca y facilidad para tragar, forman parte de la percepción de su textura.
Por lo tanto, en todo momento se debe tener en cuenta que la relación que
guardan las percepciones sensoriales con las mediciones instrumentales de textura
correspondientes, no siempre será directa. Por ejemplo, en los complejos procesos
de ingestión descritos tales como la masticación, ni la magnitud de las fuerzas
que se ejercen, ni su velocidad, son uniformes sino que la persona las adapta
inconscientemente al estímulo. Éste siempre va variando; no sólo dependiendo
del tipo de alimento sino, para un mismo alimento, a lo largo de todo el proceso;
en general, el proceso de conversión a un bolo alimenticio implica una reducción
gradual de la resistencia de masticación. También es variable la velocidad de los
movimientos de las mandíbulas y el número de veces que se mastica antes de
tragar. Las fuerzas que se ejercen no son uniaxiles ni perpendiculares al trozo de
alimento como en la mayoría de los texturómetros modernos. Otros factores que
deberían tenerse en cuenta durante la realización de medidas instrumentales son
la temperatura (en la boca, la percepción es un par de grados inferior a 37ºC),
la presencia de saliva −que actúa como lubricante y disolvente− facilitando la
masticación, la diferente forma de los dientes, etc.
En este mundo de sensaciones múltiples que es la textura, muchas de las
medidas instrumentales se centran en la resistencia a la primera o segunda
mordida, generalmente las acciones emprendidas con los incisivos o los molares.
7.2.2. Técnicas instrumentales para la medición de la textura
La clasificación de las técnicas instrumentales para la medición de la textura
de alimentos de Scott-Blair (1958) es ya clásica:
–Ensayos empíricos: miden alguna propiedad en condiciones bien definidas.
–Ensayos imitativos: intentan simular algunas condiciones a las que el alimento
está sometido en la boca.
–Ensayos fundamentales: miden propiedades físicas bien definidas.
En la actualidad, a estas técnicas pueden sumarse las que investigan algunos
aspectos neurofisiológicos de la deglución en relación con la textura del alimento
en cuestión.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[100]
• Los ensayos empíricos
Los ensayos empíricos, a pesar de su escaso rigor científico, se siguen aplicando
en amplios sectores. Ejemplos clásicos son los consistómetros Adams o
Bostwick, para la medida de la consistencia de productos semilíquidos, o el
gelómetro Bloom para medir la fuerza de geles de gelatina. Las limitaciones
de estos métodos son evidentes: sólo sirven para ciertos alimentos y en un
intervalo de condiciones muy acotado, y los resultados son arbitrarios.
• Los ensayos imitativos
Los ensayos imitativos son los más aplicados en la actualidad mediante el
uso de texturómetros universales. Éstos disponen de sondas o émbolos bien
definidos (con una referencia conocida en cuanto a dimensiones y material con
el que están construidos) y permiten registrar la resistencia de los alimentos a
la compresión, al cizallamiento o, en general, a una combinación de fuerzas,
dependiendo de la sonda utilizada.
En los texturómetros universales, la velocidad de desplazamiento del cabezal
es constante y se puede variar dentro de un intervalo amplio. La versatilidad
de estos equipos hace que se les pueda acoplar toda una serie de celdas que
imitan diferentes acciones, incluso para aplicar ensayos empíricos clásicos.
Cuando la muestra es de dimensiones irregulares pero su naturaleza permite el
corte en probetas de dimensiones conocidas (normalmente prismas regulares),
podrá utilizarse un émbolo con una superficie mayor que la de la muestra de modo
que las fuerzas serán de compresión (figura 7.1). Sometidos a deformaciones muy
pequeñas, casi todos los materiales tienen una respuesta fuerza-deformación
lineal; en estos casos, la deformación es directamente proporcional a la altura e
inversamente proporcional al área de la muestra. Sin embargo, la aplicación de
deformaciones mayores implica deformaciones no elásticas o no recuperables.
Si se trata de muestras regulares de formas redondeadas (como por ejemplo la
mayoría de los frutos) la superficie de contacto con la sonda de compresión irá
aumentando a lo largo del ensayo; este efecto da lugar a un tratamiento bastante
complejo de los datos y existen muchos estudios teóricos al respecto. De todos
modos, debe recordarse que las frutas intactas no son homogéneas ni isotrópicas
por lo que de por si cualquier ensayo sobre ellas ya debe tener en consideración
lo alejado que se está de condiciones de “idealidad”.
Cuando la muestra es irregular y no es posible cortarla para obtener dimensiones
reproducibles, la sonda de elección es una de tamaño más pequeño que la muestra
7. Las medidas de algunas propiedades físicas de los alimentos
y su correlación con las medidas sensoriales
[101]
−de modo que la superficie de contacto viene definida por ésta− ; así, el émbolo
en un principio comprimirá la muestra y luego la penetrará (figura 7.2); como
resultado, las fuerzas que actuarán durante el ensayo no serán de un solo tipo.
Figura 7.1. Ensayo con una muestra de medidas regulares. El
émbolo es mayor que la muestra.
Figura 7.2. Ensayo con una muestra de medidas irregulares. El
émbolo es menor que la muestra.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[102]
• Los métodos fundamentales
Los métodos fundamentales son más rigurosos y los resultados se expresan en
unidades físicas bien definidas. Para aplicar estos métodos es necesario que los
materiales sean homogéneos e isotrópicos, que la muestra tenga unas medidas
perfectamente conocidas y que las deformaciones aplicadas sean pequeñas.
Estas condicionan se alejan de la realidad de la textura de los alimentos y
quedan restringidos a situaciones muy concretas como por ejemplo, medidas
de viscosidad en alimentos líquidos de comportamiento newtoniano.
7.2.3. Consideraciones sobre las medidas de textura
Las medidas instrumentales de textura se centran, en su gran mayoría, en el
uso de texturómetros. Hoy en día, estos equipos se encuentran informatizados y
cuentan con software que facilita el registro y los cálculos de las medidas. Sin
embargo, estas facilidades son ciertamente “arriesgadas”. Es necesario conocer en
todo momento qué acciones lleva a cabo el aparato, qué respuestas provoca en el
alimento y qué parámetros se registran como representativos de dichas respuestas.
Es muy aconsejable familiarizarse con el producto que se quiere medir y efectuar
muchas pruebas previas. La elección de la velocidad o del émbolo adecuados y el
estudio de las curvas obtenidas debe ser un paso previo que pocas veces se lleva
a cabo. Muchas veces no es un solo parámetro, o dos, lo que mejor describe las
características de un producto sino la curva completa que se registra a lo largo de
toda un ensayo. Ese perfil suele comportarse como la “huella digital” del alimento.
Es importante no perder de vista el objetivo que se persigue: no será lo
mismo hacer el seguimiento de un proceso de envejecimiento de pan almacenado
que intentar conocer los cambios que se producen durante un período de
almacenamiento de yogures. Es muy conveniente saber qué tipo de variaciones
pueden esperarse para aplicar el tipo de ensayo adecuado. En este sentido es muy
interesante contar con muestras frescas o recientes, y muestras que presenten el
cambio más extremo que pueda esperarse. De este modo, se conocerá el intervalo
de propiedades mecánicas que se debe caracterizar y así se podrá seleccionar la
sonda y las condiciones idóneas.
Ejemplo aplicado a pan de molde integral
En el presente proyecto, por ejemplo, en pan de molde integral se midieron
dos parámetros: 1) la cohesividad sensorial manual para lo que se pidió a los
7. Las medidas de algunas propiedades físicas de los alimentos
y su correlación con las medidas sensoriales
[103]
evaluadores que valoren “la facilidad para amasar, en cinco segundos, una bolita
a partir de un trozo de miga de la zona central de una rodaja de pan”, y 2) la
cohesividad instrumental, calculada a partir del perfil de textura instrumental
efectuado sobre la parte central de rodajas de pan comprimidas un 40%. La
correlación entre ambas medidas no fue buena. Como consecuencia de estos
resultados se buscó un parámetro instrumental que se asociara mejor con la acción
llevada a cabo con la mano. Así, se ideó una ensayo instrumental que consiste en
atravesar la parte central de las rodajas con un émbolo cilíndrico de base plana
de 1,5 cm de diámetro, que comprime primero y desgarra después, hasta cortar
dicha sección de las mismas. De las curvas obtenidas se puede calcular la fuerza
necesaria para atravesar la rodaja de pan por completo y la distancia recorrida por
el émbolo (que se mide como tiempo transcurrido). Estos nuevos parámetros están
alentadoramente bien correlacionados con la cohesividad sensorial manual.
Este es un ejemplo sencillo que resume la alerta que debe despertar en el
tecnólogo o investigador una mala correlación entre medidas sensoriales e
instrumentales, y cómo, mediante el conocimiento de los mecanismos que se
ponen en marcha durante las respectivas evaluaciones, se puede diseñar un método
adecuado que mejore las coincidencias en la detección de diferencias.
7.3. Medida del color
7.3.1. La percepción del color y la colorimetría
El color está directamente ligado al fenómeno de la visión humana.
Debido a que el color es una característica importante de la apariencia de cualquier
objeto −y también en los alimentos− existen muchas técnicas instrumentales para
medirlo y muy pocas de ellas han sido desarrolladas específicamente para el campo
de la industria alimentaria.
Para que una persona tenga una percepción de color, la luz procedente de un
foco luminoso o reflejada por un objeto debe incidir en la retina y a través de
impulsos nerviosos llegar a la corteza cerebral donde se obtiene una percepción
consciente del color correspondiente. Si esa misma luz, mediante el mecanismo
que sea, se hace incidir en un detector fotoeléctrico que transforme y cuantifique
la radiación luminosa en datos numéricos tendremos una medida instrumental del
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[104]
color. Es evidente que ambos caminos descritos son muy diferentes y por lo tanto
también son muy diferentes los resultados obtenidos.
Es importante que un usuario comprenda que el color percibido de un alimento
(o de cualquier objeto) no es algo absoluto sino relativo al entorno y por lo tanto su
especificación va unida a las condiciones de observación.
Además, distintas distribuciones espectrales pueden conducir a una misma
sensación (fenómeno denominado metamerismo), por lo que es necesario
compaginar la colorimetría con los fenómenos de la percepción cromática.
Una persona que ve el color de un alimento e intenta describirlo con palabras
se encuentra con que tiene una gran limitación de vocabulario para definirlo.
Por otro lado, el ser humano es capaz de discriminar entre una gran cantidad de
colores, por lo que es muy bueno para establecer comparaciones; sin embargo,
tiene una gran falta de memoria para el color, por lo que evaluará bien diferencias
entre colores sólo si todas las muestras están presentes o cuenta con patrones para
efectuar igualaciones.
7.3.2. Métodos de inspección visual comparativa. Sistemas de clasificación de
colores
Como se ha dicho, el color que ve un ser humano es producto de la fisiología
de su sistema ocular. Por lo tanto, los métodos de inspección o comparación visual
están bastante generalizados. Para una inspección visual antes que nada se deberá
conocer perfectamente cómo y con qué iluminar la muestra. Para ello se elige
una fuente de iluminación con una distribución espectral conocida para contar
siempre con la misma. Lo más común es elegir una que tenga gran parecido con
la luz de día (iluminante D65) o similares. El segundo paso es contar con una
unidad o patrón de magnitud, para lo que se contará con una referencia de color.
El detector será pues el ojo humano como instrumento de comparación.
Si la muestra iguala un color patrón el problema está resuelto; pero, si no se
puede igualar surge una complicación ya que cuantificar diferencias de color es
difícil. Cuanto más patrones de color haya, tanto más probable será poder igualar.
Con esta idea se desarrollaron los atlas colorimétricos basados en algunos de los
sistemas de clasificación de color (figura 7.3).
Un sistema de clasificación de colores consta de un criterio teórico para
clasificarlos y de un método de notación que permite especificarlos. Cuanto más
parecidos sean los atributos, más próximos están los colores.
7. Las medidas de algunas propiedades físicas de los alimentos
y su correlación con las medidas sensoriales
[105]
Los criterios utilizados para la clasificación de colores son fundamentalmente
de dos tipos. Uno abarca los criterios de la percepción del color y los sistemas
se denominan “de apariencias del color” (un ejemplo de este tipo es el sistema
Munsell).
El otro tipo se basa en la mezcla sistemática de cantidades de colores “básicos”
(los más puros disponibles) entre sí o con blanco y negro; los colores se logran con
colorantes o pigmentos (ejemplos de este tipo son los sistemas Ostwald, NCS, etc.)
• Los atlas de colores
Los atlas de colores consisten en una colección de muestras de color
clasificados según uno de los sistemas descritos. La ventaja es que los atlas
disponen de muestras físicas que se pueden manejar (trozos de cartones,
etc.) aunque por eso mismo también pueden estropearse con el uso. Estos
sistemas son fácilmente comprensibles por la mayoría de las personas que los
utilizan debido a que las referencias se pueden ver. El número y espaciado de
éstas pueden variarse de acuerdo con las necesidades. Una desventaja es que
estos sistemas son discontinuos, es decir están constituidos por un numero
determinado de muestras, mientras que los espacios de color son continuos.
En algunos casos sería necesario la interpolación, ya que existen saltos de
color entre las muestras del atlas.
Es interesante recalcar que las comparaciones visuales entre una muestra
problema y una muestra del atlas son rigurosamente válidas si la comparación
se realiza bajo el iluminante (idéntica distribución espectral) con el que se
calibró el atlas.
Los atlas se utilizan bastante en algunas industrias, muchas de las cuales han
desarrollado sus propios sistemas de clasificación. Un ejemplo clásico es el
Sistema Pantone (marca registrada) utilizado para industrias gráficas que se
basa en la combinación de las tintas primarias de impresión.
Uno de los atlas de uso más generalizado es el Munsell de apariencia del
color. Las variables que utiliza son el tono (hue), la claridad (value) y el croma
(chroma), que son las coordenadas angular, vertical y radial del sólido de color
asociado a este sistema, respectivamente. Los tonos básicos de este sistema
son el rojo, amarillo, verde, azul y púrpura, igualmente espaciados alrededor
de un círculo.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[106]
El croma (C) es la distancia del color al eje vertical central acromático (de negro
a blanco). Los valores máximos de C serían los de máxima pureza disponible.
Estos máximos dependen del tono y claridad del color en cuestión. La claridad
(V) varía entre 0 (negro) y 10 (blanco). Entre estos valores se encuentran todos
los grises. Las muestras físicas, al estar confeccionadas con pigmentos reales,
nunca alcanzan los valores máximos teóricos, y dependiendo del color, se
alejan más o menos del eje central.
Por lo tanto el sólido que representa el atlas de Munsell es un cuerpo geométrico
que no es cilíndrico (figura 7.3, derecha). La edición más completa del libro de
Munsell es una colección de 1500 muestras brillantes y 1300 mates distribuidas
en 41 páginas correspondientes a un tono constante (figura 7.3, izquierda).
• Las placas o cartas de colores
No es necesario disponer de un atlas completo de color cuando se trata de
evaluar el color de un único tipo de producto. El uso de placas −u otros
sistemas− de referencia para evaluar el color de un alimento determinado
es una práctica bastante habitual en algunos casos y aporta ciertas ventajas.
Las gamas de colores que abarcan estas placas, que están especialmente
desarrolladas, permiten en general un buen emparejamiento con la muestra
problema debido a que están mejor adaptadas a las variaciones que se espera
encontrar en el alimento en cuestión; por ejemplo, los grados de rojo para la
madurez de tomates o pimientos, o la coloración entre amarillenta a naranja
para la calidad de zumo de naranja. La forma que adoptan estos desarrollos
es muy variada: placas de plástico o cartones de colores, tubos de plástico
coloreados, etc. (figura 7.4). En algunas ocasiones es necesario introducir en
los patrones sombreados o tramas que puedan imitar la textura visual para
facilitar el igualamiento de las muestras.
7.3.3. Métodos instrumentales y determinación de coordenadas cromáticas
Basar la medida del color en métodos cuyo detector es el ojo humano tiene
algunos inconvenientes. El ojo puede verse afectado por ciertos defectos de
visión, variaciones con el tiempo, se ve influenciado por el entorno y el fondo, por
la percepción de brillo, o sombras.
Los instrumentos evitan todos estos factores “externos” a la medición de un
color: los detectores no tienen los defectos descritos y, en general, aíslan la zona
7. Las medidas de algunas propiedades físicas de los alimentos
y su correlación con las medidas sensoriales
[107]
Figura 7.3. Derecha: representación del sólido de color
correspondiente al atlas de Munsell. Izquierda: fotografía
de una página del Munsell Book of Color, 1966. Tomado de P.
Capilla, J.M. Artigas y J. Pujol (2002).
Figura 7.4. Placas de color desarrolladas en el Instituto de
Agroquímica y Tecnología de Alimentos (CSIC, España) para
pimientos en conserva.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[108]
de medida suprimiendo el entorno, así como los brillos y las sombras mediante
el uso de un ángulo de medida apropiado. Todas estas “ventajas” que hacen que
las medidas instrumentales sean reproducibles introducen, a su vez, un desfase
entre los resultados y la percepción sensorial que es necesario tener en cuenta en
el momento de sacar conclusiones.
Se puede considerar que una medición instrumental está cuantificando
la sensación humana en función del sistema teórico de color seleccionado. La
instrumentación para medir color que se dispone en la actualidad es muy amplia y
variada. No obstante los fundamentos teóricos son muy parecidos. Las diferencias
recaen en el grado de sofisticación y, dependiendo de la aplicación para la que se
ha construido el aparato en cuestión, la disposición de los elementos de medida y
la presentación de la muestra al mismo.
El caso más corriente es disponer de un colorímetro triestímulo o
espectrocolorímetro. Una desventaja que tienen los colorímetros es que su
respuesta es integrada; con ellos se obtiene un único conjunto de datos triestímulo
para toda la superficie de medida de la muestra; por lo tanto, si en el área de
medida existen variaciones de color, se deberá reducir el área con el fin de que
la medida sea más exacta. En este sentido, el ojo humano es capaz de evaluar
un color “abstrayéndose” de zonas cercanas de otros colores, como sucede, por
ejemplo, con la apreciación del color amarillo propio de un plátano maduro sin
tener en cuenta la presencia de pintas negras.
No se va a entrar en detalles de cómo funciona un colorímetro triestímulo,
pero se puede recordar que las medidas se basan en un observador patrón
(CIE) que caracteriza el sistema visual, iluminantes patrón −también definidos
con precisión− y estándares de referencia. Así, las coordenadas cromáticas de
una muestra se podrán definir en término de sus valores triestímulo del sistema
elegido, normalmente CIELAB, que puede ser entendido como un espacio de
apariencia de color.
Estas coordenadas cromáticas son L*, a* y b* y están relacionadas con la
percepción fisiológica del color: claro u oscuro, rojo o verde y amarillo o azul. Es
muy sencillo obtener estos números debido a que todos los colorímetros modernos
poseen un software para calcular estas coordenadas. Pero es necesario que la
interpretación de estos números se haga con una base científica.
Se debe recordar que el ojo humano cuando aprecia el color de un objeto no
distingue separadamente la cantidad de “verde-rojo”, de “amarillo-azul” o de
7. Las medidas de algunas propiedades físicas de los alimentos
y su correlación con las medidas sensoriales
[109]
“claridad”, sino que percibe un color que podrá calificar como “claro u oscuro”
−que se identifica con la claridad−, “vivo o apagado” −que se identifica con la
pureza o croma−, y el tono − el color en sí, en el que probablemente no pueda
distinguir qué cantidad de otros tonos están presentes−; por ello, en muchos casos
no resulta intuitivo analizar la evolución de los valores L*, a* y b* por separado.
Así, por ejemplo, carece de sentido afirmar que después de un período de
almacenamiento existe un aumento del “rojo” o del “amarillo” de la miga de un
pan de molde porque se haya registrado un aumento en los valores de a* o de
b* (ambos en su zona positiva), cuando sensorialmente sólo se aprecia un color
“blanquecino, más o menos típico de la miga de pan”, sin que ninguna persona sea
capaz de ver algo de “rojo” o algo de “amarillo”. Lamentablemente, este tipo de
ejemplo es bastante representativo de lo que puede encontrarse en la bibliografía.
En general, esta falta de coherencia en el análisis de resultados se debe a que la
teoría del color es una materia muy amplia en la que están implicadas numerosas
disciplinas como la física, la fisiología, psicofísica, estadística, etc. y es necesario
poder medir e interpretar sobre una buena base teórica; esto conlleva en ocasiones
que haya una mala utilización de la terminología colorimétrica.
Cuando se trata de trabajar con colores, lo más intuitivo es hacerlo en términos
de los atributos de la percepción visual: tono (el color mismo, asociado a la longitud
de onda predominante), saturación o croma (su intensidad, vivacidad o pureza) y
claridad (cantidad de luz percibida, o grado de claro u oscuro).
Por último, se debe recordar que existe una gran diversificación de aparatos,
y que es necesario utilizarlos citando sus características de medida: geometría e
intensidad de la fuente de luz utilizada, ya que el desconocimiento de estos datos
puede generar resultados erróneos.
Ejemplo aplicado a una formulación de leche maternizada
En un trabajo realizado en el marco el presente proyecto se estudió la vida útil
de leches maternizadas. A partir de resultados preliminares obtenidos mediante
ensayos acelerados, se selecciónó el oscurecimento de la leche como descriptor
crítico de la vida útil. Se encontró muy buena correlación entre los datos de
“oscurecimiento” de la leche determinado sensorialmente y la disminución del
valor L*. En este caso, una sencilla medida instrumental puede reemplazar la
medida sensorial, que necesita de entrenamiento previo de los evaluadores y
mayor tiempo de realización.
Estimación de la vida útil sensorial de alimentos
[110]
7.4. Referencias y bibliografía
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Ciencia y Tecnología para el Desarrollo
Departamento de Evaluación Sensorial de Alimentos
Instituto Superior Experimental de Tecnología Alimentaria
Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos
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