UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL TESIS ESTIMACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DEL MANJAR DE LECHE A BASE DE LACTOSUERO MEDIANTE PRUEBAS ACELERADAS PRESENTADA POR: Bach. CONDORI SEDANO, Eloísa Gisvel Bach. GUERRERO LAZARO, Anamelva Katerine PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE: INGENIERO AGROINDUSTRIAL Tarma – Perú 2019 ASESOR: Dr. QUISPE SOLANO, MIGUEL ANGEL v A DIOS quien es mi guía espiritual y quien me da la fuerza moral para luchar por mis logros y metas. A mis padres, hermanos quienes son la fuente de superación, inspiración y velan por mi persona aconsejando día a día para mi formación personal y profesional ante la sociedad, quienes son mi motor para salir adelante. Eloísa C.S. A DIOS espiritual, quien a es mis mi guía padres y hermanos quienes son mi motivo de superación; ya que gracias a su esfuerzo de brindarme todo lo necesario para estudiar y la dedicación dieron que para siempre poder me adquirir conocimientos necesarios y así brindarme un futuro mejor. A. Katerine G. L. v AGRADECIMIENTO - A nuestra Alma Máter, la Universidad Nacional del Centro del Perú y la Facultad de Ciencias Aplicadas por acogernos en su seno para nuestra formación profesional. - Al Dr. Miguel Ángel Quispe Solano, por el asesoramiento, sabios consejos y apoyo moral e incondicional en nuestra formación personal y profesional. - A la Ing. Erika De La Cruz Porta por el apoyo con los análisis y facilitar el laboratorio de instrumentación de la Facultad de Ciencias Aplicadas – Tarma de la Universidad Nacional del Centro del Perú, para la realización de las diferentes pruebas preliminares para el establecimiento de la metodología del trabajo de investigación. - A la Empresa T&C Representaciones Musa, por facilitarnos información referente al producto de nuestra materia de estudio y brindarnos las muestras del producto para realizar los diferentes análisis según la metodología de trabajo de investigación. En especial a la Ing. Roxana Montoya Tacuri jefa de aseguramiento de calidad por toda la colaboración prestada en el desarrollo de la misma y asesoría en el trabajo de investigación. - A toda la plana docente y personal administrativo de la Universidad Nacional del Centro del Perú –Facultad de Ciencias Aplicadas. - A nuestros familiares, amigos y compañeros quienes me brindaron su apoyo en todo momento para la ejecución del presente trabajo. vi RESUMEN El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo estimar el tiempo de vida útil del manjar de leche a base de lactosuero mediante pruebas aceleradas, para lo cual se formuló el producto a nivel industrial en la empresa T&C Representaciones “Musa”, presentando una humedad de 32.5% y 58.40°Brix. el mismo que se envasaron en potes de plástico en presentación de 80 g. para ser almacenados a una humedad relativa de 75% a temperaturas de 20, 25 y 30°C por 40 días. Se tomaron muestras a los 0, 10, 20, 30 y 40 días de almacenamiento para determinar el pH, acidez, solidos solubles, color (L, a y b), análisis microbiológico (mohos y levaduras), los valores de L, a y b transformados al IB (Índice de blancura) nos permitieron modelizar la cinética de degradación del color a través de una ecuación polinómica de orden 3 en las que se estableció que el tiempo de vida útil del manjar de leche a base de lactosuero son 75 días teniendo como parámetro de calidad el IB con un valor de 75.65 ± 0,05 por encima de este valor se evidencia la perdida de sus atributos sensoriales en un 15,26% el sabor, un 9,31% olor y modificación de la textura en un 17.365% después de su almacenamiento. Palabras claves: manjar blanco, lactosuero, índice de blancura, cinética de color. vii SUMARY The objective of this research work was to estimate the shelf life of the wheybased milk delicacy by means of accelerated tests, for which the product was formulated at an industrial level in the company T & C Representaciones "Musa", presenting a humidity of 32.5 % and 58.40 ° Brix. the same that they were packed in plastic pots in presentation of 80 g. to be stored at a relative humidity of 75% at temperatures of 20, 25 and 30 ° C for 40 days. Samples were taken at 0, 10, 20, 30 and 40 days of storage to determine the pH, acidity, soluble solids, color (L, a and b), microbiological analysis (molds and yeasts), the values of L, a and b transformed to the IB (Whiteness Index) allowed us to model the kinetics of color degradation through a polynomial equation of order 3 in which it was established that the shelf life of the wheybased milk delicacy is 75 days, taking as parameter quality the IB with a value of 75.65 ± 0.05 above this value evidences the loss of its sensory attributes in a 15.26% flavor, a 9.31% odor and texture modification in a 17.365% after of your storage. Keywords: blancmange, whey, whiteness index, color kinetics. viii ÍNDICE GENERAL Pág. DEDICATORIA v AGRADECIMIENTO vi RESUMEN vii SUMMARY viii ÍNDICE ix ÍNDICE DE TABLAS xiii ÍNDICE DE FIGURAS xv ÍNDICE DE ANEXOS xvii INTRODUCCIÓN xviii CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. Determinación del problema 21 1.2. Formulación del problema 22 1.2.1. Problema General 22 1.3. Objetivos de la investigación 22 1.4. Justificación e importancia 23 1.5. Delimitación de la investigación 25 CAPITULO II MARCO TEORICO 2.1. Antecedentes de la investigación 27 2.2. Bases teóricas 31 2.2.1. Manjar de leche 31 2.2.1.1. Definición 2.2.1.2. Requisitos fisicoquímicos, microbiológico y 31 sensoriales 31 2.2.1.3. Defectos y alteraciones del manjar de leche 33 2.2.1.4. Tipos y denominaciones del manjar de leche 35 2.2.1.5. Tecnología del manjar de leche 38 ix 2.2.1.6. Ingredientes usados en la obtención del manjar de leche 40 2.2.2. Vida útil de alimentos 2.3. 2.4. 2.5. 2.2.2.1. Definición 2.2.2.2. Factores que influyen en la vida útil de los 42 42 alimentos 42 2.2.2.3. Medición de la vida útil de alimentos 48 2.2.2.4. Pruebas aceleradas de la vida útil de alimentos 49 Desarrollo de las variables 52 2.3.1. Variables independientes 52 2.3.2. Variable dependientes 53 Hipótesis de investigación 54 2.4.1. Hipótesis General 54 2.4.2. Hipótesis de trabajo 54 2.4.3. Hipótesis estadística 54 Variables 55 CAPITULO III METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1. Tipo de investigación 56 3.2. Nivel de investigación 56 3.3. Métodos de investigación 56 3.3.1. Lugar de ejecución 56 3.3.2. Análisis del manjar de leche a base de lactosuero 57 3.3.3. Análisis del manjar de leche a base de lactosuero en diferentes condiciones de almacenamiento 3.4. 57 Diseño de investigación 58 3.4.1. Evaluación de las temperaturas y tiempos de almacenamiento sobre las características físicas, fisicoquímica y microbiológicas del manjar de leche a 58 base de lactosuero 3.5. Población y muestra 61 x 3.6. 3.7. Técnicas, instrumentos y procedimientos de recolección de información 62 3.6.1. Técnicas e instrumentos de investigación 62 3.6.2. Procedimiento de recolección de datos 62 Técnicas de procesamiento de información 67 3.7.1. Procesamiento de datos 67 3.7.2. Método estadístico 67 CAPITULO IV RESULTADOS 4.1. Presentación análisis e interpretación de información o datos 70 4.1.1. Estimar el tiempo de vida útil del manjar de leche a base de lactosuero mediante pruebas aceleradas 70 4.1.2. Referido a la caracterización químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero 73 4.1.3. Referido a los cambios de color con respecto a los valores L, a y b en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando 74 diferentes temperaturas. 4.1.4. Referido a los cambios físico-químicos (pH, acidez y °Brix,) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas 79 4.1.5. Referido a los cambios microbiológicos (mohos, levaduras) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes 84 temperaturas 4.1.6. Referidos al cambio sensorial (sabor, olor y textura) del manjar de leche a base de lactosuero antes y durante el almacenamiento 4.2. Discusiones de resultados 89 91 4.2.1. Estimar el tiempo de vida útil del manjar de leche a base de lactosuero mediante pruebas aceleradas 91 xi 4.2.2. Referido a la caracterización químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero 93 4.2.3. Referido a los cambios de color con respecto a los valores L, a y b en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas 94 4.2.4. Referido a los cambios físico-químicos (pH, acidez y °Brix) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas 100 4.2.5. Referido a los cambios microbiológicos (mohos, levaduras) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas 102 4.2.6. Referidos al cambio sensorial (sabor, olor y textura) del manjar de leche a base de lactosuero antes y durante el almacenamiento 104 CONCLUSIONES 107 SUGERENCIAS 109 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 110 ANEXOS 116 xii ÍNDICE DE TABLAS Tabla Pág. 01 Requisitos químico proximal para el manjar de leche 32 02 Requisitos microbiológicos del manjar de leche 33 03 Defectos y alteraciones del manjar de leche 34 04 Tipos de manjar blanco o dulce de leche 36 05 Tipos de manjar blanco según su destino 37 06 Denominación de manjar de leche según lugar 38 07 Principales modos de deterioro en diferentes sistemas alimenticios perecibles, semiperecibles y estables en anaquel no perecibles 44 08 Operacionalización de las variables de la presente investigación 55 09 Esquematización del diseño experimental que se desarrolló 60 en la investigación 63 10 Formulación del manjar de leche a base de lactosuero 11Representacion del diseño estadístico aplicado a la investigación 69 12 Resumen de la estimación del tiempo de la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento a diferentes temperaturas utilizando el método directo ajuste polinómico (n=3). 71 13 Características químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero 73 14 Análisis del L, a y b por colorimetría del manjar del leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 15 Resumen del 75 modelo estadístico para establecer la asociación de la variable tiempo con respecto al Índice de xiii blancura diferentes temperaturas y tiempo de 76 almacenamiento 16 Parámetros cinéticos del color en función al IB (Índice de blancura) en el manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 78 17 Análisis del pH del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 80 18 Análisis de la acidez del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 81 19 Análisis de los sólidos solubles del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 83 20 Análisis de los mohos (ufc/g) del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 85 21 Análisis de las levaduras (ufc/g) del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 85 22 Estadísticos descriptivos y prueba de Signo-Rango de Wilcoxon para atributos sensoriales del manjar de leche a base de lactosuero antes y durante los 40 días de almacenamiento 90 xiv LISTA DE FIGURAS Figura Pág. 01 Métodos para la vida útil de alimentos 49 02 Gráficos de la vida útil 51 03 Métodos para la vida útil de alimentos 59 04 Curvas de degradación fisicoquímica y de características físicas, microbiológicas en las muestras del manjar de leche a base de lactosuero 61 05 Diagrama de flujo para la obtención de manjar de leche a base de lactosuero y acondicionamiento para las pruebas 65 aceleradas 06 Comportamiento del Indicen de Blancura (IB) en el manjar de leche a base de lactosuero para estimar su vida útil con respecto al parámetro (IB = 75.65 ) máximo de calidad 72 mediante método directo 07 Cinética de degradación térmica del IB (Índice de blancura) del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes 77 temperaturas y tiempos de almacenamiento 08 Logaritmo del tiempo de reducción decimal (D) vs. la temperatura (°C) en el manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 79 09 Comportamiento del pH del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 81 10 Comportamiento de la acidez del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 82 11 Comportamiento de los sólidos solubles del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 84 12 Cambios microbiológicos (mohos, levaduras) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento usando 88 placas Petrifilm xv 13 Diferencias de los atributos (sabor, olor y textura) según los rangos estudiados en el manjar de leche a base de lactosuero antes y durante los 40 días de almacenamiento 90 xvi LISTA DE ANEXOS Anexos I. Pág. Norma técnica peruana 202.108 2005 (Revisado el 2004) sobre la leche y productos lácteos. Manjar Blanco. Requisitos II. 117 Evidencias fotográficas de la obtención del manjar de leche a base de lactosuero en la Empresa T&C Representaciones “Musa” ubicado en el distrito de Pachacamác – Huertos de Lurín - Lima III. 129 Evidencias fotográficas de la evaluación de la vida útil del 131 manjar de leche a base de lactosuero IV. Evidencias del análisis físico, fisicoquímico y microbiológico del manjar de leche a base de lactosuero V. VI. de los diferentes tratamientos 132 Certificado de análisis fisicoquímico y químico proximal Del manjar de leche a base de lactosuero 138 Cálculo del Índice de blancura a través de los valores L,a yb VII. 139 Evaluación sensorial del manjar de leche a base de lactosuero 140 xvii INTRODUCCIÓN Señor Decano y miembros del jurado sitúo a sus consideraciones el trabajo de investigación designado Estimación de la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero mediante pruebas aceleradas. El estudio de la vida útil de los alimentos permite establecer la duración del producto conservando sus características físico químico, químico proximal, microbiológicas, nutricionales en el mercado, para no sobre dimensionar el tiempo que realmente subsiste el alimento, el tiempo establecido varía según el proceso, condiciones de este, naturaleza de la materia prima y el producto, tiempo y las condiciones de almacenamiento, los resultados obtenidos nos permiten establecer la condición microbiana, aspecto sensorial, aspecto nutricional y otros. Ello nos condescienden identificar los diferentes factores que afectan la estabilidad del alimento que muchas veces se condicionan con los factores intrínsecos: composición, estructura, naturaleza de la materia prima, Aw, pH, acidez, Oxigeno; así mismo se debe de poner énfasis en los factores extrínsecos en la que se tiene que ver el procesamiento, higiene, manipulación, empaque, almacenamiento y distribución. En la actualidad es una necesidad garantizar productos que garanticen su calidad e inocuidad a la hora de ser expendidos y estos deben de llegar en las mejores condiciones al cliente o consumidor, por lo que establecer el rango de tiempo de vida útil, condiciones a controlar a través de pruebas aceleradas, ya que es un requisito para fines de comercialización, políticas de mejora continua de la empresa productora y así mismo con el cumplimiento de los marcos normativos establecidos por DIGESA e INDECOPI. En la industria láctea se produce el manjar de leche que es un producto de origen latino americano muy apreciado y difundido en nuestro país debido a su amplia utilización como insumo en la industria pastelera, en xviii los dulces, las golosinas, consumo casero y muy consumido especialmente por los niños; esta es producida por la empresa T&C Representaciones “MUSA”, proceso productivo con mayor demanda y preferencia por las provincias y distritos de la ciudad capital del país, donde contiene un 4.10% de lactosuero en el manjar de leche a base de lactosuero y su mercado principal es la industria pastelera, como bien se menciona que es expandido en Lima y algunos departamentos del Perú, al seguir expandiéndose se ve en la necesidad de implementar una serie de controles a lo largo de su cadena de producción, tanto como distribución y almacenamiento, de este modo asegurar la calidad e inocuidad del producto que se fabrica, donde es analizado el manjar de leche a base de lactosuero, y es determinado un producto con alto contenido de humedad, donde el producto tiene un tiempo de vida corto no más de 2 meses, se necesita establecer parámetros para sus condiciones de almacenamiento por lo que se ve en la necesidad de implementar el estudio de la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero que se produce, para los cuales se debe de realizar una serie de controles mediante pruebas aceleradas para determinar una serie de parámetros validando sus resultados como el pH, acidez, °Brix, análisis físico, químico proximal, microbiológico y pruebas sensoriales, de este modo se llegara a obtener los parámetros adecuados para su distribución que garanticen su calidad e inocuidad del producto. La presente investigación tiene como objetivo general. Estimar el tiempo de vida útil del manjar de leche a base de lactosuero mediante pruebas aceleradas, y como objetivos específicos: - Realizar la caracterización químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero. - Analizar los cambios de color con respecto a los valores L, a y b en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas. - Analizar los cambios físico-químicos (pH, °Brix, acidez) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento xix empleando diferentes temperaturas. - Analizar los cambios microbiológicos (mohos, levaduras) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando las diferentes temperaturas. - Analizar los cambios sensoriales (sabor, olor y textura) en el manjar de leche a base de lactosuero antes y durante el almacenamiento. El presente informe está conformado de cuatro capítulos donde se encuentra estructurado de acuerdo al reglamento de grado y título de la Facultad de Ciencias Aplicadas. Las Autoras. xx CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1. Determinación del problema En la actualidad la industrialización del manjar blanco se ha venido tecnificando y se le ha puesto un mayor énfasis debido a la gran variedad que ofrece el mercado destacando su crecimiento de ventas en un 8,05%; sus cualidades sensoriales permiten su uso como consumo directo y/o diversos productos de repostería, confitería. Adicionalmente del sabor peculiar, los aspectos físicos, fisicoquímicos y nutricionales son propiedades apreciadas por los consumidores; es por ello que un problema importante que encaran los fabricantes es la producción y mantenimiento de un producto con óptimas características y estabilidad. Los productos alimenticios no tienen una caducidad propia, sino que dependerá de la interacción del alimento con el consumidor, actualmente se viene realizando una serie de investigaciones sobre la estimación de vida útil de los alimentos. La vida útil es el período de tiempo durante el cual se espera que un alimento mantenga determinado nivel de calidad bajo condiciones de almacenamiento específicas, la calidad del alimento engloba sus características físicas, químicas, microbiológicas, sensoriales, nutricionales y referentes a inocuidad. En el instante en que alguno de estos parámetros se considera como inaceptable el producto ha llegado al fin de su vida útil. 21 Este período depende de muchas variables en donde se incluyen tanto el producto como las condiciones ambientales y el empaque. Dentro de las que ejercen mayor peso se encuentran la temperatura, pH, actividad del agua, humedad relativa, radiación (luz), concentración de gases, potencial redox, presión y presencia de iones. Posteriormente se analiza la cinética de la reacción asociada a la variable seleccionada, que depende en gran medida de las condiciones ambientales; se pueden realizar las predicciones de vida útil mediante utilización de modelos matemáticos, pruebas en tiempo real y pruebas aceleradas. (Rojas, A. y Veliz, D. 2009). 1.2. Formulación del problema 1.2.1. Problema General ¿Los cambios en las características físicas, fisicoquímicas, microbiológicas y sensoriales en el manjar de leche a base de lactosuero por efecto de las condiciones de almacenamiento empleando diferentes temperaturas permitirán estimar la vida útil del producto? 1.3. Objetivos de la investigación 1.3.1. General Estimar el tiempo de vida útil del manjar de leche a base de lactosuero mediante pruebas aceleradas. 22 1.3.2. Específicos a) Realizar la caracterización químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero. b) Analizar los cambios de color con respecto a los valores L, a y b en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas. c) Analizar los cambios físico-químicos (pH, Brix, acidez) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas. d) Analizar los cambios microbiológicos (mohos, levaduras) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando las diferentes temperaturas. e) Analizar los cambios sensoriales (sabor, olor y textura) en el manjar de leche a base de lactosuero antes y durante el almacenamiento. 1.4. Justificación e importancia El manjar blanco es un producto de alto consumo en todos los países latinoamericanos, tomando diferentes nombres de acuerdo al país. En el Perú se le denomina “Manjar blanco” este se obtiene por concentración de la leche adicionada de sacarosa por evaporación atmosférica o al vacío, aromatizado o no, con el agregado de materias aromáticas naturales autorizadas; se podrá elaborar con leche entera de vaca o parcialmente descremada, en polvo, crema de leche o con 23 una combinación de todos estos productos. Para la industria procesadora de manjar blanco es importante disponer de sistemas y herramientas que permitan controlar y mejorar la calidad de sus productos. Las herramientas que se utilizan para realizar un estudio de vida útil se basan en una serie de análisis físicos, fisicoquímicos y microbiológicas son temas integrados que permite establecer el grado de aceptación o rechazo de un producto. El problema de no contar con un estudio de vida útil de un producto es, en primera instancia, el rechazo de éste por parte del consumidor, ya que no tiene la garantía de consumir un producto seguro, lo que conlleva a pérdidas económicas. De aquí, radica la importancia de conocer cuánto tiempo puede almacenarse un producto, antes de que tenga lugar un deterioro inaceptable en su calidad física, fisicoquímica y microbiológica; evitando y previniendo al consumidor de adquirir estos alimentos que probablemente, perjudiquen o afecten su salud, al respecto se han realizado una serie de investigaciones de la vida útil en derivados lácteos; Barrera (2012) ha evaluado la vida útil de la leche cruda envasada y después pasteurizada (LTLT) vs leches pasteurizadas y envasadas por procedimientos tradicionales; Siciliano (2010) ha estudiado la vida útil del queso crema utilizando microbiología predictiva; Carbajal (2013) elaboró yogurt con aguaymanto (physalis peruviana) y determinó la vida útil sensorial mediante el análisis de supervivencia. Por otra parte, la vida útil de un alimento está íntimamente 24 relacionada con la calidad de éste, por lo tanto, si no se realiza una adecuada determinación de su vida útil, las empresas procesadoras de alimentos no poseerán conocimiento del periodo que tendrá un nivel aceptable el producto, ni de su calidad desde el punto de vista de la seguridad y del aspecto organoléptico, incumpliendo con la normatividad relacionada. En el presente trabajo de investigación se pretende estimar la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero mediante pruebas aceleradas; en base a las características físicas, fisicoquímicas y microbiológicas que presentara el manjar de leche a base de lactosuero que es sometido a diferentes condiciones de temperatura y tiempo de almacenamiento. 1.5. Delimitaciones de la investigación 1.5.1. Delimitación Espacial El presente trabajo de investigación se ha realizado con las muestras facilitadas de la empresa T&C Representaciones “Musa” del distrito de Pachacamác – Huertos de Lurín - Lima – Perú. La parte experimental referida a las condiciones de almacenamiento del manjar de leche a base de lactosuero y los análisis físicos, fisicoquímico, microbiológicos y análisis sensorial se realizó en el laboratorio de instrumentación de la especialidad de Ingeniería Agroindustrial de la Facultad de Ciencias Aplicadas – UNCP de la ciudad de Tarma. 25 1.5.2. Delimitación Temporal La ejecución de la parte experimental del proyecto tuvo una duración de dos meses; investigación que se realizó del 15 de diciembre del 2016 al 03 de febrero del 2017. 1.5.3. Delimitación Tecnológica El producto formulado y elaborado se realizó en un proceso productivo a nivel industrial en la Empresa T&C Representaciones “Musa” ubicado en el distrito de Pachacamác – Huertos de Lurín - Lima – Perú, las muestras se acondicionaron para ser llevados al laboratorio de la FACAP – UNCP en Tarma considerando el lote 0076T10349, fecha de producción el mismo día que se realizó su producción y acondiciono las muestras el 14 de Diciembre del 2016 26 CAPITULO II MARCO TEORICO 2.1. Antecedentes de la investigación En el presente capitulo se presenta investigaciones referidas a la estimación de la vida útil del alimento y a la formulación y caracterización del manjar blanco en el ámbito nacional e internacional: Duyvesteyn, W.; Shimoni, E. y Labuza, T. (1999) determinaron el tiempo de vida útil de la leche mediante el uso del método de peligro; en las que sometió a la leche pasteurizada a 2, 5, 7, 12 y 15 ºC, realizando pruebas microbiológicas, para determinar la velocidad de crecimiento, al igual que pruebas sensoriales con el objeto de estudiar la relación entre el crecimiento total microbiano y su vida útil sensorial determinada a través del análisis de la función de riesgo de Weibull, encontró que la velocidad de crecimiento microbiológico al igual que la pérdida de calidad sensorial responden a la temperatura siguiendo la ecuación de Arrhenius. Así mismo demostró que no existe correlación entre el crecimiento microbiano y la pérdida de calidad sensorial en la leche. Así mismo Navas (2007) ha realizado la estimación de la vida útil sensorial y fisicoquímica de la mayonesa baja en grasa en la que ha concluido que el tiempo de vida útil hallado experimentalmente para 27 este tipo de mayonesa fue 375 días que equivalen a un año; comparado con el tiempo de una mayonesa normal que es de 240 que equivalen a 8 meses, se concluye que esta mayonesa tiene más tiempo comercial y esto se debe a que tiene menor contenido de aceite; así mismo señala que la rancidez es el principal parámetro de rechazo de este tipo de producto. Barrera (2012) ha realizado la determinación de vida útil de la leche cruda envasada y después pasteurizada (LTLT) vs. leches pasteurizadas y envasadas por procedimientos tradicionales; los productos fueron evaluados en intervalos de 0, 3, 7, 15 y 30 días, mediante tres métodos de procesamiento distintos: leche envasada en bolsas plásticas (1/2 litro) pasteurizada en Baño María a 64 °C por 20 minutos (tratamiento A); y leches pasteurizadas y envasadas por procedimientos tradicionales, proceso LTLT a 64 °C por 20 minutos (tratamiento B) y HTST tratada a 75 °C por 15 segundos (tratamiento C). Los análisis realizados fueron mesófilos aerobios, coliformes, psicrotróficos, pH, acidez titulable y evaluación sensorial; Los resultados indican que el tratamiento de pasteurización en Baño María, tratamiento A, fue el que mejor cumplió con los requisitos de seguridad y calidad organoléptica, obteniendo una vida útil de 7 días. Villa (2012) evaluó tres niveles de harina de amaranto Amaranthus caudatus en la elaboración de manjar de leche en 2, 4 y 6%, en las que determinó las características físico-químicas encontrando 28 mayores contenidos de proteína y grasa con la utilización de 6 % de harina de amaranto, así esta formulación fue llevado a una prueba de aceptabilidad presentado una mayor aceptación en cuanto al color, olor, sabor y textura en el manjar de leche. En la misma línea Carbajal (2013) ha realizado la determinación de vida útil sensorial mediante el análisis de supervivencia en el yogurt con aguaymanto (physalis peruviana) en las que almaceno diferentes muestras de yogurt en un intervalo de 6 días, en un día se obtuvo todas las muestras con diferentes grados de deterioro y en ese día se evaluó sensorialmente, dando lugar a un evento de interés con el que estableció un modelo para determinar la vida útil del yogurt con aguaymanto. A partir de estos datos censurados que figuran se obtuvieron los modelos paramétricos lo que permitió la estimación óptima de pulpa de aguaymanto y determinación de vida útil sensorial. En la misma línea Angamarca (2013) evaluó el uso de diferentes niveles de almidón de dos tubérculos amazónicos Manihot esculenta y Colocasia esculenta en la elaboración de manjar de leche, los niveles de almidón fueron 0,5% y 1% frente al tratamiento control (0% de almidón), señala que existen diferencias estadísticas en cuanto al ácido láctico, presentando 0,26% de éste componente en el tratamiento control, y 0,18% en los productos elaborados con almidones y que estos valores tienen una relación inversa con el valor de pH, en cuanto a las características fisicoquímicas no se evidencia 29 diferencia estadística, las características sensoriales organolépticas se vieron afectadas desfavorablemente por la adición de almidones y se establece que se deben usar almidón en proporción menor a 0,5%. Pilco (2013) utilizó pectina, gelatina y goma xantana en el manjar de leche a base de lactosuero estableciendo que los estabilizantes empleados influyeron estadísticamente en las características bromatológicas del manjar de leche a base de lactosuero, Las características sensoriales se vieron favorecidas al utilizar gelatina, en el análisis microbiológico se evidencia ausencia total de microorganismos coliformes totales, mohos y levaduras en todos los tratamientos, con respecto a la vida útil del manjar blanco todos los tratamientos sobrepasan los 30 días de almacenamiento manteniendo su calidad organoléptica y microbiológica. Herrera (2015) ha estimado la vida útil en base a las características físico químico, microbiológico y sensorial de tres variedades de café soluble para las cuales almaceno el producto en 25 °C, 30°C y 50°C. Encontrando que él % humedad en 120 días de evaluación fueron menor a 4%; el % de acidez para las tres variedades de café y temperatura de 25°C fueron de 9,8%; 12,63% y 13,96% a 30 °C fueron de 11,73%; 19,33% y 23,19% y a 50 °C fueron de 27,68%; 34,34% y 42,46%. Los resultados microbiológicos para mohos y levaduras de las tres variedades de café en 120 días a 30°C y 50 °C fueron >10 UFC/ml, superando los límites máximos permisibles. Por lo 30 que se muestra que fue un factor que determino la vida útil del producto. 2.2. Bases teóricas 2.2.1. Manjar de leche 2.2.1.1. Definición La Norma INEN (1996) mencionado por Toledo (2008) señala que el manjar de leche es el producto obtenido a partir de leches adicionadas de azúcares que por efecto del calor adquiere su color característico, y otros ingredientes permitidos hasta alcanzar los requisitos especificados. Según Burdiles (2004), el dulce de leche tiene un contenido de sólidos totales de leche de 25,5% como mínimo y no contendrá más de 35% de agua, presenta una consistencia blanda uniforme y suave, textura lisa, color castaño, aroma y sabor agradable. 2.2.1.2. Requisitos químico proximal, microbiológicos y sensoriales Requisitos específicos: De acuerdo con la norma INEN 0700 (2011), se establece que en la obtención del manjar de leche se pueden adicionar sustancias amiláceas, solo al producto destinado a repostería, en dicho caso este producto debe rotularse con la denominación de “postre de leche”. Se pueden 31 adicionar otros ingredientes permitidos como cacao, chocolate, coco, almendras, maní, frutas secas, cereales y/u otros productos alimenticios solos o en mezclas en una cantidad mínima del 5 % m/m del producto final. Requisitos químico proximal: El manjar o dulce de leche de acuerdo con NTP 202.108 debe de cumplir lo siguiente: Tabla 1. Requisitos químico proximal para el manjar de leche Parámetro Requisito Método de ensayo Humedad (g/100g), máximo 35,0 FIL-IDF 15B:1991 Materia mínimo 3,0 FIL-IDF 13C:1987 50,0 NTP 202.109:1988 ISO 8968- 5,0 1/IDF20-1(2001) 2,0 AOAC930.30:2000 grasa (g/100g), Azucares totales, expresados como azúcar invertido (g/100g), máximo Proteína de leche (g/100g), mínimo Cenizas (g/100g), máximo Nota: NTP 202.108 Requisitos microbiológicos: El manjar o dulce de leche debe estar ausente de microorganismos patógenos, de sus metabolitos y toxinas, este se detalla en la tabla 2. 32 Tabla 2. Requisitos microbiológicos del manjar de leche Requisitos n m M c Estafilococos coagulasa positivos (ufc/g) Mohos y levaduras (ufc/g) 5 10 1x10 5 50 1x10 2 2 2 2 Método de ensayo FIL-IDF 145A:1997 ICMSF Nota: NTP 202.108 Requisitos sensoriales: El dulce de leche debe tener una consistencia pastosa, sin cristales perceptibles sensorialmente. La consistencia podrá ser más firme en el caso del dulce para pastelería o heladero, podrá presentar consistencia semisólida o sólida y particularmente cristalizada cuando la humedad no supere el 20%. Color castaño acaramelado, proveniente de la reacción de Maillard. En el caso del dulce para heladería, el color podrá corresponder al colorante adicionado. En cuanto al flavor (sabor y olor) este debe estar sin olores ni sabores extraños (Navas, 2008). 2.2.1.3. Defectos y alteraciones del manjar de leche El dulce de leche puede presentar una serie de defectos las cuales pueden ser causadas como parte del proceso, así como de la formulación trabajada en la tabla 3 se detalla algunos de estos defectos y alteraciones: 33 Tabla 3. Defectos y alteraciones del manjar de leche Defecto Azucaramiento Desarrollo de mohos y bacterias Características Es causada por la excesiva concentración de sólidos solubles, así como también superficie de evaporación amplia y mal protegida, ausencia de glucosa, excesiva cantidad de sacarosa, almacenaje prolongado, almacenaje a bajas temperaturas. Esta se da como consecuencia de una excesiva humedad además de una deficiente higiene en el procesamiento. La temperatura y tiempo de elaboración del producto fabricado a presión normal muchas veces no alcanza a destruir las esporas introducidas en la leche. Esta se da por la ausencia de glucosa; inadecuada proporción de humedad; superficie de evaporación amplia y mal Cristalización de protegido en los envases; la lactosa enfriamiento lento del dulce de leche al final del procesamiento, llenado de los envases a una temperatura superior a 55°C. Presencia de grumos Esta se da debido a una precipitación de la caseína provocada por excesiva acidez y también por la detención de la agitación o del procesamiento en sí. 34 Presencia de sinéresis Esta es producida por la excesiva humedad del dulce (encima de 35%) o por acción de la excesiva acidez del medio, fenómeno motivado principalmente por el uso de leches contaminadas con bacterias proteolíticas. Esta alteración se ve motivada por un exceso del tiempo de cocción, exceso de glucosa en el dulce, la Color falta de presión de vapor durante extremadamente el procesamiento, caramelización oscuro inadecuada de los azúcares, así como también por el uso de leches con acidez muy baja. Esta se produce a causa de la utilización de leches con un Dulce de leche porcentaje de acidez láctica "gomoso” demasiado bajo, lo que puede ser natural o adquirido por medio de un exceso de neutralizante. Nota: Adaptado de Villacís (2011), Montero (2003) y Roca (2011). 2.2.1.4. Tipos y denominaciones del manjar de leche Según Freyre (1977); citado por Chacón (1978) los principales tipos de “Manjar de Leche” son los siguientes: 35 Tabla 4. Tipos de manjar blanco o dulce de leche Tipo Característica Dulce de leche Es aquel preparado con leche semidescremado parcialmente descremada Dulce de leche con chocolate Dulce de leche con maní y almendras Dulce tipo Argentino Dulce tipo natillas Dulce de Leche con Almidón. Dulce de la Leche con Vainilla Producto que en su formulación contiene un agregado de cacao no mayor de un 1,5% sobre el volumen de leche original. Producto que correspondiendo a la definición contenga un agregado de maní y almendras que está declarado en el rótulo. Con proceso similar a los anteriores en el cual además de adicionarle azúcar caramelizada en un 1,5% se aromatiza, llevando un 0,06% de vainilla líquida en su formulación. Producto artesanal típico de la costa norte del Perú, fabricado bajo el mismo principio de evaporación en olla abierta teniendo como diferencia fundamental el tratamiento previo de azúcares con adición de aromatizantes naturales. Producto comprendido en la definición y que contenga un porcentaje de almidón en peso no superior al 0,5% del total de la leche. Producto que contiene vainilla además de los ingredientes de la definición en una proporción de 60 gramos por cada 100 Kilogramos de dulce de leche (0,06%). 36 Producto comprendido en la definición, y elaborado a partir de Dulce de Leche leche reconstituida. Para la en Polvo. reconstitución deberá utilizarse leche fresca, en lugar de agua. Elaborado a partir de dulce de leche convencional, con el agregado final de mayor Dulce de Leche cantidad de sacarosa y grasa de Sólido. leche, pudiendo contener sustancias aromáticas u otros componentes: maní, almendras, etc. Nota: Chaw (1987). Según el uso a que se destine el dulce de leche, se tiene la siguiente clasificación: Tabla 5. Tipos de manjar blanco según su destino Tipo Característica Repostero Consumo directo, producto con un perfil untuoso, homogéneo, profundamente saborizado, con buen brillo y acentuado color marrón. Oscuro, de baja viscosidad, sobre cocido Pastoso, no tan oscuro, buen corte, opaco, viscoso Alfajorero Muy estructurado, viscoso, buen corte, buen color. Familiar Heladero Nota: Chaw (1987) Según Hermes, E, (2007), señala las diferentes denominaciones: 37 Tabla 6. Denominación de manjar de leche según lugar Denominación Arequipe Colombia y Venezuela. Cajeta Manjar blanco México y Centroamérica. Bolivia, Perú y Panamá. Uruguay, Paraguay, Honduras, el Salvador, Guatemala, República Dominicana, México, Argentina y Puerto Rico. Chile y Ecuador Cuba Francia Dulce de leche Manjar Cremita de leche Mermelada de leche Nota: Chaw (1987) 2.2.1.5. País Tecnología del manjar de leche El proceso de la obtención de manjar de leche o dulce de leche obedece a una serie de operaciones las que se detallan a continuación: Recepción: Se recepciona leche de buena calidad y luego se pesa, para conocer cuánto entrará al proceso. Seguidamente se filtra a través de una tela fina para eliminar impurezas. Neutralización: La leche debe tener una acidez inicial de 0,16% y máximo 0,18% de ácido láctico, si se usa demasiado neutralizante, el dulce obtenido es muy oscuro y se torna elástico. Debe neutralizarse la leche fresca de 0,10% a 0,12% de ácido láctico, con el fin de 38 disminuir la acidez (Torres, 2002). Concentración: La concentración es un tratamiento térmico que busca evaporar una gran cantidad de agua y aumentar la proporción de sólidos dentro de la leche hasta llegar al color y la textura deseados en el producto final. Antes de iniciar la concentración, se agregan los demás ingredientes como el azúcar (20% sobre el total de la leche). Al cabo de la culminación de esta operación el dulce de leche obtiene la consistencia y el color deseado. (Torres, 2002). Pre-enfriamiento: Una vez establecido que el producto está en su punto de cocción, se detiene el calentamiento; continua la agitación hasta que la temperatura baje a 60 ºC (Torres, 2002). Enfriamiento y empacado: Una vez alcanzado los 60ºC, se procede a empacar en los envases en los que se comercializan, el producto se deja enfriar a temperatura ambiente, concluida el proceso de envasado, el dulce de leche debe ser almacenado en lugares frescos. (Villa, 2012). 39 2.2.1.6. Ingredientes usados en la obtención del manjar de leche Leche: Se define como el líquido resultante de la secreción mamaria normal, sin adición de elementos extraños, que se obtiene mediante ordeño ininterrumpido. Presenta una composición compleja (Villa, 2012). Suero de leche: Es un producto lácteo obtenido por la precipitación de la caseína; contiene más del 50% de los sólidos de la leche, incluyendo proteínas, lactosa, minerales y vitaminas, es considerado una fuente rica en materias primas, en las que se puede aprovechar cada uno de sus componentes (Hernández y Vélez, 2014). Azúcar: La sacarosa es un disacárido que por acción de ácido se desdobla en glucosa y fructosa, posee un grupo carbonilo libre por lo cual se combinan con los aminoácidos favoreciendo la reacción de maillard (Pilco, 2013). Glucosa: Zhunio (2009) señalado por Angamarca (2013), señala que, a la glucosa se conoce como dextrosa, su poder edulcorante es inferior al de la 40 sacarosa y su utilización en la elaboración de manjar de leche le agrega brillo y permite disimular la velocidad de cristalización. Colorantes: Los colorantes alimentarios se utilizan solo para embellecer el aspecto de los alimentos y las bebidas (Pilco, 2013). Neutralizantes: Este es usado en la neutralización de la leche durante el proceso de elaboración del manjar blanco, mientras el agua de la leche se va evaporando y ácido láctico se va concentrando, esta debe ser controlada a fin de evitar una sinéresis en el producto final. Almidón: La FAO (2006) da a conocer que el almidón en la elaboración del manjar de leche mejora la consistencia y reduce el tamaño de los cristales. Aromatizante El INTI (2010), señala que la cantidad a utilizar dependerá de la calidad del aromatizante, sin embargo, la cantidad máxima permitida para el manjar de leche es 0,00075% p/p 41 2.2.2. Vida útil de alimentos 2.2.2.1. Definición Es el periodo de tiempo, después de la elaboración y/o envasado y bajo determinadas condiciones de almacenamiento, en el que el alimento sigue siendo seguro y apropiado para su consumo” (Dominic, 2004; Labuza, 1994), durante este tiempo debe conservarse sus microbiológicas, características sensoriales, físico-químicas, nutricionales y funcionales. En general la vida útil de los alimentos es el tiempo en el cual las muestras son percibidas como diferentes en alguna característica, en la tabla 7 se muestra la vida útil de algunos alimentos. 2.2.2.2. Factores que influyen en la vida útil de alimentos Estos factores están categorizados en factores intrínsecos y extrínsecos (Kilcast y Subramanian, 2000). Los primeros están relacionados con las propiedades del producto final, y son la actividad de agua, pH y acidez, potencial redox, oxígeno disponible, nutrientes, microflora natural, bioquímica de la formulación del producto y uso de persevantes en la formulación de producto. Los factores extrínsecos son aquellos que el 42 producto tiene que enfrentarse durante todo el proceso de llegada del producto al consumidor y están relacionados con el perfil tiempo – temperatura durante el procesamiento, presión del espacio de cabeza, control de la temperatura durante el almacenamiento y distribución, humedad relativa durante el procesamiento, almacenamiento y distribución, exposición a la luz, contaminación microbiana, composición de la atmósfera en el empacado, tratamiento térmico subsecuente y manejo del alimento por parte del consumidor. Kilcast y Subramanian (2000) señalan que la interacción de los factores intrínsecos y extrínsecos puede inhibir o estimular procesos que limitan la vida en anaquel, estos convenientemente deterioro procesos clasificados microbiológico, en: cambios pueden ser Cambios de de deterioro químico, cambios de deterioro físicos y cambios de deterioro relacionados con la temperatura. 43 Tabla 7. Principales modos de deterioro en diferentes sistemas alimenticios perecibles, semiperecibles y estables en anaquel no perecibles Producto alimenticio Modo de deterioro Factores ambientales críticos Vida útil (promedio) Fecha de vencimiento más adecuada Información adicional al consumidor PERECIBLES Leche fluida y productos lácteos Productos panaderos frescos Crecimiento microbiano, oxidación del sabor, rancidez hidrolítica Endurecimiento, crecimiento microbiano, pérdida de humedad, rancidez oxidativa Carne roja fresca Crecimiento bacteriano, pérdida del color rojo O2, T°, Luz Carne de ave Crecimiento microbiano, olores fresca extraños O2, T°, Luz O2, T° O2, T°, Humedad 7 - 30 días a 32 Venta por ó usar dentro de X días Tiempo de almacenamiento del producto en el hogar a 45°F Venta por ó No almacenar en la refrigeradora, usar dentro de congeladora y mantener congelado X días si no se va a usar inmediatamente Duración del tiempo que el producto 3 – 4 días a 32 a Empacado, ó puede ser almacenado en el hogar tanto en refrigeración como 45°F venta por congelación Duración del tiempo que el producto 2-7 días a 32 a puede ser almacenado en el hogar Venta por tanto en refrigeración como 45°F congelación 2 días (Pan) 7 días (Tortas) 44 Pescado fresco Crecimiento microbiano, olores extraños T° 3-14 días cuando se almacena en hielo (pescado de mar) Empacado ó día de pesca Duración del tiempo que el producto puede ser almacenado en el hogar tanto en refrigeración como congelación Respiración, cambios de Duración del tiempo que el producto O2, T°, Luz, composición, pérdida de Fecha de puede ser almacenado en el hogar y HR%, nutrientes, pardeamiento, empacado a condiciones óptimas de manipulación ---* crecimiento microbiano almacenamiento * Depende del producto específico. El choclo tiene una vida en anaquel de 4 a 8 días, y las manzanas de 3 a 8 meses a la Frutas y vegetales frescos temperatura apropiada en atmósfera controlada. Para una información específica, ver USDA Handbook 66. SEMIPERECIBLES Bocaditos fritos Rancidez, pérdida crocantes, envejecimiento Queso Rancidez, pardeamiento, cristalización de la lactosa, crecimiento indeseable de mohos Helados de O2, T°, Luz, HR%, manipulación T°, HR% Endurecimiento causado por el Fluctuación hielo ó cristalización de la de T° (por lactosa, textura. debajo de la congelación) 3 -12 semanas Venta por ó Almacenamiento mejor si se usa fresco y seco antes de en un lugar Queso procesado 4 – 24 meses, queso Mejor si se usa Mantener refrigerado natural 4 – 12 antes de meses 1 – 4 meses Temperatura recomendada de Venta por ó almacenamiento en congelación mejor si se usa en el hogar antes de 45 ESTABLES EN ANAQUEL NO PERECIBLES Pardeamiento, rancidez, Alimentos pérdida del color, pérdida de deshidratados textura, pérdida de nutrientes. Leche no grasa Cereales para desayuno Pasta O2, T°, Luz, HR% Deterioro del sabor, pérdida de T°, HR% la solubilidad, pérdida de nutrientes Rancidez, pérdida de T°, HR%, crocantes, perdida de manipulación nutrientes, envejecimiento ruda Cambios de textura, T°, HR%, endurecimiento, pérdida de luz, vitaminas y proteínas, manipulación envejecimiento ruda, O2 Vegetales deshidratados 3–15 Venta por ó meses, carne mejor si se usa deshidratada 1–6 antes de meses, frutas secas 1 – 24 meses Estimado de la vida en anaquel por encima de la fecha de venta, almacenamiento en un lugar fresco y seco lejos de la luz 8 - 12 meses Mejor si se usa Almacenamiento antes de fresco y seco 6 – 18 meses Venta por ó Almacenamiento mejor si se usa fresco y seco antes de en un lugar en un lugar Pasta con huevo 9– 6 meses Mejor si se usa Almacenamiento en un lugar macarrones y antes de fresco y seco lejos de la luz espagueti 24 – 48 meses 46 Jugos concentrados congelados Separación de fases, O2, T° y crecimiento microbiano, descongelació pérdida de vitaminas, color o n sabor. Frutas y vegetales congelados Pérdida de nutrientes, pérdida de textura, sabor, olor, color y formación de una envoltura de hielo O2, T°, fluctuación de T° 18 – 30 meses Venta por ó Meses de alta calidad luego del mejor si se usa almacenamiento en el hogar, antes de temperatura en el congelador 6 - 24 meses Meses de alta calidad luego del Mejor si se usa almacenamiento en el hogar, antes de temperatura en el congelador Carne, aves y pescado congelado Rancidez, desnaturalización de proteínas, cambio de color, desecación (quemadura por frio) O2, T°, fluctuación de T° Res, cordero y aves 6–12 meses, ternera Meses de alta calidad luego del Mejor si se usa 4–14 meses, almacenamiento en el hogar, antes de cerdo 4–12 temperatura en el congelador meses, pescado 2– 18 meses Alimentos congelados preparados Rancidez en la carne, coagulación y goteo de las salsas, pérdida de sabor y olor O2, T°, fluctuación de T° 6 – 12 meses Meses de alta calidad luego del Mejor si se usa almacenamiento en el hogar, antes de temperatura en el congelador Frutas y vegetales enlatados Pérdida de sabor, textura, color y nutrientes T° 12 – 36 meses Mejor si se usa Mantener en forma fresca y seca antes de tanto como sea posible Nota: IFT (1981b) 47 2.2.2.3. Medición de la vida útil de alimentos Los alimentos son sistemas diversos, complejos y activos en que las reacciones microbiológicas, enzimáticas y físico-químicas están interactuando de forma simultánea, hace una tarea ardua el estudio de su vida útil, la vida útil de un alimento depende de cuatro factores principales a saber: la formulación, procesado, empaque y condiciones del almacenamiento (Robertsob, 1993). Los principios básicos para determinar la vida útil de los alimentos están dados por: - Deterioro de alimentos y tiempo de vida en anaquel - Indicadores críticos en la vida útil de los alimentos - Límites de aceptabilidad - Cinética química del deterioro de los alimentos - Prueba de vida útil aceleradas - Vida útil de alimentos empacados 48 Figura 1. Métodos para la vida útil de alimentos Kilcast y Subramanian (2000), la determinación de la vida útil se puede realizar mediante paneles sensoriales, métodos instrumentales, mediciones físicas, mediciones químicas, mediciones microbiológicas, estas se representan en la figura 1. 2.2.2.4. Pruebas aceleradas de la vida útil de alimentos Fennema (1992) señala que se tienen dos procedimientos para establecer la vida útil de alimento, el primero es dar una un situación desfavorable a la que se somete el producto hasta en tres ensayos por un determinado tiempo, el segundo es suponer determinados principios de cinética que pueden ser aplicados a la dependencia de la 49 temperatura en ella se aplica la ecuación de Arrhenius. Este enfoque permite calcular y predecir el deterioro de la calidad de los alimentos y envuelve un modelo cinético matemático que describe la velocidad de reacción como una función de variables estudiadas (Hill y Grieger – Bock, 1980) en: Influencia de la temperatura en la velocidad de deterioro: La influencia de la temperatura en la velocidad de empíricamente reacción ha sido derivada así como también a partir de mecanismos termodinámicos, estadísticos y otros medios (Labuza y Riboh, 1982) K= Ko. e -Ea/RT Dónde: Ko = Coeficiente o factor pre exponencial -Ea = Energía de activación (KJ/mol) R = Constante general de gases (8.314 J/mol °K) T = Temperatura absoluta (°K) 50 La ecuación de Arrhenius permite enunciar que un ploteo del LnK versus la recíproca de la T genera una línea recta, la pendiente de la cual es Ea dividida por R. de este modo, estudiando una reacción y midiendo K (a dos o tres temperaturas), uno puede extrapolar con una línea recta a una menor T y predecir la constante de velocidad de reacción a la T menor deseada (Figura 2) (Labuza y Riboh, 1982). Figura 2. Gráficos de la vida útil (Robertsob, 1993) Labuza y Riboh (1982) señalan que existen otros modelos diferentes al enfoque Ln versus 1/T (modelo de Arrhenius) que pueden ser utilizados para determinar la interacción de la constante de velocidad de K y la temperatura, siendo los siguientes modelos las formas de dependencia de la temperatura (Saguy y Karen, 1980): 51 Modelo Lineal: K = a + bT Modelo Exponencial: K = aTb Modelo Hiperbólico: K = a / b-T Dónde: K = Pendiente que relaciona A (Valor de característica en el tiempo ) a, b = Constantes T = Temperatura en grados kelvin. En la elección de un modelo se debe de buscar la simplicidad de este, así como la más baja desviación posible entre el modelo predicho y los datos experimentales (Saguy y Karen, 1980). 2.3. Desarrollo de las variables 2.3.1. Variables independientes - Temperatura de almacenamiento (ºC): Es la temperatura de trabajo a los que se someterán las muestras de manjar de leche a base de lactosuero. - Tiempo de almacenamiento (Θ): Es el tiempo de duración que permanecerá las muestras de manjar de leche a base de lactosuero ello obedecerá a los diferentes intervalos de tiempo establecidos en la presente investigación. 52 2.3.2. Variables dependientes - Características físicas: Son atributos referidos al color que presentan las diferentes muestras de manjar de leche a base de lactosuero; se establece en bases a los parámetros de luminosidad (L*), cromaticidad verde-rojo (a*), cromaticidad amarillo-azul (b*). - Características fisicoquímicas: Son atributos referidos al pH, solidos solubles, acidez que presenta las muestras de manjar de leche a base de lactosuero; ello se analizó en los diferentes intervalos de tiempo y temperatura. - Características químico proximal: Está referido al contenido nutricional que presenta el alimento y esta es variable depende de la composición químico proximal. - Características microbiológicas: Está referido a la presencia y/o ausencia de carga microbiana de las diferentes muestras de manjar de leche a base de lactosuero; ello se analizó en los diferentes intervalos de tiempo y temperatura. - Características sensoriales: Está referido a los atributos sensoriales que presenta el alimento y sobre la base de ello se acepta y/o rechaza el alimento en las que se mide el olor, sabor y textura a través de un instrumento. 53 2.4. Hipótesis de investigación 2.4.1. Hipótesis general Las diferentes temperaturas y tiempo de almacenamiento influyen negativamente en las características físicas, fisicoquímicas, microbiológicas y sensoriales del manjar de leche a base de lactosuero acortando su vida útil. 2.4.2. Hipótesis de trabajo El nivel de relación que existe entre las características, físicas, fisicoquímicas, microbiológicas, sensorial; y la variable temperatura y tiempo de almacenamiento es alto. 2.4.3. Hipótesis estadística Para la regresión lineal: Ho: β1=0 No hay relación entre las características, físicas, fisicoquímicas, microbiológicas, sensorial; y la variable temperatura y tiempo de almacenamiento debido a que la pendiente de la recta es cero. Y Ha: β1≠0 Hay relación entre las características, físicas, fisicoquímicas, microbiológicas, sensorial; y la variable temperatura y tiempo de almacenamiento debido a que la pendiente de la recta no es cero. Si p ≤ 0.05, Entonces se Rechaza la Ho. 54 2.5. Variables Tabla 8. Operacionalización de las variables de la presente investigación HIPOTESIS VARIABLE DEFINICIÓN Variable Independiente: Las diferentes temperaturas y tiempo de almacenamiento influyen negativamente en las características físicas, fisicoquímicas, microbiológicas y sensoriales del manjar de leche a base de lactosuero acortando su vida útil. Temperatura almacenamiento de Tiempo almacenamiento de Es el intervalo de tiempo en las que se almacenaran las muestras. Variable dependiente: Características físicas Temperaturas de trabajo establecidas en el almacenamiento de las muestras. Son los atributos referidos al color que presentan las muestras. Características fisicoquímicas Son los atributos en cuanto al pH, acidez, solidos solubles que presentan las muestras. Características químico proximal Son los atributos nutricionales que presenta la muestra. Características microbiológicas Esta referido a la carga microbiana que presenta la muestra en los diferentes días de almacenamiento. Está referido a los atributos sensoriales que presenta el alimento y sobre la base de ello se acepta y/o rechaza el alimento. Características sensorial UNIDAD FUENTE Y/O INSTRUMENTO °C Estufa Días Estufa Luminosidad Cromaticidad L ayb Colorímetro pH % de Acidez % solidos solubles CHOs, proteína, cenizas y grasa Recuento microbiano () Unidad % % pH metro Equipo de titulación Refractómetro INDICADOR Temperaturas de almacenamient o (20°C, 25°C, y 30°C) días de almacenamiento (0, 10, 20, 30 y 40 días). Sabor Olor Textura Equipos de titulación ufc/g de muestra Contador de colonias Escala Cartilla de evaluación 55 CAPITULO III METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1. Tipo de investigación: El tipo de investigación es aplicada la misma que permitió medir las características físicas, fisicoquímicas, microbiológicas y análisis sensorial a diferentes condiciones de tiempo y temperatura en el manjar de leche a base de lactosuero (Hernández, Fernández y Batista, 1999). 3.2. Nivel de investigación: El nivel de investigación es correlacional y relacional, ya que se evaluó la cinética de degradación de las características físicas, fisicoquímicas, microbiológicas y análisis sensorial a diferentes condiciones de tiempo y temperatura en el manjar de leche a base de lactosuero (Hernández, Fernández y Baptista, 2004) 3.3. Métodos de investigación: El método general a utilizar será el método científico, conjuntamente con el descriptivo ya que nos permitió evaluar a las diferentes variables establecidas en la investigación. 3.3.1. Lugar de ejecución: Las muestras representaciones se tomaron “Musa” de la Empresa ubicado en el distrito T&C de Pachacamác – Huertos de Lurín – Lima – Perú y la parte 56 experimental del trabajo de investigación se realizó en el laboratorio de instrumentación y microbiología de la Facultad de Ciencias Aplicadas de la Universidad Nacional del Centro del Perú. 3.3.2. Análisis del manjar de leche a base de lactosuero a) Análisis químico proximal - Proteína: Método recomendado por la ISO 8968- 1/IDF 20- 1 (2001) - Humedad: Método recomendado por la FIL-IDF 15B:1991 - Grasa: Método recomendado por la FIL-IDF 13C:1987 - Ceniza: Método 930.30:2000 recomendado por la A.O.A.C - Fibra: Método recomendado por la A.O.A.C 2000 b) Análisis Fisicoquímico: - Acidez: Método recomendado por la A.O.A.C (1994) - pH: Método recomendado por la A.O.A.C (1994) - Solidos solubles: Método recomendado por la A.O.A.C (1990). 3.3.3. Análisis del manjar de leche a base de lactosuero en diferentes condiciones de almacenamiento a) Análisis físico - Color: Método recomendado por la CIE (1976), utilizando el medidor de colorimetría marca Lovibond, modelo RM200 con S/N 2010003818. 57 b) Análisis fisicoquímico - Acidez: Método recomendado por la A.O.A.C (1994) - pH: Método recomendado por la A.O.A.C (1994) - Solidos solubles: Método recomendado por la A.O.A.C (1990). c) Análisis microbiológico - Determinación de mohos y levaduras: Método rápido, utilizando placas PetrifilmTM 3MTM (2009) y la NTP 202.108 2005 Leche y Productos Lácteos. Manjar Blanco. d) Análisis sensorial - Prueba Afectiva: En esta se considera la prueba de grado de satisfacción el que nos permite medir el nivel de placer que es capaz de experimentar un panelista luego de consumir algún alimento (Anzaldúa-Morales, 1994). 3.4. Diseño de investigación: 3.4.1. Evaluación de almacenamiento las temperaturas sobre las y tiempos características de físicas, fisicoquímica, y microbiológicas del manjar de leche a base de lactosuero El estudio se enfocara a un diseño correlacional y relacional determinándose la cinética de degradación de las 58 características físicas, fisicoquímica y microbiológicas de las muestras del manjar de leche a base de lactosuero a las temperaturas de 20, 25 y 30°C en periodos de tiempo de 0, 10, 20, 30 y 40 días; para lo cual se analizó el grado de relación de variables L, a, b, pH, acidez, solidos solubles, análisis microbiológico en las diferentes temperaturas y tiempo de almacenamiento de ello se determinó los parámetros cinéticos Z, D, Q10 y Ea para establecer el tiempo de vida útil del manjar de leche a base de lactosuero, cuyo esquema es el siguiente: Figura 3. Métodos para la vida útil de alimentos Dónde: M = Muestra 01 = Variable de control tiempo de almacenamiento (días) 02 = Variable de supervisión características físicas, fisicoquímica, microbiológicas en las muestras del manjar de leche a base de lactosuero, la variable temperatura actúa como variable interviniente en todo el experimento. r = Relación entre las variables 59 La recogida de datos se realizó de acuerdo al siguiente diseño que se detalla en la tabla 9: Tabla 9. Esquematización del diseño experimental que se desarrolló en la investigación. Temperatura de almacenamiento (T°) Tiempo de almacenamiento ɵ1=0 días R1 R1 T1,2,3 ɵ1 R2 R2 T1,2,3 ɵ1 ɵ2 =10 ɵ3=20 ɵ4=30 ɵ5=40 días días días días R1 T1,2,3 ɵ2 R2 T1,2,3 ɵ2 R1 T1,2,3 ɵ3 R1 T1,2,3 ɵ4 R2 T1,2,3 ɵ3 R2 T1,2,3 ɵ4 R1 T1,2,3 ɵ5 R2 T1,2,3 ɵ5 Leyenda: T1,2,3 = Temperaturas de almacenamiento (20, 25 y 30°C). ɵ1; ɵ2; ɵ3; ɵ4; ɵ5 = Tiempos de almacenamiento (0, 10, 20,30 y 40 Días). R1 y R2 = Repetición (características físicas, fisicoquímica, microbiológicas en las muestras de manjar de leche a base de lactosuero. 60 Degradación (días) Figura 4. Curvas de características físicas, fisicoquímica y microbiológicas en las muestras del manjar de leche a base de lactosuero. Leyenda: LnN = Concentración final de las características físicas, fisicoquímica, microbiológicas en las muestras del manjar de leche a base de lactosuero LnN0 = Concentración inicial de las características físicas, fisicoquímica, microbiológicas en las muestras del manjar de leche a base de lactosuero ɵ = Tiempo 3.5. Población y muestra Población: Está conformado por el manjar de leche a base de lactosuero producido el 14 de diciembre del 2016 en la empresa T&C Representaciones “Musa” ubicado en el distrito de Pachacamác – Huertos de Lurín – Lima – Perú. 61 Muestra: Está conformada por 100 potes de manjar de leche a base de lactosuero. Unidad muestral: Está conformado por un pote de manjar de leche a base de lactosuero con una presentación de 80 g. 3.6. Técnicas, instrumentos y procedimientos de recolección de la información 3.6.1. Técnicas e instrumentos de investigación: La técnica empleada para el presente trabajo de investigación fue la observación indirecta características físicas (color), fisicoquímicas (pH, acidez y solidos solubles) y observación directa para la evaluación sensorial y el recuento de la carga microbiológica en las placas petrifilm. 3.6.2. Procedimiento de recolección de datos La ejecución de la presente investigación se realizó de acuerdo a las variables de estudio, la investigación se realizó en tres etapas la primera fue la obtención del manjar de leche a base de lactosuero a través de un proceso productivo a nivel industrial para las que se siguió el siguiente diagrama de flujo de la figura 5 el mismo que se detalla: Recepción: El área de la calidad realiza la recepción de los insumos de acuerdo a los certificados de calidad presentado por cada uno de los proveedores identificándose el lote, fecha de producción, fecha de vencimiento, así como hermeticidad del material de empaque y embalaje. 62 Pesaje: Se realizó el pesaje de los insumos mayores y menores de acuerdo a la formulación establecida en la tabla 10 estos insumos se empacaron en envases de primer uso para luego ser llevados al proceso productivo. Tabla 10. Formulación del manjar de leche a base de lactosuero Descripción Cantidad Kg. 360 49.18 Azúcar blanco especial tipo A 193 26.37 Glucosa 70 9.56 Manteca Manpan Tradicional 40 5.46 Suero de leche 30 4.10 Almidón Modificado BS25 1 0.14 22.68 3.10 9 1.23 Sorbato de Potasio 2.65 0.36 Carralac DSC5916 2.2 0.30 Sal yodada 0.78 0.11 Enturbiante ES-5960M 0.3 0.04 Esencia 0.22 0.03 Goma Xanthan 0.12 0.02 Esterlac SSL (esteril) 0.05 0.01 732 100.00 Agua Almidón Resista Maicena TOTAL % Formulación presentada corresponde al proceso productivo de la Empresa T&C Representaciones “Musa” ubicado en el distrito de Pachacamác – Huertos de Lurín – Lima. Mezclado I: En esta operación se mezcla todos los insumos menores (enturbiante ES-5960M, esterlac SSL, goma Xanthan 63 y carralac DSC5916) junto con el azúcar ello se realiza con la finalidad de mejorar y acelerar la mezcla de los insumos. Calentamiento: En esta operación la paila previa calentada, con los 200 litros de agua filtrada se adiciona el lactosuero en polvo la que es removida constantemente, una vez disuelto el lactosuero se adiciona 100 litros más de agua y el almidón resista el tiempo de duración de esta operación es de 10 minutos a 25°C. Concentración: Previa a esta operación se adiciono los insumos provenientes del mezclado I junto a ello se adiciono la manteca manpan tradicional, la glucosa, sal yodada y el conservante. La pre mezcla continúo subiendo la temperatura hasta que se alcance los 101-102ºC y los 61 °Brix en esta etapa se realiza la evaporación del agua incrementándose los sólidos solubles operación que duro entre 50 a 60 minutos, finalmente se adiciono la maicena previamente diluida en 60 litros de agua, al pasar los ocho minutos de cocción la mezcla alcanza los 56 °Brix con una temperatura de 98ºC, tiempo en las que adiciona la esencia de leche condensada y el colorante. Enfriado: La mezcla es enfriada en la misma paila para lo cual se cierra la llave del vapor y abriendo la llave del agua esta operación se realiza lo más rápido hasta llegar a los 67ºC esta operación dura aproximadamente 1 hora a constante agitación llegando a 58.40°Brix el producto final. 64 Recepción de insumos para el producto Pesaje de insumos Mezclado I Agua (Filtrada) A 25°C Azúcar Manteca Θ = 8 min T° = 98ºC Enturbiante ES-5960M + Esterlac SSL + Goma Xanthan + Carralac DSC5916 Lactosuero Calentamiento Agua + Almidón mod. Concentración (61° Brix) Glucosa Maisena Conservante T° = 101 - 102°C Θ = 50-60 mín. aprox. Esencia + Colorante Enfriado (58.40 °Brix) T° = 67°C Θ = 60 mín. Envasado Almacenamiento Acondicionamiento para la evaluación de la vida útil del producto 20°C 25°C Ɵ1 Ɵ2 Ɵ3 Ɵ4 Ɵ5 Ɵ1 Ɵ2 Ɵ3 Ɵ4 Ɵ5 30°C Ɵ1 Ɵ2 Ɵ3 Ɵ4 Ɵ5 Figura 5. Diagrama de flujo para la obtención del manjar de leche a base de lactosuero y acondicionamiento para las pruebas aceleradas 65 En cada una de las campanas se llevó 15 potes de manjar de leche a base de lactosuero en presentaciones de 80 g. cada uno, las mismas que se rotularon de acuerdo a los tratamientos a evaluar, posteriormente se realizó los análisis físicos, fisicoquímico y microbiológico del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes tiempos 0, 10, 20, 30 y 40 días cada análisis realizado se trabajó con 2 repeticiones. Envasado: La mezcla es bombeada a través de tuberías con la finalidad realizar el llenado del manjar de leche a base de lactosuero a los baldes de plásticos en presentaciones de 5 y 19 Kg. Las que son recubiertas con plastigrasa, donde en cada uno de los baldes se codifican el lote, fecha de producción, fecha de vencimiento. Almacenamiento: El producto final es transportado a almacén de producto terminado las que son puestos sobre parihuelas en caso de los baldes por 19 kg. la altura de apilamiento no es más de 3 baldes, en el caso de los baldes por 5kg. la altura de apilamiento no es más de 6 baldes, todo ello se da a medio ambiente (T° aproximado de 20°C) y permanencia según la rotación del producto. La segunda parte consiste en realizar el acondicionamiento de las muestras para la evaluación de la vida útil, para ello se acondiciono 3 campanas desecadores a una humedad relativa de 75%, cada una de estas campanas se llevaron a diferentes estufas a 20°C, 25°C y 30°C, y la tercera parte consiste en evaluar sus características físicas, fisicoquímicas, sensoriales y microbiológicas 66 para cada tiempo y temperatura de acuerdo al diseño experimental del trabajo de investigación. 3.7. Técnicas de procesamiento de información 3.7.1. Procesamiento de datos Luego de obtenerse los datos estadísticos tanto de tipo descriptivo como inferencial, se procedió al procesamiento de datos utilizando el software SPSS v_15.0, Excel v_2010 a fin de dar respuesta a los objetivos trazados. 3.7.2. Método estadístico Los datos fueron sometidos a diversas pruebas estadísticas de carácter descriptivo y correlacional, para probar las hipótesis planteadas en el estudio. a. Para determinar el grado de asociación de las características físicas (color), fisicoquímicas (pH, acidez, solidos solubles) y microbiológicas en el manjar de leche a base de lactosuero; y la temperatura de almacenamiento se utilizó el estadístico de correlación de Pearson a un nivel de significancia de 0.05%. de ello se determinó los parámetros cinéticos Z, D, Q10 y Ea. Y = a + bx Dónde: Y = Variable (características físicas (color), fisicoquímicas (pH, acidez, solidos solubles) y microbiológicas en el manjar de leche a base de lactosuero) 67 a = es la ordenada en el origen b = pendiente X = Variable (Temperatura de almacenamiento) Para la prueba de la hipótesis estadística se plantea: Ho = No hay relación entre la variable características físicas (color), fisicoquímicas (pH, acidez, sólidos solubles) y microbiológicas en el manjar de leche a base de lactosuero; y la variable temperatura de almacenamiento debido a que la pendiente de la recta es cero. Y. Ha ≠ Si hay relación entre la variable características físicas (color), fisicoquímicas (pH, acidez, solidos solubles) y microbiológicas en el manjar de leche a base de lactosuero; y la variable temperatura de almacenamiento debido a que la pendiente de la recta no es cero. Para la correlación: Si p ≤ 0.05 se rechaza la Ho. 68 Tabla 11. Representación del diseño estadístico aplicado a la investigación Temperatura (°C) Tiempo (días) 0 días (ɵ1) 10 días(ɵ2) 20°C (T1) 25°C (T2) 30°C (T3) Análisis Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico 20 días (ɵ3) Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico 30 días (ɵ4) Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico 40 días (ɵ5) 0 días (ɵ1) 10 días (ɵ2) Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico 20 días (ɵ3) Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico 30 días (ɵ4) Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico 40 días (ɵ5) 0 días (ɵ1) 10 días (ɵ2) Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico 20 días (ɵ3) Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico 30 días (ɵ4) Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico 40 días (ɵ5) Características físicas; fisicoquímico, sensorial y microbiológico 69 CAPITULO IV RESULTADOS 4.1. Presentación, análisis e interpretación de información o datos Los datos de la presente investigación se presentan mediante tablas simples, gráficos y medidas de resumen: media, desviación típica (DT), coeficientes de determinación (r2) y correlación (r). Los mismos que fueron procesados con la ayuda de los programas estadísticos SPSS v_15, Stata_14 y la hoja de cálculo Microsoft Excel 2010. 4.1.1. Estimar el tiempo de vida útil del manjar de leche a base de lactosuero mediante pruebas aceleradas Los valores de luminancia (L*) obtenidos en el colorímetro marca Lovibond, modelo RM200 con S/N 2010003818 presentados en la tabla 14, se utilizaron para estimar la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero las que se graficaron en la figura 6 ajustándose los datos a una ecuación polinómica de n=3 de las que se desprenden los valores de coeficiente de regresión y el día estimado donde se llega al máximo valor de calidad IB (Índice de blancura = 75.65 del producto (tabla 12). 70 Tabla 12. Resumen de la estimación del tiempo de la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento a diferentes temperaturas utilizando el método directo ajuste polinómico (n=3). Temperatura de almacenamiento Coeficiente de regresión (r2) Día estimado para llegar al parámetro máximo de calidad IB =75.65 ± 0.05 20°C 0.9999 75 25°C 0.9999 50 30°C 0.9955 50 71 y = 0.0005x3 - 0.0405x2 + 0.9092x + 68.726 R² = 0.9955 30°C 75.650 74.650 y = 0.0003x3 - 0.0255x2 + 0.6647x + 68.765 R² = 0.9999 25°C IB (Índice de blancura) 73.650 72.650 y = 9E-05x3 - 0.0104x2 + 0.3674x + 68.774 R² = 0.9999 20°C 71.650 70.650 Valor Máximo del Índice de Blancura (IB) 75.65 ±0.05 69.650 68.650 67.650 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Dias de Almacenamiento Figura 6. Comportamiento del Índice de Blancura (IB) en el manjar de leche a base de lactosuero para estimar su vida útil con respecto al parámetro (IB = 75.65) máximo de calidad mediante método directo. 72 De lo hallado en la tabla 12 se afirma que el tiempo de vida útil del manjar de leche a base de lactosuero disminuye a medida que se incrementa las temperaturas de almacenamiento y que estas están por debajo de los 75 días. 4.1.2. Referido a la caracterización químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero En la Tabla 13, se presenta los resultados obtenidos del análisis de las características químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero, en ella se aprecia que el producto tiene un aporte bajo de proteínas y un alto contenido de carbohidratos estos contenidos están influenciadas por los ingredientes usados en su formulación. Tabla 13. Características químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero Análisis Resultados Humedad (%) 32.5 Proteína (%) 4.09 Grasa (%) 2.95 Fibra (%) 0 Cenizas (%) 0.63 73 4.1.3. Referido a los cambios de color con respecto a los valores L, a y b en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas. Obtenida la producción del manjar de leche a base de lactosuero de la Empresa T&C Representaciones “Musa” ubicado en el distrito de Pachacamác – Huertos de Lurín – Lima se prepararon potes de 80 g. de muestra a fin de ser almacenados en diferentes campanas de vidrio a las que se adiciona solución saturada de cromato de potasio (humedad relativa de 75%) luego estas se llevaron a estufas donde se acondiciono a 20°C, 25°C y 30°C, luego se fueron tomando muestras a diferentes intervalos de 0, 10, 20, 30 y 40 días de almacenamiento, en las diferentes muestras se tomaron los valores de L, a y b, los mismo que fueron transformados en IB (Índice de blancura) y con esta información se ajustaron a un modelo cuadrático las que se detallan en la tabla 14. 74 Tabla 14. Análisis de L, a y b por colorimetría del manjar del leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento t T (°C) (Días) 20 25 30 Valores Cielab L* a* b* IB 0 32.90 0.00 5.80 0.00 13.90 0.00 68.77 10 33.00 0.42 9.10 0.00 22.30 0.57 71.20 20 31.80 0.14 9.90 0.42 23.40 0.28 72.78 30 32.10 0.21 9.50 0.14 24.30 0.35 72.74 40 33.00 0.21 9.40 0.49 24.20 0.42 71.85 0 32.90 0.00 5.80 0.00 13.90 0.00 68.77 10 30.00 0.28 8.70 0.07 20.60 0.07 73.49 20 29.50 0.14 9.00 0.07 22.40 0.14 74.52 30 30.60 0.35 8.80 0.07 22.20 0.14 73.39 40 30.20 0.71 9.40 0.35 23.50 0.57 74.25 0 32.90 0.00 5.80 0.00 13.90 0.00 68.77 10 29.20 0.14 8.60 0.21 20.70 0.07 74.26 20 28.60 0.28 8.60 0.07 20.80 0.28 74.86 30 29.50 0.00 9.30 0.49 22.30 0.71 74.53 40 29.20 0.07 9.30 0.14 23.10 0.57 75.05 Leyenda: L* = luminancia a* = cromaticidad amarillo y azul b* = cromaticidad magenta y verde IB = Índice de Blancura (calculado a través de formula Anexo 6). 75 En la tabla 14 se observa que el IB (Índice de blancura) se incrementa a medida que pasan los días de almacenamiento, probablemente este atributo refleja la perdida y o el cambio de brillo que presenta el manjar de leche a base de lactosuero, este parámetro es el que nos permite evaluar los parámetros cinéticos K, D, Z, Q10, Ea de la degradación del color (IB) en el manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento. Para las cuales se estableció los grados de asociación presentados en la tabla 15, así mismo estos valores se desprenden del ajuste de la ecuación de segundo orden dándonos los siguientes coeficientes de regresión las mismas que son mayor de 0.85 por los que se pueden usar esta modelización de la cinética de degradación de IB presentados en la figura 7. Tabla 15. Resumen del modelo estadístico para establecer la asociación de la variable tiempo con respecto al Índice de blancura a diferentes temperaturas y tiempo de almacenamiento Temperatura de almacenamiento 20°C 25°C 30°C Coeficiente de regresión (r2) 0.9891 0.9355 0.8532 Sig. <0.05 <0.05 <0.05 76 Almacenamiento a 20°C Almacenamiento a 30°C Almacenamiento a 25°C 1.87500 1.86500 1.87000 1.86000 1.86500 1.86000 1.85000 1.84500 1.84000 y = -5E-05x2 + 0.0025x + 1.8396 R² = 0.9355 1.85500 1.85000 lnL/L0) y = -3E-05x2 + 0.0018x + 1.8381 R² = 0.9891 lnL/L0) lnL/L0) 1.85500 1.84500 1.84000 1.83500 1.83500 0 10 20 30 Días de almacenamiento 40 50 0 10 20 30 40 Dias de almacenamiento 50 1.88500 1.88000 1.87500 1.87000 1.86500 1.86000 1.85500 1.85000 1.84500 1.84000 1.83500 y = -5E -05x2 + 0.0027x + 1.8411 R² = 0.8532 0 10 20 30 40 50 Dias de almacenamiento Figura 7. Cinética de degradación térmica del IB (Índice de blancura) del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento. 77 Después de realizar los diferentes cálculos y la aplicación de la ecuación de Arrhenius se obtuvo los valores de K, D, Q10, Z y Ea presentados en la tabla 16. Tabla 16. Parámetros cinéticos del color en función al IB (Índice de blancura) en el manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento T (°C) K (días-1) D (días) 20 0,000069 33,333.33 25 0,000115 20,000.00 30 0,000115 Leyenda: 20,000.00 Q10 Z (°C) 1.107 227.273 T = Temperatura de almacenamiento K = Velocidad relativa de la degradación térmica D = Tiempo de reducción decimal Q10 = Coeficiente de temperatura Z = Capacidad de resistencia al calor Ea = Energía de activación Ea (Kcal/mol) 137,281. 830 En la tabla 16 se evidencia que el valor de K aumenta a medida que se almacenamiento, incrementa con respecto las al temperaturas valor D esta de es inversamente proporcional a temperatura, ello se refleja adecuadamente en la figura 8. 78 En la figura 8 se evidencia que el índice de correlación para la capacidad de resistencia térmica (Z) es 227.273 indicando que existe un alto grado de significancia en la relación entre la inversa del tiempo de reducción decimal y la temperatura. 1/T (K) -3.8500000 0.003280.00330.003320.003340.003360.003380.00340.00342 -3.9000000 Ln(K) -3.9500000 -4.0000000 y = -1982.4x + 2.6375 R² = 0.7583 -4.0500000 -4.1000000 y = -3E+07x2 + 229276x - 385.24 R² = 1 -4.1500000 -4.2000000 Figura 8. Logaritmo del tiempo de reducción decimal (D) vs. la temperatura (°C) en el manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento. 4.1.4. Referido a los cambios físico-químicos (pH, acidez y °Brix) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas De las diferentes condiciones de almacenamiento tiempo y temperatura se tomaron muestras en las que se analizaron el 79 pH, acidez y solidos solubles las que se presentan en la tabla 17, 18 y 19. Los mismos datos se presentan en la figuras 9, 10 y 11 con los que se intentó modelizar el comportamiento del pH, acidez y solidos solubles a través de las diferentes condiciones de almacenamiento a través de una ecuación polinómica de n=3 de ello se desprende que se tiene valores de coeficiente de regresión por debajo de 0.8 los mismos que no permiten que sean usados para realizar una posible inferencia sobre la vida útil del alimento, pero si se evidencia que existe un cambio de la calidad del manjar de leche a base de lactosuero a través de los diferentes días de evaluación. Tabla 17. Análisis del pH del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento Tiempo (Días) 0 10 20 30 40 Temperatura de almacenamiento 20°C 6.665 7.950 6.625 6.650 6.665 25°C DE 0.007 0.014 0.021 0.057 0.035 6.665 7.950 6.605 6.510 6.545 DE 0.007 0.057 0.007 0.014 0.049 30°C 6.665 7.940 6.495 6.575 6.465 DE 0.007 0.014 0.035 0.007 0.021 80 9 8 7 pH 6 y = 0.0002x3 - 0.0135x2 + 0.1992x + 6.7501 R² = 0.6767 30°C 5 y = 0.0002x3 - 0.0147x2 + 0.2167x + 6.7364 R² = 0.7639 25°C 4 3 y = 0.0002x3 - 0.0139x2 + 0.2073x + 6.741 R² = 0.7006 20°C 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Días de almacenamiento Figura 9. Comportamiento del pH del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento. Tabla 18. Análisis de la acidez del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento Tiempo (Días) 0 10 20 30 40 Temperatura de almacenamiento 20°C 0.018 0.009 0.011 0.01 0.008 DE 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 25°C 0.018 0.009 0.012 0.013 0.011 DE 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 30°C 0.018 0.0085 0.0117 0.011 0.013 DE 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 81 0.02 0.018 0.016 0.014 Acidez 0.012 0.01 y = -8E-07x3 + 6E-05x2 - 0.0013x + 0.0177 R² = 0.8443 30°c 0.008 y = -1E-06x3 + 8E-05x2 - 0.0015x + 0.0178 R² = 0.9466 25°C 0.006 0.004 y = -1E-06x3 + 7E-05x2 - 0.0014x + 0.0178 R² = 0.9418 20°C 0.002 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Dias de almacenamiento Figura 10. Comportamiento de la acidez del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento. El valor del pH presentado en la tabla 17 y el valor de la acidez en la tabla 18 son inversamente proporcional a medida que uno sube la otra baja con ello se evidencia que existe un cambio de la calidad del alimento. Con respecto al contenido de los sólidos solubles en el manjar de leche a base de lactosuero a lo largo de las diferentes condiciones de temperatura y tiempo de almacenamiento esta se presenta en la tabla 19, esta variabilidad también nos permite evidenciar que existe un cambio en la calidad del manjar de leche a base de 82 lactosuero, así mismo al tratar de validar el comportamiento de esta variable a través de un ajuste polinómico n=3 se tienen valores de coeficiente de regresión que va de 0.59 a 0.97 esta variabilidad no nos permite realizar alguna inferencia, solo se puede evidenciar que la calidad del manjar de leche a base de lactosuero varía. Tabla 19. Análisis de los sólidos solubles del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento Temperatura de almacenamiento Tiempo (Días) 20°C 25°C DE 30°C DE DE 0 58.40 0.14 58.40 0.14 58.40 0.14 10 55.45 0.07 55.85 0.78 56.25 0.35 20 56.90 0.85 55.95 0.49 54.00 3.11 30 55.45 0.21 55.65 0.07 55.65 0.07 40 57.00 2.69 55.05 0.78 55.25 0.21 83 59.00 y = -0.0002x3 + 0.015x2 - 0.4202x + 58.542 R² = 0.8649 30°C Solidos solubles (%) 58.50 58.00 57.50 y = -0.0002x3 + 0.0172x2 - 0.3804x + 58.355 R² = 0.9787 25°C 57.00 56.50 56.00 55.50 55.00 y = -0.0001x3 + 0.0114x2 - 0.3026x + 58.211 R² = 0.5937 20°C 54.50 54.00 53.50 0 10 20 30 40 50 Dias de almacenamiento Figura 11. Comportamiento de los sólidos solubles del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 4.1.5. Referido a los cambios microbiológicos (mohos, levaduras) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas Las muestras obtenidas de las diferentes condiciones de almacenamiento (temperatura y tiempo) se llevaron un análisis microbiológico usando el método rápido del petrifilm para lo cual se obtuvieron placas para el recuento de mohos y levaduras a las que se llevaron las muestras del manjar de leche a base de lactosuero preparada a una dilución de 102 según lo establecido en la NTP 202.108 2005 Leche y Productos Lácteos. Manjar Blanco. Los resultados de la carga microbiana se presentan en la tabla 20 y 21. 84 Tabla 20. Análisis de los mohos (ufc/g) del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 0 Temperatura de almacenamiento 20°C 25°C 30°C L1 L2 L1 L2 L1 L2 <50 <50 <50 <50 <50 <50 10 <50 <50 <50 <50 <50 <50 <50 <50 <50 <50 <50 <50 30 <50 <50 <50 <50 <50 <50 40 <50 <50 <50 <50 <50 <50 Tiempo (Días) T 20 Tabla 21. Análisis de las levaduras (ufc/g) del manjar de leche a base de lactosuero a diferentes temperaturas y tiempos de almacenamiento 0 Temperatura de almacenamiento 20°C 25°C 30°C L1 L2 L1 L2 L1 L2 <50 <50 <50 <50 <50 <50 10 <50 <50 <50 <50 <50 <50 20 <50 <50 <50 <50 <50 <50 30 <50 <50 <50 <50 <50 <50 40 <50 <50 <50 <50 <50 <50 Tiempo (Días) 85 La Figura 12 presenta el resultado de la carga microbiana (mohos, levaduras) en el manjar de leche a base de lactosuero durante las diferentes condiciones de almacenamiento 20ºC 25ºC 30ºC DIAS R1 R2 R1 R2 R1 R2 0 10 86 20 30 40 87 50 Figura 12. Cambios microbiológicos (mohos, levaduras) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento usando placas Petrifilm 88 Con los resultados se evidencia que el producto garantiza la calidad microbiológica hasta los 40 días pasado ello se pierde su calidad, el resultado de ausencia se expresa como < 50 ufc/g. según lo establecido en la NTP para el manjar blanco. 4.1.6. Referidos al cambio sensorial (sabor, olor y textura) del manjar de leche a base de lactosuero antes y durante el almacenamiento La calidad del manjar de leche a base del lactosuero también se corroboro a través de un análisis sensorial, esta se realizó al producto en dos condiciones al inicio del almacenamiento (antes) y otro a los 40 días siempre garantizando que este cumpla la calidad microbiológica, ello se realiza a través de un análisis sensorial los datos fueron procesado a través de una prueba no paramétrica como se detalla en la tabla 22. 89 Tabla 22. Estadísticos descriptivos y prueba de Signo- Rango de Wilcoxon para atributos sensoriales del manjar de leche a base de lactosuero antes y durante los 40 días de almacenamiento Atributos Antes Después Sabor DE 3.93 0.83 Olor DE 3.97 0.67 Textura DE 4.03 0.76 3.33 3.60 3.33 z P (Unilateral) 0.76 0.77 0.66 -2.833 -1.837 -2.842 0.0023 0.0331 0.00225 Nota: Valores obtenidos del análisis sensorial de la muestra realizada a 30 panelistas, p<0.05 señala diferencia estadística. Los valores p<0.05 nos permiten inferir que se evidencia una disminución de los atributos de sabor, olor y textura después de los 40 días de almacenamiento, esta variabilidad se presenta en la figura 13. 3.97 4.03 Textura 3.33 3.6 3.33 p<0.05 3.5 3 Textura 1.5 Olor 2 Sabor 2.5 Sabor Puntaje del atributo 4 3.93 Olor 4.5 1 0.5 0 Antes Después Figura 13. Diferencias de los atributos (sabor, olor y textura) según los rangos estudiados en el manjar de leche a base de lactosuero antes y durante los 40 días de almacenamiento 90 4.2. Discusión de resultados 4.2.1. Estimar el tiempo de vida útil del manjar de leche a base de lactosuero mediante pruebas aceleradas De lo evaluado en los ítems 4.1.4 se establece que los datos de pH, acidez y °Brix no permite realizar inferencias, por lo que se ha evaluado los valores de IB (índice de blancura) establecido en el Ítems 4.1.3 con el cual se ha establecido los parámetros cinéticos de IB en el manjar de leche a base de lactosuero como se detalla en la tabla 16. Los valores de L tomados del colorímetro marca Lovibond, modelo RM200 con S/N 2010003818 presentados en la tabla 14, se utilizaron para la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero cuyos datos fueron ajustados a una ecuación polinómica de orden 3 de las que se desprenden los valores de coeficiente de regresión presentados en la Tabla 12, para establecer el valor máximo de calidad se ha asumido una pérdida de 10% del valor inicial que se lectura a la muestra (Valor máximo de calidad de IB = 75.65 ± 0.05). Los valores del coeficiente de regresión R2 se encuentran entre 0.9955 a 0.9999 a las diferentes temperaturas de almacenamiento. Con respecto a los modelos matemáticos obtenidos del ajuste se tienen las diferentes ecuaciones presentadas en la figura 6 en las que se reemplazó el valor máximo del índice de blancura a fin de determinar el día de almacenamiento en las que se da este valor de IB. 91 De lo calculado se ha estimado que la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero es 75 días a 20°C y 50 días al almacenarse a 25°C y 30°C corroborándose que el tiempo de vida útil de manjar de leche a base de lactosuero disminuye, al respecto Vargas (2016) señala que es un requisito para fines de comercialización, políticas de mejora no existe un único método, y esta dependerá de cada producto; las pruebas pueden ser en tiempo real, pruebas aceleradas y predicción matemática. En la presente investigación se utilizó las pruebas aceleradas para luego de los datos obtenidos se realice la predicción matemática. Dominic (2004) y Labuza (1994) mencionado por Del Águila señala que durante el tiempo de vida de un alimento , ese tiempo debe conservar tanto sus características físicas, fisicoquímicas, microbiológicas y sensoriales, así como sus características nutricionales y funcionales, por lo que en la investigación se ha valorado el valor de IB (Índice de blancura) para establecer la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero un atributo físico que es valorado en el color de los alimentos, estableciéndose que esta depende de cuatro factores principales a saber: la formulación, procesado, empaque y condiciones del almacenamiento. 92 4.2.2. Referido a la caracterización químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero En la tabla 13 se presenta los valores del contenido químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero con ello podemos inferir el valor nutricional del producto, al respecto la NTP 2002. 108 (2005) del manjar blanco se señala que este debe de tener una humedad máxima de 35%, materia grasa mínimo 3%, proteína mínima 5% y cenizas máximo 2%, respecto el producto manjar de leche a base de lactosuero se cumple en el contenido de humedad y cenizas, mas no con el contenido de materia grasa y proteína. Por otro lado según las especificaciones establecidas en la Ficha 1901.90.20.00 (BID-ADEX–RTA/Manjar (Dulce de leche. 2015) se pide 6.7% de proteína, 7.5% de grasa y carbohidratos 54.1% en este caso no estaríamos cumpliendo con ninguno de los requisitos comparados, la variabilidad del producto está sujeta a la formulación establecida por cada empresa, en el caso del producto analizado en la investigación se ha usado una serie de ingredientes establecidos en la formulación (Tabla 65), y ello debido a que en su elaboración y/o formulación se contempla una serie de ingredientes y aditivos permitidos. Los análisis comparados en la presente tabla obedecen a lo establecido NTP 2002. 108 (2005) del manjar blanco debido 93 a que nuestro producto se comercializa en el ámbito peruano. 4.2.3. Referido a los cambios de color con respecto a los valores L, a y b en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas En las diferentes muestras del manjar de leche a base de lactosuero se lectura los valores de L, a, b los que se representan en la tabla 14. En ella se puede apreciar la variabilidad de estos valores en algunas de las condiciones se incrementan y en otras disminuyen, ello corrobora que estos valores varían en función al tiempo y temperatura y que probablemente pueden ser buenos predictores para evaluar la calidad del producto. Al respecto Westland (2001) señalado por Kónica (2005) menciona que no es conveniente hacer una interpretación sobre la diferencia cualitativa del color entre las muestras usando solo la representación L, a* y b*, por esta razón se recomienda utilizar los valores de Chroma (C) y hue (h) y otros indicadores tomados a partir de estos datos a fin de tener una interpretación más certera de los datos, de este modo es posible describir con parámetros físicos cuantificables la característica del color en lo evaluado. La luminancia fue reconocida como una contribución a la 94 percepción del tono blanco y este tiene dos componentes la luminancia que dice que es más blanco lo que parece ser brillante y el tinte que se alejan demasiado del blanco modelo que poseen la misma luminancia, por lo que el índice de blancura tienen en cuenta ello (Rivas, 2014) De los valores obtenidos en colorímetro presentados en la tabla 14 (L. a, y b) se ha obtenido los valores de Índice de blancura (IB) a través de la ecuación 4 presentado en el anexo (6), al respecto Ramírez, 2010 señala que el IB es una medida de amplio uso en la industria textil y del papel y se ha extendido a la de medicamentos, plásticos, cerámica y alimentos. Un valor de IB de 100 indica una blanca ideal, cualquier diferencia con este valor indica un alejamiento a la blanca ideal, aunque todavía queda mucho por investigar. Con lo transformado se ha calculado la cinética de degradación térmica de la luminancia presentados en la tabla 15 y la figura 7 para las diferentes condiciones de almacenamiento en ella se ha realizado una ecuación de 2do orden obteniéndose los valores de coeficiente de regresión que van de 0.9891 a 0.8535 con valores de p< 0.05 los que validan el modelo estadístico, con esos datos se ha obtenido los cálculos para los parámetros cinéticos como se detalla en la tabla 16. 95 Con la finalidad de poder realizar el estudio de la reacción de degradación del valor de luminancia y del efecto que tiene la temperatura sobre su cinética térmica, se determinó la velocidad de reacción (K), reportado en la tabla 16, donde la velocidad de reacción es directamente proporcional a la degradación del valor de la luminancia. A partir de la pendiente de cada ecuación se determinó la velocidad de degradación térmica (K) y el tiempo de reducción decimal (D). En las reacciones de segundo orden, la velocidad depende solamente de la primera potencia de la concentración de una sustancia reaccionante (valor del Índice de blancura), además K es una constante que toma en cuenta la naturaleza de la sustancia reaccionante, la temperatura, los catalizadores presentes y cualquier otro factor constante que afecte la velocidad de reacción, por consiguiente una reacción de segundo orden describe una curva (figura 7). En la condición de almacenamiento a temperatura de 30°C sigue un orden ascendente. Los valores de la velocidad de degradación del valor de la luminancia se degradan de 0.000069 a 0.000115 (dias -1) al respecto Mendoza y Quiñones (2005) y Ordoñez & Tamayo (2012) señalan que estos cambios son consecuencia de las temperaturas empleadas, del tipo de proceso, la matriz y su geometría y probablemente por las diferencias en el contenido de humedad de las muestras. 96 Rosales (2010), menciona que el aumento de la temperatura produce un aumento en la velocidad de la mayor parte de las reacciones, alterando las concentraciones del componente, ello se corrobora en la presente investigación. Por otro lado en la misma tabla se muestran los valores de tiempo de reducción decimal (D), variando desde 33,333.33 a 20,000.00 (días) las que evidencian que se reduce, al respecto Mendoza y Quiñones (2005), Ordoñez et al. (2013), Ordoñez &Tamayo (2012) señalan que el tiempo de reducción decimal del componente a evaluar disminuye con el incremento de la temperatura, se puede dar por la sensibilidad que pueda tener. El valor de D según Rosales (2010), es el tiempo necesario para reducir el 90% de la concentración de la sustancia en estudio. En consecuencia, cuanto mayor es el valor D, mayor es la retención del valor de la luminancia, debido a que D también es un indicador del termo resistencia del valor de luminancia en el alimento. Por lo tanto, de los datos obtenidos se concluye que: a medida que se incrementa la temperatura, la velocidad de degradación también aumenta y el tiempo de reducción decimal disminuye. El valor Q10 obtenido es de 1,107 en almacenamiento del manjar de leche a base de lactosuero indicándonos que 97 disminuye en 1,107 el tiempo cuando se incrementa 10°C al producto. Mendoza y Quiñones (2005), Juntamay (2010) menciona que estos valores se pueden tomar como índice de calidad de una sustancia bien preservada. Por otro lado, Rodrigo et al. (1982), Citado por Rosales (2010) que el valor de Q10 permite expresar la estabilidad de un producto según su pendiente por el cociente Q10, y que está es la relación entre la rapidez de deterioro de dos temperaturas separadas por un intervalo de 10°C, por lo tanto este factor indica cuantas veces se agranda el tiempo durante el cual un producto conserva su calidad cuando la temperatura disminuye 10°C. De la misma tabla se tiene un valor de Z de 227.273 para la cinética de color de la luminancia (L) al respecto Rosales (2010) señala que el valor Z permite establecer como la capacidad de resistencia al calor de los distintos nutrientes, es el número de grados Celsius que corresponde al cambio del valor D en su décima potencia, en la misma línea Rees y Bettison (1994) establece que Z es igual a la inversa de la pendiente de la relación que existe entre temperatura y sus valores D, cuanto más elevado es el valor Z, mayor es la resistencia térmica del componente evaluado, entonces la sensibilidad al calor del valor de luminancia con una Z=227.273 °C, así mismo Mendoza & Quiñones (2005), Ordoñez et al. (2013), reportan diferentes valores y que 98 están condicionados dependiendo del atributo evaluado y la sensibilidad que esté presente. La energía de activación para la reacción del atributo de luminancia se calculó mediante un método gráfico, utilizando como modelo la ecuación de Arrehenius, donde en la figura 8 se observa el efecto de la inversa de la temperatura absoluta sobre la velocidad de degradación del atributo índice de blancura (IB) descrito por la ecuación de Arrehenius de manera satisfactoria, con un coeficiente de correlación de 1. Al respecto Mendoza y Quiñones (2005) establecen que cuanto mayor sea la energía de activación, menor será la reacción de degradación del atributo evaluado, esto se debe a que, cuanto mayor es la energía de activación para una reacción, menor será el número de moléculas que la poseen y más lenta será la reacción a una temperatura determinada. De otro lado, cuando mayor es la temperatura, mayor será el número de moléculas en el estado activado (Rosales, 2010). Entonces se establece que para la degradación de atributo índice de blancura (IB) en el almacenamiento del manjar de leche a base de lactosuero se necesita un incremento de 137,281.830 Kcal/mol de energía para que reaccione una molécula y consecuentemente pierda su atributo IB (Índice de blancura). 99 Chen y Huang (1998) citado por Ordoñez & Tamayo (2012), reporta valores de 0,0968Kcal/mol de energía de activación para la degradación de clorofila, en procesamientos con calor similares, de lo cual se deduce que la clorofila reacciona más rápido que el ácido ascórbico y los βcarotenos por tener una energía de activación muy baja, de lo reportado y comparando lo hallado en la investigación el atributo luminancia reacciona lentamente frente a la temperatura de almacenamiento. En la misma línea Rosales (2010) señala que los valores de energía de activación son muy importantes para saber cuál es la energía necesaria para que empiece de degradación de un determinado nutriente o atributo en un proceso. 4.2.4. Referido a los cambios físico-químicos (pH, acidez y °Brix,) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas Los resultados de la evaluación en las características fisicoquímicas, pH, acidez y °Brix en cada una de las muestras tomadas en los diferentes intervalos de días 0, 10, 20, 30 y 40, estos datos nos permitirían valorar el cambio de la calidad del manjar de leche a base de lactosuero como se aprecian en la tabla 17, 18, 19. 100 Para el caso del valor del pH (Tabla 17) este varia en el lapso del tiempo en algunos controles se incrementan y bajan en decimas; lo mismo ocurre en forma inversa en el valor de la acidez; con respecto a los valores de los °Brix se evidencia variabilidad a lo largo del almacenamiento. Los datos en mención se trataron de modelizar a través de una ecuación polinómica de orden 3 en las que se encontró valores de R2 que van de 0.5937 a 0,9787 establecida en las figuras 9, 10 y 11. Con lo hallado no, nos permite realizar una inferencia en la modelización de la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero al respecto, Medina & Mormontoy (2013) señala que para modelizar se debe considerar valor de R2 por encima de 0.8 y ello no se evidencia en lo calculado en la modelización. Con respecto a los valores del rango de pH obtenidos estos van de 6.465 a 7.950 estos rangos son los recomendados por Nijpels (1992), para las características fisicoquímicas del producto, en el caso de la NTP 202.108 (2005) no se tiene requisito para este análisis. En la Tabla 18 con respecto a la acidez final de las diferentes muestras de manjar de leche a base de lactosuero evaluadas a lo largo del experimento se evidencia que se da una variabilidad que van de 0.008 a 0.018 expresado en ácido láctico esta variabilidad en inversamente proporcional 101 a los valores de pH hallados en la tabla 17. Los valores de la acidez se encuentra dentro de los rangos recomendados por Rose (1971) mencionado por Rojas y Veliz (2009) Por otro lado, la calidad del manjar de leche a base de lactosuero está determinada por el °Brix como lo señala Chacón (1973) mencionado por Rojas y Veliz (2009) las que deben estar entre 62 a 65 °Brix, en el caso de todas las muestras evaluadas están por debajo de estos valores, pero ello está condicionada por el uso de ingredientes establecidos por la formulación (Tabla 10), Los mismos investigadores señalan que Rose (1971) indica que el contenido de ºBrix en el dulce de leche debe encontrarse entre 65ºBrix como máximo si este fuera el caso si estaríamos cumpliendo el requisito sobre los sólidos solubles. 4.2.5. Referido a los cambios microbiológicos (mohos, levaduras) en el manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento empleando diferentes temperaturas Con respecto a la carga microbiana del manjar de leche a base de lactosuero durante el almacenamiento según diseño experimental, se analizó en función a la presencia de mohos (ufc/g) y levaduras (ufc/g) se realizó el primer día después de ser producido, a los diferentes intervalos de días como se 102 evidencian en la tabla 20 y 21 en las cuales se tienen como resultados para ambas cargas microbianas todas por debajo de 50 ufc/ g respecto a la NTP 202.108 (2005) señala que esta contendrá entre 50 a 102, la RM N° 591 MINSA (2008) establece entre 10 a 102 en lo obtenido llega hasta los 40 días en las que se evalúa el producto y no presenta carga microbiana (no hay presencia de mohos y levaduras) por lo que se reporta < 50 ufc/g donde nos garantiza que hasta esa fecha puede ser consumido sin tener ninguna complicación microbiológica en el consumidor. Probablemente la estabilidad de la carga microbiana en el manjar blanco se debe a las características adecuadas que presenta la leche en la recepción y/o en las diferentes etapas del proceso que recibe al transformase en manjar blanco ya que se realiza por horas a altas temperaturas de tratamiento el que permite tener una calidad microbiológica. (Jay, Loessnner y Golden; 2005). Por otro lado, se evidencia que el producto no presenta carga microbiana como se presente en las figuras 12 y 13. Garantizándonos este resultado que puede ser sometido a evaluación sensorial. 103 4.2.6. Referidos al cambio sensorial (sabor, olor y textura) del manjar de leche a base de lactosuero antes y durante el almacenamiento En la tabla 22 se establece los resultados de la evaluación sensorial de los atributos sabor, olor y textura del manjar de leche a base de lactosuero; al respecto en la Ficha 1901.90.20.00 (BID-ADEX–RTA/Manjar (Dulce de leche. 2015) establece que el manjar es un producto lácteo obtenido por concentración al que se sometió calor a presión normal, con la adición de leche cruda o leches procesadas, con el agregado de azúcares y otros ingredientes permitidos; y presenta una consistencia pastosa, ligeramente untable y de color de crema a castaño acaramelado con un sabor y olor característico. Para valorar estos atributos en el manjar de leche a base de lactosuero se han evaluado en 2 tiempos el primero al siguiente día de su producción y otro a los 40 días de almacenamiento, este producto fue almacenado a condiciones ambientales en una campana desecadora con 75% HR previendo que esta no presente carga microbiana. Según Torricelles, Zamora y Pulido (1989) establecen que existe una serie de indicadores como el sabor, olor y/o una textura hacen que se define la calidad de los alimentos, aunque aún no se tenga una composición nutricional, así 104 mismo ello podría relacionarse con una adecuada calidad sanitaria y estética. Con respecto a lo evaluado se evidencia que estadísticamente los atributos en el producto evaluado disminuye, los atributos de sabor de 3.93 puntos a 3.33 corroborado por el valor de p < 0.05, la misma condición se da para el atributo olor que va de 3.97 a 3.6 corroborado por el valor de p < 0.05 y finalmente en el atributo textura se evidencia una disminución de este de 4.03 a 3.33 con un valor de p < 0.05 en todo los atributos evaluados los puntajes establecidos señala que esta va de Me gusta (4 puntos) a No me gusta ni me disgusta (3 puntos) lo que se aprecia en la figura 13. En la medición de los atributos sensoriales son los sentidos que según su clasificación como la vista, el oídos, gusto, olfato y el tacto podrían permitirnos valorar las características sensoriales de un alimento, en cuanto a los atributos evaluados se puede afirmar que en la presente evaluación del manjar de leche a base de lactosuero ha sido valorado donde se señalan que los atributos de calidad disminuyen con el tiempo y que muchas de estas características están supeditadas a las diferentes condiciones que son sometidos los alimentos como: temperatura de almacenamiento, cambios físico, químicos, microbiológicos. 105 Navas (2012) señala que tener información sobre los gustos y aversiones, preferencias y requisitos de aceptabilidad por parte de los consumidores finales, permitirá que se desarrolle nuevos alimentos y se realice la mejora del producto; en el caso de manjar de leche a base del lactosuero este nos permite establecer que sus atributos como sabor, olor y textura disminuyen y ello corrobora que el tiempo de vida útil del producto es corta (menos de 2 meses). 106 CONCLUSIONES 1. El tiempo de vida útil estimado del manjar de leche a base de lactosuero desarrollado por la Empresa T&C Representaciones “Musa” es 75 días y disminuye a medida que se incrementa la temperatura de almacenamiento. 2. Con respecto a la caracterización químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero se encuentra una humedad por debajo de la Norma técnica 202.108 (2005). Leche y productos lácteos. Manjar Blanco, la cual nos permite tener una mayor estabilidad del producto. 3. Los valores de L, a y b transformados al IB (Índice de blancura) obtenidos de los diferentes días y temperaturas de almacenamiento en la evaluación de la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero nos permite obtener la cinética de degradación de la luminancia obteniendo valores de K entre 0,000069 a 0,000115, valores de D entre 33,333.33 a 20,000.00, valor de Q10 de 1.107, valor de Z de 227.273 °C y una Ea de 137,281.830 Kcal/mol. 4. Con respecto a los cambios físico-químicos analizados a lo largo de los diferentes días y temperaturas de almacenamiento del manjar de leche a base de lactosuero se debe de indicar que estos se encuentran dentro de los rangos normados para el producto variando el pH de 6.465 a 7.95 y esta es inversamente proporcional a la acidez, los sólidos solubles se encuentran entre 54°Brix a 58.40°Brix y están dentro de lo requerido para el manjar blanco. 107 5. En el seguimiento de la carga microbiana del manjar de leche a base de lactosuero se debe de indicar que hasta los 40 días no se evidencia la presencia de mohos y levaduras por ello se reporta <50 ufc/g garantizando su estabilidad microbiológica hasta los días evaluados. 6. Al evaluar los atributos (sabor, olor y textura) en el manjar de leche a base de lactosuero antes y durante su almacenamiento a lo largo de los 40 días el sabor decae en un 15.26%, el olor en un 9.31%, la textura en un 17.36% con ello se evidencia que esta va perdiendo estos atributos y que la calidad del producto se siente afectada por las condiciones de almacenamiento. 108 SUGERENCIAS El presente estudio es un trabajo preliminar de la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero desarrollado en Empresa T&C Representaciones “Musa” bajo una formulación y una presentación para su venta a granel, en estas condiciones es necesario evaluar la vida útil de este producto en diferentes tipos de material de envasado ya sea este en sachet y envases de polipropileno a fin de diversificar su presentación. 109 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Aguilera, M. (2009). Caracterización y estabilidad de las antocianinas de higo ficus carica variedad misión, cultivado en Ciudad Lerdo Durango, México. 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Norma técnica peruana 202.108 2005 (Revisado el 2004) sobre la leche y productos lácteos. Manjar Blanco. Requisitos 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 Anexo 2. Evidencias fotográficas de la obtención del manjar de leche a base de lactosuero en la Empresa T&C Representaciones “Musa” ubicado en el distrito de Pachacamác – Huertos de Lurín - Lima Figura 14. Dosificación de insumos Figura 15. Mezcla de insumos Figura 16. Adición del lactosuero de leche Figura 17. Adición del azúcar Figura 18. Adición de la manteca vegetal al Figura 19. Adición de la glucosa 138 Figura 20. Pre cocción del producto Figura 22. Control de Temperatura y °Brix Figura 24. Envasado de producto Figura 21. Adición de sabor y color al producto Figura 23. Enfriamiento de producto Figura 25. Toma de muestra 138 Anexo 3. Evidencias fotográficas de la evaluación de la vida útil del manjar de leche a base de lactosuero Figura 26. Campana acondicionamiento con una Solución Saturada de Cromato de Potasio (Humedad relativa mayor de 75%) en las que se llevaron los diferentes potes de manjar de leche a base de lactosuero Figura 27. Las campanas con la muestra del manjar de leche a base de lactosuero se acondicionaron en diferentes temperaturas (20°C, 25°C y 30°C) 138 Anexo 4. Evidencias del análisis físico, fisicoquímico y microbiológico del manjar de leche a base de lactosuero de los diferentes tratamientos Determinación de Acidez Figura 28. Adición de Fenolftaleína Figura 29. Adición del hidróxido de sodio Figura 30. Resultados de la acidez 138 Determinación de pH Figura 31. Medición de pH de las muestras Análisis colorimétrico Figura 32. Colorímetro Figura 33. Ubicación de la muestra en la cubeta 142 Figura 34. Medición de la muestra con el colorímetro Análisis microbiológico de mohos y levadura Figura 35. Pesado de las muestra 142 Figura 36. Adición de la Solución peptonada Figura 37. Muestra más solucion peptonada Figura 38. Muestra madre Figura 39. Siembra de la muestra 142 Figura 40. Muestras colocadas en la incubadora Figura 41. Resultados obtenidos 142 Análisis sensorial del manjar de leche a base de lactosuero Figura 42. Codificación de muestra Figura 43. Preparación de muestra Figura 44. Evaluación sensorial 142 Anexo 5. Certificado de análisis fisicoquímico y químico proximal del manjar de leche a base de lactosuero 142 Anexo 6. Cálculo del Índice de blancura a través de los valores L, a y b Tabla 23. Valores de L, a y b de los diferentes tratamientos del manjar de leche a base de lactosuero antes y después de 40 días de almacenamiento. T° de Días de Almacenamiento almacenamiento 20°C 0 10 20 30 40 25°C 0 10 20 30 40 30°C 0 10 20 30 40 L a b 32.9 33 31.8 32.1 33 32.9 30 29.5 30.6 30.2 32.9 29.2 28.6 29.5 29.2 5.8 9.1 9.9 9.5 9.4 5.8 8.7 9 8.8 9.4 5.8 8.6 8.6 9.3 9.3 13.9 22.3 23.4 24.3 24.2 13.9 20.6 22.4 22.2 23.5 13.9 20.7 20.8 22.3 23.1 IB 68.77 71.20 72.78 72.74 71.85 68.77 73.49 74.52 73.39 74.25 68.77 74.26 74.86 74.53 75.05 Fórmula para transformar IB Figura 42. Espacio de Color CIE L*a* y b* 142 Anexo 7. Evaluación sensorial del manjar de leche a base de lactosuero FICHA DE EVALUACION SENSORIAL DEL MANJAR DE LECHE A BASE DE LACTOSUERO PANELISTA: Fecha : INSTRUCCIONES Frente a usted se presenta una muestra de manjar de leche a base de lactosuero. Por favor, observe, pruebe e indique el grado en que le gusta o le disgusta el atributo que se le pide, de acuerdo al puntaje/categoría, escribiendo el número correspondiente en la línea del código de la muestra: Puntaje Categoría 1 Me disgusta 2 No me gusta 3 No me gusta ni me disgusta 4 Me gusta 5 Me gusta muchísimo Código Sabor Calificación del atributo Olor Textura 131 186 Observación: -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Gracias por su colaboración 149 Tabla 24. Resultado de los puntajes de los atributos sensoriales en el manjar de leche a base de lactosuero antes y durante almacenamiento (40 días) Panelista 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 TOTAL MEDIA DE ATRIBUTOS EN EL MANJAR DE LECHE A BASE DE LACTOSUERO SABOR OLOR TEXTURA Antes Después Antes Después Antes Después 4 2 3 3 4 3 3 4 4 5 4 3 3 4 4 4 5 4 4 3 4 3 5 4 3 4 5 4 5 3 5 4 4 2 3 4 5 4 3 4 4 3 4 4 3 3 5 2 3 4 4 4 4 4 3 4 4 4 3 4 5 3 4 3 5 3 4 3 4 4 4 4 4 3 5 4 4 2 3 4 4 3 3 3 5 3 4 3 3 3 3 2 5 3 5 3 4 3 4 5 3 4 4 4 5 4 4 3 4 4 3 4 4 3 3 3 4 4 4 3 5 5 4 4 5 2 5 3 5 3 3 4 5 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 3 5 4 5 4 5 4 4 5 4 4 3 2 4 2 5 3 5 3 3 4 3 4 4 2 3 3 4 3 3 3 4 3 4 4 118 100 119 108 121 100 3.93 3.33 3.97 3.60 4.03 3.33 0.83 0.76 0.67 0.77 0.76 0.66 149 Prueba no paramétrica Signo-Rango de Wilcoxon para el atributo sabor a) Hipótesis: H0= No habrá una disminución del atributo sabor después del almacenamiento (Me(di) ≥0) H1= habrá una disminución del atributo sabor después del almacenamiento (Me(di) <0) b) Nivel de Significancia: Con un α=0.05 c) Estadístico de prueba z d) P valor Regla de decisión: Si p<0.05, se rechaza Ho y si p≥0.05 no se rechaza la Ho Como la prueba es una hipótesis unilateral el valor de p=0.0023, como el valor de p<0.05 se rechaza la Ho 149 e) Decisión y conclusión Con el valor de p<0.05, rechazamos Ho concluyendo que después de las condiciones de almacenamiento hay una disminución del atributo sabor. Prueba no paramétrica Signo-Rango de Wilcoxon para el atributo olor f) Hipótesis: H0= No habrá una disminución del atributo olor después del almacenamiento (Me(di) ≥0) H1= habrá una disminución del atributo olor después del almacenamiento (Me(di) <0) g) Nivel de Significancia: Con un α=0.05 h) Estadístico de prueba z i) P valor 149 Regla de decisión: Si p<0.05, se rechaza Ho y si p≥0.05 no se rechaza la Ho Como la prueba es una hipótesis unilateral el valor de p=0.0331, como el valor de p<0.05 se rechaza la Ho j) Decisión y conclusión Con el valor de p<0.05, rechazamos Ho concluyendo que después de las condiciones de almacenamiento hay una disminución del atributo olor. Prueba no paramétrica Signo-Rango de Wilcoxon para el atributo textura k) Hipótesis: H0= No habrá una disminución del atributo textura después del almacenamiento (Me(di) ≥0) H1= habrá una disminución del atributo textura después del almacenamiento (Me(di) <0) l) Nivel de Significancia: Con un α=0.05 m) Estadístico de prueba z n) P valor 153 Regla de decisión: Si p<0.05, se rechaza Ho y si p≥0.05 no se rechaza la Ho Como la prueba es una hipótesis unilateral el valor de p=0.00225, como el valor de p<0.05 se rechaza la Ho o) Decisión y conclusión Con el valor de p<0.05, rechazamos Ho concluyendo que después de las condiciones de almacenamiento hay una disminución del atributo textura. 154 Tabla 25. Determinación de costo de producción del manjar de leche a base de lactosuero Descripción Cantidad Kg. Costo de articulo x kg Costo Producción Azúcar blanco especial tipo A Glucosa Manteca Manpan Tradicional Suero de leche Almidón Modificado BS25 Almidón Resista Maicena Sorbato de Potasio Carralac DSC5916 Sal yodada Enturbiante ES-5960M Esencia Goma Xanthan Esterlac SSL (esteril) Balde x 19 kg. Tapa 193 70 40 30 1 22.68 9 2.65 2.2 0.78 0.3 0.22 0.12 0.05 32 32 1.98 2.14 3.55 2.85 6.35 8.73 2.17 11.15 26.78 0.58 24.57 47.91 13.25 12.00 6.32 1.47 382.14 149.80 142.00 85.50 6.35 198.00 19.53 29.55 58.92 0.45 7.37 10.54 1.59 0.60 202.24 47.04 1341.6135 Total 154