UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE ALIMENTOS Y BIOTECNOLOGÍA COMPENDIO DE PROTOCOLOS DEL LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS CLAVE 1809 Elaborado y revisado por Profesores del Departamento de Alimentos y Biotecnología Coordinadoras: Francisca Aida Iturbe Chiñas Eva Patricia Bermúdez García 2022 CONTENIDO JUSTIFICACIÓN ......................................................................................................................... 2 PROTOCOLOS DE PROCESOS EN LA INDUSTRIA LÁCTEA ............................................................ 7 PROTOCOLO 1. CONTROL DE CALIDAD EN LECHE ................................................................... 8 PROTOCOLO 2. PROCESO DE PASTEURIZACIÓN DE LECHE ..................................................... 17 PROTOCOLO 3. DESCREMADO DE LA LECHE ......................................................................... 22 PROTOCOLO 4. EVALUACIÓN DEL PROCESO DE HOMOGENEIZADO....................................... 27 PROTOCOLO 5. ELABORACIÓN DE MANTEQUILLA ................................................................ 30 PROTOCOLO 6. PRODUCTOS FERMENTADOS (YOGURT) ....................................................... 34 PROTOCOLO 7. ELABORACIÓN DE CAJETA DE LECHE DE VACA ............................................. 39 PROTOCOLO 8. ELABORACIÓN DE QUESO ............................................................................ 43 PROTOCOLO 9. ELABORACIÓN DE DIFERENTES TIPOS DE QUESOS ....................................... 48 PROTOCOLOS DE PROCESOS EN LA INDUSTRIA DE CARNES .................................................. 54 PROTOCOLO 1. CALIDAD Y FRESCURA DE LA CARNE ............................................................. 55 PROTOCOLO 2. PROPIEDADES FUNCIONALES DE LA CARNE .................................................. 61 PROTOCOLO 3. ELABORACIÓN DE PRODUCTOS AHUMADOS ................................................ 67 PROTOCOLO 4. ELABORACIÓN DE JAMÓN COCIDO .............................................................. 73 PROTOCOLO 5. ELABORACIÓN DE CHORIZO ......................................................................... 78 PROTOCOLO 6. ELABORACIÓN DE SALCHICHAS COCIDAS ..................................................... 83 PROTOCOLOS DE TECNOLOGÍA DE CEREALES ...................................................................... 89 PROTOCOLO 1. CALIDAD FÍSICA DE GRANOS ........................................................................ 90 PROTOCOLO 2. MOLIENDA .................................................................................................. 96 PROTOCOLO 3. CALIDAD DE HARINAS................................................................................ 102 PROTOCOLO 4. PANIFICACIÓN........................................................................................... 111 PROTOCOLO 5. ELABORACIÓN DE CERVEZA ....................................................................... 117 PROTOCOLO 6. PASTAS ..................................................................................................... 122 PROTOCOLO 7. NIXTAMALIZACIÓN.................................................................................... 128 PROTOCOLOS DE TECNOLOGÍA DE VEGETALES .................................................................... 132 PROTOCOLO 1. CALIDAD DE FRUTAS Y HORTALIZAS ........................................................... 133 PROTOCOLO 2. ESCALDADO .............................................................................................. 138 PROTOCOLO 3. PELADO .................................................................................................... 142 PROTOCOLO 4. EFECTO DE LA ADICIÓN DE PECTINAS EN PRODUCTOS VEGETALES .............. 147 PROTOCOLO 5. PRODUCTOS ENLATADOS 1. ENLATADO DE ALIMENTOS ÁCIDOS Y/O ACIDIFICADOS ................................................................................................................... 155 PROTOCOLO 6. PRODUCTOS ENLATADOS 2. ENLATADOS DE ALIMENTOS DE BAJA ACIDEZ .. 159 PROTOCOLO 7. PRODUCTOS ENLATADOS 3. CALIDAD DE CIERRES .................................. 159 PROTOCOLO 8. DESHIDRATACIÓN DE FRUTAS Y HORTALIZAS ............................................. 169 PROTOCOLO 9. CONGELACIÓN DE FRUTAS Y HORTALIZAS .................................................. 174 JUSTIFICACIÓN Esta propuesta es el resultado de un amplio trabajo académico de planeación y análisis que ha involucrado a los profesores que imparten la asignatura experimental “Laboratorio de Tecnología de Alimentos” (LABTEC) clave 1809, que con distinta formación y experiencia profesional han generado un grupo de trabajo crítico e interdisciplinario. Este manual refuerza algunos de los aspectos planteados en la modificación del Plan de Estudios de la Licenciatura en Química de Alimentos que dio origen al plan vigente, principalmente en el establecimiento de actividades colegiadas en la práctica docente que permita su mejora continua y la racionalización de las actividades curriculares experimentales. Los planes estratégicos de la Facultad de Química en las últimas administraciones han contemplado dentro de sus programas prioritarios el replanteamiento de los planes de estudios y la enseñanza experimental, cuyos objetivos en la licenciatura son evaluar la evolución del mercado de las profesiones y de la investigación científica y tecnológica de la química, para renovar los planes de estudios dotándolos de flexibilidad y de una perspectiva más amplia, así como incrementar en ellos los aspectos relacionados con la investigación académica y el uso creativo de técnicas experimentales modernas, entre otras. Según el Catálogo de actividades económicas1, en 2018, la industria de alimentos, que se encuentra incluida en el apartado 31-33 (Industrias manufactureras), considera como prioritarias las siguientes actividades: • 311 Industria alimentaria o 3111 Elaboración de alimentos para animales o 3112 Molienda de granos y de semillas y obtención de aceites y grasas o 3113 Elaboración de azúcares, chocolates, dulces y similares o 3114 Conservación de frutas, verduras, guisos y otros alimentos preparados o 3115 Elaboración de productos lácteos o 3116 Matanza, empacado y procesamiento de carne de ganado, aves y otros animales comestibles o 3117 Preparación y envasado de pescados y mariscos o 3118 Elaboración de productos de panadería y tortillas Estas actividades, aunadas al desarrollo y modificación de productos alimenticios, pueden ser agrupadas en 4 grandes áreas: 1) 2) 3) 4) 1 Procesos y productos Vegetales Procesos en la industria Láctea Procesos en la industria de Carnes Procesos en la industria de Cereales https://www.inegi.org.mx/app/scian/ 2 De igual forma, de acuerdo con el Plan de estudios vigente, según el perfil de egreso de la carrera de Química de Alimentos, las y los estudiantes contarán con los conocimientos y habilidades necesarias para, entre otras actividades: • • • • • • Asegurar la calidad química, fisicoquímica y microbiológica de los alimentos, tanto en las materias primas y en las diferentes etapas del proceso, como en el producto terminado y almacenado. Proponer soluciones a los problemas detectados mediante el control de alimentos, a fin de asegurar sus características idóneas, y colaborar en la implantación de dichas soluciones. Desarrollar nuevos productos alimenticios procesados u obtenidos por biosíntesis. Evaluar, controlar, mejorar y adaptar alimentos y sus componentes, aditivos y otros insumos relacionados. Colaborar con otros profesionistas y asesorar a las autoridades competentes para el establecimiento y verificación de normas para alimentos, aditivos e insumos relacionados. Colaborar en equipos interdisciplinarios en la detección y solución de problemas relacionados con la producción primaria, el procesamiento y el consumo de alimentos. Habilidades y conocimientos que serán adquiridos en distintas asignaturas y que serán integrados y mejorados en las del área terminal y de pre-especialización, en donde se encuentra la asignatura obligatoria de LABTEC, para la que se ha generado el presente Manual de Protocolos. La asignatura está ubicada en el octavo semestre y pretende mostrar al alumno, a través del trabajo experimental, los principios y operaciones básicas de los principales procesos tecnológicos involucrados en la producción de alimentos con base en el conocimiento adquirido en asignaturas precedentes. Siendo de seriación obligatoria con la asignatura fundamental de la profesión de Procesos de Alimentos (clave 1716) y requiriendo para cursarla haber acreditado el total de las asignaturas del tronco común de las carreras de la Facultad de Química, y tener un avance del 65% de los créditos de la carrera. Lo anterior con el propósito, de que las y los estudiantes cuenten ya con los conocimientos necesarios que serán integrados para la resolución de los problemas que se presentan en los distintos protocolos experimentales que se abordan en el LABTEC. Las actividades prácticas de la asignatura incluyen el trabajo que se realiza dentro de los laboratorios en las veinte horas semanales asignadas, y se complementa con las actividades de análisis, interpretación y contrastación de los resultados obtenidos que las y los estudiantes, de forma individual, con trabajo en equipo y con discusiones grupales llevan a cabo periódicamente. De esta forma se incentiva el desarrollo del pensamiento crítico aplicado al análisis de problemas relacionados con los distintos procesos tecnológicos de la producción de alimentos. con la discusión de los resultados obtenidos en el mismo laboratorio. La enseñanza experimental permite al estudiante comprender conceptos teóricos al aplicarlos, analizarlos y evaluarlos en un ejercicio práctico-experimental; le permite también adquirir habilidades para manipular sustancias, instrumentos y equipo, y le permite manejar 3 datos reales e interpretar, a través de sus resultados, lo que sucede en un fenómeno, operación o proceso. Este tipo de enseñanza práctica permite retomar los objetivos de la enseñanza teórica, y complementarla con la adquisición de habilidades prácticas que resultan indispensables en el ejercicio profesional mediante la realización de experimentos orientados a objetivos prácticos cercanos a la realidad cotidiana del trabajo en el laboratorio. Bajo este enfoque, la enseñanza practica-experimental es enriquecedora y versátil, supeditada a los conceptos científicos, y con una orientación al trabajo por objetivos específicos. Específicamente, en este laboratorio que concentran los aspectos experimentales básicos de los procesos de transformación de alimentos que pueden ser manejados como proyectos y tiene un carácter integrador. Se pretende que los alumnos pongan en práctica los conocimientos adquiridos en las asignaturas precedentes. En este sentido es de importancia la seriación con la de Procesos en Alimentos (clave 1716) destacando las principales operaciones unitarias del área, pero también todas las químicas, matemáticas, fisicoquímicas, sensoriales o microbiológicas, las normativas, las de calidad, en definitiva, se tiene un alcance retroactivo y aglutinador de conocimientos adquiridos desde el primer día que llegaron a la Facultad. Se busca que los alumnos manejen de manera práctica diferentes sistemas-producto (cereales, hortalizas, lácteos, cárnicos, pesqueros). El trabajo experimental se lleva a cabo bajo un esquema de Grupos de Aprendizaje Cooperativo basado en actividades por roles. Esta estrategia de aprendizaje consiste en que, a través de equipos de 4 estudiantes, se distribuyen tareas específicas a las distintas áreas, pero todos son responsables de integrar los resultados obtenidos y generar el análisis correspondiente. Por tanto, se requiere que cada miembro del equipo sea responsable tanto de su propio aprendizaje como del de sus compañeros por lo que la evaluación del aprendizaje incluye aspectos, tanto individuales como colectivos, fomentando también el uso de herramientas didácticas para que los estudiantes evalúen su propio desempeño y el de sus compañeros. En esta atmósfera de aprovechamiento, el trabajo se continúa hasta que todos los miembros del equipo han logrado los objetivos de aprendizaje. La responsabilidad del aprendizaje de todos los miembros de cada equipo es de todos los integrantes y las y los profesores son únicamente orientadores y asesores para que el grupo lleve a cabo sus actividades y alcance sus objetivos. El manual está dividido en cuatro unidades temáticas que, en seguimiento al contenido del plan de estudios de la asignatura, se relacionan con las principales actividades económicas de la industria de alimentos, que han sido consideradas prioritarias. Esta división no implica la separación de conocimientos, ya que muchas de las operaciones estudiadas son comunes en los distintos procesos, sin embargo, facilita la organización del trabajo experimental, así como la obtención de las materias primas. Sin embargo, es un reto y una tarea constante de las y los profesores, mostrar a los estudiantes la interrelación de los contenidos de la asignatura. Para el área de Procesos en la industria Láctea, los principales objetivos de los protocolos desarrollados con base en la normatividad vigente son evaluar la importancia del control de calidad y aplicarlo a la leche como materia prima, producto terminado y a los 4 derivados lácteos y aplicar las tecnologías básicas para la leche y sus derivados. Estos objetivos se abordan mediante 9 protocolos que son: Control de calidad en leche; Proceso de pasteurización de leche; Descremado de la leche; Evaluación del proceso de homogeneizado; Elaboración de mantequilla; Productos fermentados (yogurt); Elaboración de cajeta de leche de vaca; Elaboración de queso; y Elaboración de diferentes tipos de quesos Los protocolos del área de Procesos en la industria de Carnes permiten evaluar los aspectos tecnológicos en la elaboración de productos cárnicos, haciendo énfasis en la calidad, inocuidad y normatividad aplicable, tanto en la elaboración de productos representativos como en el desarrollo de nuevos productos. Esto se logra a través de 6 protocolos base: Calidad y frescura de la carne; Propiedades funcionales de la carne; Elaboración de productos ahumados; Elaboración de jamón cocido; Elaboración de chorizo; y Elaboración de salchichas cocidas. Los Procesos en la industria de Cereales, son abordados a través de 7 protocolos: Calidad física de granos; Molienda; Calidad de harinas; Panificación; Elaboración de cerveza; Pastas; y Nixtamalización, con lo que se pretende: 1) Aplicar e interpretar adecuadamente las pruebas de control de calidad en cereales y sus productos, con la finalidad de evaluarlos fisicoquímicamente y comparar los resultados con la normatividad vigente; 2) Llevar a cabo los principales procesos aplicables a este grupo: molienda, panificación, nixtamalización, extrusión y malteado, mediante la obtención de productos elaborados en el laboratorio, para conocer la importancia del control de las variables de proceso; 3) Integrar y aplicar los conocimientos, habilidades y competencias, para - la elaboración de distintos productos. En el área de Procesos y productos Vegetales, los 9 protocolos desarrollados tienen como objetivo que los alumnos comprendan los procesos utilizados en la conservación de vegetales y hortalizas, evaluando los efectos que tienen en la calidad y aceptación del producto terminado. Los protocolos son: Calidad de frutas y hortalizas; Escaldado; Pelado; Efecto de la adición de pectinas en productos vegetales; Productos enlatados. Enlatado de alimentos ácidos y/o acidificados: Productos enlatados. Enlatados de alimentos de baja acidez; Deshidratación de frutas y hortalizas; Congelación de frutas y hortalizas, y un protocolo de Calidad de cierres de productos enlatados. Todos los protocolos contienen un listado de conocimientos previos relacionados con la temática en estudio que el alumno podrá utilizar como guía para desarrollar una investigación que le permita generar los objetivos particulares y una hipótesis de trabajo en cada uno. Después del desarrollo experimental, en el que se indican los datos a recopilar y los resultados correspondientes, así como los residuos generados, se presenta un cuestionario en el que se pretende que los alumnos dominen la importancia de las variables planteadas y las repercusiones en la calidad de las materias primas y la de los productos terminados, seguido de las indicaciones para el análisis y discusión de los resultados y la generación de conclusiones. Por último, se presenta la forma de disponer de los residuos generados en cada protocolo, previo a la bibliografía recomendada. En definitiva, la consecución de este manual de calidad, con el esfuerzo de los profesores involucrados, es de suma importancia para la formación de las y los estudiantes de Química de Alimentos en esta asignatura terminal. Este manual representa un referente no solo en 5 nuestra Facultad sino en otras carreras afines de la UNAM y de otras instituciones, además de ser una guía necesaria para la carrera. Los profesores del LABTEC 6 PROTOCOLOS DE PROCESOS EN LA INDUSTRIA LÁCTEA 7 PROTOCOLO 1. CONTROL DE CALIDAD EN LECHE OBJETIVO GENERAL Analizar los resultados obtenidos, de acuerdo con la normatividad vigente, para determinar el grado de calidad de las muestras de leche y poder inferir un posible uso en la elaboración de productos lácteos. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO ● Importancia del control de calidad en la leche. ● Diferencia entre pruebas de plataforma y de laboratorio. ● Fundamento fisicoquímico de cada una de las pruebas indicadas en el protocolo de Calidad de leche. ● Revisión de los cálculos para la obtención de los resultados de cada prueba, indicando las unidades. ● Especificaciones vigentes en la normatividad para leche. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Generar un diagrama de flujo de cada determinación a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Ácido rosálico o coralina al 0.1% en solución Solución de ácido sulfúrico para Gerber alcohólica (P.e. l.82) Alcohol etílico de 68º (v/v) Solución de azul de metileno Alcohol isoamílico R. A. Solución de V2O5 al 1%. Fenolftaleína en solución alcohólica al 1% Solución valorada de NaOH 0.1 N EQUIPO Balanza granataria Baño o incubadora a temperatura cte. (37ºC) Centrífuga para Gerber 8 MATERIAL POR EQUIPO Butirómetro Gerber para leche 2 Pipeta volumétrica de 10 mL 1 Bureta de 25 mL 1 Pipeta volumétrica de 11 mL (Gerber) 1 Cronómetro 1 Probeta de 250 mL 1 Gradilla 1 Soporte universal con anillo metálico 1 Lactómetro (Quevenne) 1 Termómetro 1 Pipeta graduada de 1 mL (estéril) 1 Trapo o jerga 1 Pipeta graduada de 10 mL (estéril) 5 Tubos de ensayo 4 Pipeta graduada de 10 mL 4 Tubo de ensayo con tapón de rosca (estériles) 9 Pipeta volumétrica de 1 mL 1 Vaso de precipitado de 250 mL 4 MATERIA PRIMA Leche bronca Leche entera pasteurizada Producto lácteo combinado 1. Pruebas de plataforma. Temperatura de llegada. No debe medirse la temperatura directamente en muestras destinadas a análisis microbiológicos; en este caso debe hacerse en un recipiente por separado. Separar 250 mL en un vaso de precipitados y medir inmediatamente la temperatura, con un termómetro de mercurio que debe estar debidamente calibrado y graduado de tal manera que cubran aproximadamente de -10 a +100ºC, con divisiones de 1ºC. El termómetro debe dejarse suficiente tiempo para que la temperatura se estabilice. Características Sensoriales Determinar los atributos sensoriales de las muestras en estudio. En primer lugar, olerlas directamente del recipiente en donde fueron almacenadas. Si no se detectan olores extraños, probarlas con excepción de la leche bronca. Prueba lactométrica (Peso Específico) La muestra se transfiere a una probeta de 250 mL, evitando la formación de espuma. A esta se le introduce el lactómetro dejándolo flotar libremente por 30 s, teniendo cuidado 9 de que no se adhiera a las paredes del recipiente y de que no permanezcan burbujas en la superficie del líquido. Medir la lectura lactométrica leyendo la división de la escala más alta que alcanza el menisco de la leche. Al mismo tiempo se mide la temperatura de la muestra (debe de estar entre 10 y 20°C) En caso de que la lectura se tome a una temperatura diferente a la graduación del lactómetro deben hacerse las correcciones correspondientes empleando cuadros especiales (AOAC, 1970 p 951). Finalmente convertir la lectura lactométrica a peso específico y reportar los resultados. 2. Pruebas de laboratorio (Fisicoquímicas) Verificar que la temperatura de la leche se encuentre entre 10 y 20° C. Cada vez que se tome una muestra se deberá agitar para que sea representativa. Realizar todas las determinaciones al menos por duplicado, salvo las que requieran incubación de 24 h. Acidez titulable Medir la muestra con una pipeta volumétrica de 9 mL, transferirla a un matraz Erlenmeyer de 125 mL y adicionar de 2 a 3 gotas de la solución indicadora de fenolftaleína. Titular con una solución valorada de NaOH 0.1 N, comparando con un matraz con la misma alícuota de leche sin indicador. Calcular la acidez de la muestra como porcentaje de ácido láctico y como grados Dornic y grados Soxhlet. Residuos R1: Residuos de la titulación ácido-base pH Medir el pH de las muestras y anotar los resultados. Residuos R2: Residuos de leche Prueba del alcohol y Prueba de neutralizantes En un tubo de ensayo con tapón de rosca, colocar 5 mL de la muestra y añadir lentamente por la pared del tubo, 5 mL de etanol de 68% v/v. Tapar y mezclar suavemente por inversión 2 o 3 veces, sin agitar. Observar el tubo a contraluz inclinándolo en varias direcciones para detectar floculación o coagulación en caso de que se presente. Después de anotar las observaciones, añadir 2 gotas del reactivo de coralina, calentar en el puño por unos s y observar la coloración que se presenta. Con una muestra de 5ml de leche pasteurizada y homogeneizada, realizar un control positivo, añadiendo unas gotas de NaOH 0.1N realizar el procedimiento antes descrito. Anotar las observaciones. 10 Residuos R3: Residuos de leche, etanol y coralina Grasa. Método de Gerber Transferir 10 mL de la solución de ácido sulfúrico, enfriado a no menos de 15º C, a un butirómetro de Gerber para leche entera. Identificar a qué muestra corresponde marcando con lápiz en el centro esmerilado. A continuación, adicionar lentamente la leche previamente homogeneizada y enfriada a no menos de 15º C medida con una pipeta volumétrica de 11 mL y finalmente 1 mL de alcohol isoamílico también enfriado. Insertar el tapón de goma y sujetar el butirómetro por el cuello con un guante aislante, mezclar los líquidos con movimientos rápidos y circulares con una inclinación de aproximadamente de 45°. Una vez que no existan grumos, invertir 3 veces por 10-15 s para realizar la digestión ácida de la muestra. Colocar los butirómetros invertidos en la centrífuga Gerber, cuidando que estén nivelados entre sí, y centrifugar por 3 min. Sacar los butirómetros sin agitar o invertirlos y leer inmediatamente el porcentaje de grasa sobre la escala, haciendo coincidir la base de la columna de grasa con el 0 de la escala, por medio del ajuste con el tapón. Residuos R4: Residuos de leche, ácido sulfúrico, alcohol isoamílico Sólidos Totales y Sólidos No Grasos. (Método lactométrico). Con los datos de peso específico corregido de la muestra en grados Quevenne (L) y el porcentaje de grasa (G) obtenido por el método de Gerber, calcular el porcentaje de sólidos totales y de sólidos no grasos utilizando las siguientes fórmulas. Contrastar con el valor del cuadro que se encuentra al final de este protocolo. % 𝑆𝑇 = 0.25𝐿 + 1.2𝐺 %𝑆𝑁𝐺 = 0.25𝐿 + 0.2𝐺 3. Pruebas indirectas de calidad microbiológica Prueba de reducción del azul de metileno Todo el material de vidrio a utilizar debe estar perfectamente limpio y estéril. Colocar los tubos de ensayo necesarios según el número de muestras en la gradilla y adicionar a cada uno 1 mL de la solución de azul de metileno empleando una pipeta. Posteriormente añadir 10 mL de cada una de las muestras a cada tubo y taparlos para mezclar por inversión hasta que la muestra se coloree uniformemente. Incubar los tubos a 37 °C ±0.5 en baño maría o en estufa, en ausencia de luz esperando 10 minutos a que la temperatura se estabilice para comenzar a medir el tiempo con cronómetro. Revisar los tubos cada 30 min para observar el tiempo en el que se decoloran las 2/3 partes del 11 tubo y registrarlo en la hora entera inmediata anterior (ejemplo: si la decoloración se presenta a las 2:30 h, se registra como tiempo de reducción=2 h) Residuos R5: Residuos de leche y azul de metileno Prueba de lactofermentación Usar material estéril. Para esta prueba se pueden utilizar las mismas muestras de la prueba de azul de metileno. Colocar en tubos de ensayo rotulados10 mL de cada muestra de leche, taparlos tubos y llevarlos a una estufa a 37 ºC ±0.5 durante 24 h. Transcurrido ese tiempo, observar los cambios en la leche y evaluarlos según la guía que se presenta en el anexo. Residuos R6: Residuos de leche Detección de inhibidores en la leche. (Peróxido de hidrógeno) Colocar en tubos de ensayo 10 mL de cada leche y adicionar 15 gotas del reactivo pentóxido de vanadio. seguido de agitación. Mezclar y observar cualquier cambio en coloración. Residuos R7: Residuos de leche, pentóxido de vanadio Prueba para detección de adulteración de leche por adición de agua. (Método Lactométrico.) Con los resultados del porcentaje de sólidos no grasos, indicar si la muestra ha sido adulterada con agua CUESTIONARIO 1. Generar una tabla comparativa que incluya los resultados de todas las pruebas realizadas, así como las especificaciones establecidas por la normatividad o la literatura especializada en el tema. 2. ¿Qué pruebas determinan la composición nutrimental de la leche? 3. ¿Qué pruebas, aplicadas a las muestras de leche, proporcionan información sobre la inocuidad? 4. ¿Qué pruebas sirven para detectar adulteraciones en leche? 5. Indica alguna metodología, que no se haya desarrollado en este protocolo, y que podría aportar más información sobre la calidad de las muestras analizadas. 6. Menciona algunos de los errores experimentales cometidos durante la ejecución de las metodologías, que pudieran acarrear un dato incorrecto o sin precisión. 12 ANÁLISIS DE RESULTADOS • • • Realizar una evaluación crítica de los resultados experimentales para cada leche con base en las especificaciones de normas nacionales vigentes. Identificar cómo se relacionan entre sí los parámetros obtenidos para determinar el grado de calidad de cada muestra de leche. Predecir el uso tecnológico que puede darse a cada muestra de leche. CONCLUSIONES • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Plantear sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición R1 Acidez titulable R2 pH R3 Prueba alcohol neutralizantes Acción Residuos de la titulación ácidobase Verificar que los desechos estén neutros. Eliminar por el drenaje. Residuos de leche Eliminar por el drenaje. de Leche, etanol y y coralina Eliminar por el drenaje. R4 Gerber Leche, ácido sulfúrico, alcohol isoamílico Recopilar en un recipiente adecuado y entregar al responsable de la Unidad de gestión de residuos de la Facultad. Eliminar el líquido neutro por el drenaje. R5 Azul de metileno Leche contaminada Incineración de biológico infeccioso. R6 Lactofermentación Leche contaminada Incineración de biológico infeccioso. R7 Prueba inhibidores de Leche, pentóxido de Recopilar en un recipiente adecuado y entregar al responsable para que sean vanadio dirigidos a la Unidad de gestión de residuos de la Facultad. 13 BIBLIOGRAFÍA ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Alais, C. (1992). Ciencia de la leche. Ed. Continental, México. AOAC. (1995). Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists 11a. edition. Amiot, J. (1991). Ciencia y Tecnología de la Leche. Acribia, Zaragoza, España. Durán Ramírez, F. (2019). Manual de lácteos y derivados. Grupo Latino Editores. Early R. (1998). The Technology of Dairy Products. 2a Ed. Thomson Science. GreatBritain Li, H., Xi, B., Yang, X., Wang, H., He, X., Li, W. y Gao, Y. (2022) Evaluation of change in quality indices and volatile flavor components in raw milk during refrigerated storage. LWT, 165: 113674. NOM-155-SCFI-2012, "Leche-denominaciones, especificaciones fisicoquimicas, informacion comercial y metodos de prueba". Norma Oficial Mexicana. Dirección General de Normas. NOM-243-SSA1-2010, Productos y servicios. Leche, fórmula láctea, producto lácteo combinado y derivados lácteos. Disposiciones y especificaciones sanitarias. Métodos de prueba. Norma Oficial Mexicana. Dirección General de Normas. Sudhakaran V, A., Minj, J. (2020). Basic Facts About Dairy Processing and Technologies. En Minj, J., Sudhakaran V, A., Kumari, A. (eds) Dairy Processing: Advanced Research to Applications. Springer, Singapore. Spreer, E. (1998). Milk and Dairy Product Technology. Mariel Dekkper, Inc. New. York. Basel Varman, H. (1995). Leche y productos lácteos. Editorial Acribia. Zaragoza España. Walstra, P. (2006). Dairy science and technology, CRC Press, 2ª Ed. Boca Raton, USA Acribia. Zaragoza España. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 1. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 14 ANEXO Cuadro 1.4. Para calcular el contenido de sólidos totales a partir de cualquier densidad y porcentajes de grasa (Shaw y Eckles) Grasa Lectura del lactodensímetro ( ºQc ) a 15.5 ºC % 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 2 8.9 9.15 9.4 9.65 9.9 10.15 10.4 10.66 10.91 11.16 2.05 8.96 9.21 9.46 9.71 9.96 10.21 10.46 10.72 10.97 11.22 2.1 9.02 9.27 9.52 9.77 10.02 10.27 10.52 10.78 11.03 11.28 2.15 9.08 9.33 9.58 9.83 10.08 10.33 10.58 10.84 11.09 11.34 2.2 9.14 9.39 9.64 9.89 10.14 10.39 10.64 10.9 11.15 11.4 2.25 9.2 9.45 9.7 9.95 10.2 10.45 10.7 10.96 11.21 11.46 2.3 9.26 9.51 9.76 10.01 10.26 10.51 10.76 11.02 11.27 11.52 2.35 9.32 9.57 9.82 10.07 10.32 10.57 10.82 11.08 11.33 11.58 2.4 9.38 9.63 9.88 10.13 10.38 10.63 10.88 11.14 11.39 11.64 2.45 9.44 9.69 9.94 10.19 10.44 10.69 10.94 11.2 11.45 11.7 2.5 9.5 9.75 10 10.25 10.5 10.75 11 11.26 11.51 11.76 2.55 9.56 9.81 10.06 10.31 10.56 10.81 11.06 11.32 11.57 11.82 2.6 9.62 9.87 10.12 10.37 10.62 10.87 11.12 11.38 11.63 11.88 2.65 9.68 9.93 10.18 10.43 10.68 10.93 11.18 11.44 11.69 11.94 2.7 9.74 9.99 10.24 10.49 10.74 10.99 11.24 11.5 11.75 12 2.75 9.8 10.05 10.3 10.55 10.8 11.05 11.31 11.56 11.81 12.06 2.8 9.86 10.11 10.36 10.61 10.86 11.11 11.37 11.62 11.87 12.12 2.85 9.92 10.27 10.42 10.67 10.92 11.17 11.43 11.68 11.93 12.18 2.9 9.98 10.33 10.48 10.73 10.98 11.23 11.49 11.74 11.99 12.24 2.95 10.04 10.29 10.54 10.79 11.04 11.3 11.55 11.8 12.05 12.3 3 10.1 10.35 10.6 10.85 11.1 11.36 11.61 11.86 12.11 12.36 3.05 10.16 10.41 10.66 10.91 11.17 11.42 11.67 11.92 12.17 12.42 3.1 10.22 10.47 10.72 10.97 11.23 11.48 11.73 11.98 12.23 12.48 3.15 10.28 10.53 10.78 11.03 11.29 11.54 11.79 12.04 12.29 12.55 mar-20 10.34 10.59 10.84 11.09 11.35 11.6 11.85 12.1 12.35 12.61 3.25 10.4 10.65 10.9 11.16 11.41 11.66 11.91 12.16 12.42 12.67 3.3 10.46 10.71 10.96 11.22 11.47 11.72 11.97 12.22 12.48 12.73 3.35 10.52 10.77 11.03 11.28 11.53 11.78 12.03 12.28 12.54 12.79 3.4 10.58 10.83 11.09 11.34 11.59 11.84 12.09 12.34 12.6 12.85 3.45 10.64 10.89 11.15 11.4 11.65 11.9 12.15 12.4 12.66 12.91 3.5 10.7 10.95 11.21 11.46 11.71 11.96 12.21 12.46 12.72 12.97 3.55 10.76 11.02 11.27 11.52 11.77 12.02 12.27 12.52 12.78 13.03 3.6 10.82 11.08 11.33 11.58 11.83 12.08 12.33 12.58 12.84 13.09 3.65 10.88 11.14 11.39 11.64 11.89 12.14 12.39 12.64 12.9 13.15 15 3.7 10.94 11.2 11.45 11.7 11.95 12.2 12.45 12.7 12.96 13.21 3.75 11 11.26 11.51 11.76 12.01 12.26 12.51 12.76 13.02 13.27 3.8 11.06 11.32 11.57 11.82 12.07 12.32 12.57 12.82 13.08 13.33 3.85 11.12 11.38 11.63 11.88 12.13 12.38 12.63 12.88 13.14 13.39 3.9 11.18 11.44 11.69 11.94 12.19 12.44 12.69 12.94 13.2 13.45 3.95 11.24 11.5 11.75 12 12.25 12.5 12.75 13 13.26 13.51 4 11.3 11.56 11.81 12.06 12.31 12.56 12.81 13.06 13.32 13.57 4.05 11.36 11.62 11.87 12.12 12.37 12.62 12.87 13.12 13.38 13.63 4.1 11.42 11.68 11.93 12.18 12.43 12.68 12.93 13.18 13.44 13.69 4.15 11.48 11.74 11.99 12.24 12.49 12.74 12.99 13.25 13.5 13.76 4.2 11.54 11.8 12.05 12.3 12.55 12.8 13.05 13.31 13.56 13.82 4.25 11.6 11.86 12.11 12.36 12.61 12.86 13.12 13.37 13.62 13.88 4.3 11.66 11.92 12.17 12.42 12.67 12.92 13.18 13.43 13.68 13.94 4.35 11.72 11.98 12.23 12.48 12.73 12.98 13.24 13.49 13.74 14 4.4 11.78 12.04 12.29 12.54 12.79 13.04 13.3 13.55 13.8 14.06 16 PROTOCOLO 2. PROCESO DE PASTEURIZACIÓN DE LECHE OBJETIVO GENERAL Evaluar distintas condiciones de temperatura y tiempo de tratamiento térmico de la leche, mediante pruebas basadas en la normatividad aplicable para seleccionar aquellas que aporten las mejores condiciones de proceso. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO. ● ● ● ● ● ● Fundamento de la Pasteurización. (Ventajas y desventajas de este proceso aplicado a la leche). Condiciones de referencia de temperatura y tiempo para llevar a cabo pasteurizaciones LTLT, HTST y UHT. Definición de calor específico (Cp) de un alimento. Valor de Cp de la leche. Fundamento e interpretación de las pruebas de fosfatasa y peroxidasa. Especificaciones vigentes en la normatividad para leche. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Proponer un diseño experimental con base en las condiciones de referencia para evaluar el efecto de la relación tiempo/temperatura. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Alcohol n–butílico neutralizado Solución amortiguadora de Na2CO3/NaHCO3 (pH 9.65): Agua oxigenada al 10 %. Solución de sustrato amortiguado: Reactivo CQC Solución catalizadora. Solución de NaOH 0.1 N titulada hasta la Solución de guayacol al 10% en acetona, ó cuarta cifra decimal solución acuosa saturada de guayacol (2%). Preparadas con 2 días de anticipación. Solución alcohólica de fenolftaleína al 1% EQUIPO Descremadora Estufa a 80 °C 17 MATERIAL POR EQUIPO Baño a temperatura regulado a 40 °C constante 1 Cuadros de papel filtro de filtración 2 rápida de 10 x 10 cm, a peso constante. Gradilla 1 Manta de cielo para filtrar la leche y 1 eliminar materia extraña Olla de peltre de 4 litros 1 Recipientes de plástico de 250 mL 2 aprox. Matraz aforado de 1 L 1 Matraz aforado de 500 ml Vasos de precipitados de 500 ml 5 Vasos de precipitados de 250 mL o 4 matraces Erlenmeyer de 300 mL Tubos de ensayo 5 Tubos de ensayo con tapón, libres de 5 fenol o residuos de detergente 1 MATERIA PRIMA 2 litros de leche bronca por equipo de trabajo. PASTEURIZACIÓN POR LOTES (DISCONTINUA) 1. Preparación de la materia prima Mezclar el lote completo de leche sin tratamiento térmico, filtrarlo a través de manta de cielo y tomar una muestra para verificar la calidad fisicoquímica y sensorial de la leche. Una vez aceptada, dividir en lotes equitativos para los tratamientos térmicos que se trabajarán. 2. Proceso térmico Seleccionar al menos 3 de las condiciones propuestas en la Tabla 1 y someter cada uno de los lotes al tratamiento especificado. Colocar los tubos en baño María a la temperatura necesaria y mantener en agitación continua, controlando el tiempo de proceso con cronómetro. Al concluir enfriar en un baño de hielo. Tabla 1. Tratamientos térmicos para leche bronca Lote Núm. 1 2 3 LTLT HTST 4 5 18 Tratamiento Relación t –T° 3. Determinaciones. Antes de realizar cualquier determinación, es muy importante verificar que la temperatura de las muestras esté entre 10 y 20 °C. Utilizar un control sin tratamiento térmico para todas las determinaciones. Fisicoquímicas y sensoriales Evaluar las características sensoriales, y la densidad, acidez, pH y sólidos totales de las muestras (Utilizar el procedimiento experimental indicado en el protocolo de Control de calidad en leche). Sedimento Filtrar 10 ml de la leche previamente enfriada entre 10 y 20 °C, mezclada y libre de nata, sobre un papel filtro previamente pesado. Llevar a la estufa y secar a 80 °C hasta peso constante. Calcular por gravimetría el porcentaje de sedimento. Determinaciones enzimáticas Prueba de la Fosfatasa Alcalina (Método de Scharer) Colocar en cada tubo de ensayo 5 mL de la solución de sustrato amortiguado y 0.5 ml de la muestra de leche correspondiente a cada tratamiento y al control y tapar los tubos con tapones de hule libres de fenol y mezclar por inversión. En paralelo, preparar un blanco de reactivos. Incubar todos los tubos en el baño de agua a 40 °C durante 20 min, pasado ese tiempo, adicionar a cada tubo 10 gotas del reactivo CQC y 4 gotas de la solución catalizadora CuSO4 y tapar y mezclar por inversión para incubar nuevamente de 10 a 20 min a 40° C Enfriar los tubos con agua corriente hasta temperatura ambiente y adicionar a cada uno 3 mL de butanol neutralizado, mezclar y dejar en reposo para separar las fases. Comparar el color desarrollado en la fase butanólica (superior) con la curva patrón de fenol para calcular el contenido de fosfatasa en cada muestra. Nota: Asegurarse que los reactivos y el material se encuentren libres de (PO 4)3 o compuestos aromáticos, lave con la mezcla crómica y enjuague con agua destilada según el procedimiento de laboratorio para la cristalería volumétrica. Prueba de la Peroxidasa (prueba de Arnold) Colocar en tubos de ensayo 2 mL de cada una de las muestras de leche tratadas y adicionar 2 mL de la solución de guayacol y 3 gotas de peróxido de hidrógeno al 10%. 19 Agitar los tubos y mantener una temperatura aproximada de 30ºC durante 1 minuto y observar si existe un cambio de coloración. R1. Residuos de la titulación ácido base R2. Mezcla de reacción de la prueba de fosfatasa alcalina R3. Mezcla de reacción de la prueba de peroxidasa CUESTIONARIO 1. Genera una tabla con los resultados obtenidos para cada tratamiento térmico trabajado. Incluye los resultados del control. 2. ¿Con qué condición se obtuvo un proceso de pasteurización de la leche más eficiente? 3. ¿Cuál es el principal motivo por el cual se realiza la prueba de fosfatasa? 4. De las pruebas realizadas ¿Cuál nos ayuda a identificar el daño por exceso de temperatura? 5. Según la normativa en México, ¿Cuál es la condición de operación para pasteurización de la leche? ¿Coincide con lo que observaste experimentalmente? Desarrolla. 6. ¿Realizarías alguna otra prueba que te ayude a comprobar si el proceso fue adecuado? Menciónala(s). ANÁLISIS DE RESULTADOS Comparar los datos obtenidos experimentalmente y los datos esperados según la bibliografía y discutir respecto a las mejores condiciones para el proceso. CONCLUSIONES • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. • Proponer sugerencias y recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción Residuos de la titulación ácidobase Verificar que los desechos estén neutros. Eliminar por el drenaje. R2 Prueba fosfatasa de Leche, solución amortiguadora, fenol, CuSO4 Se trata con carbón activado y se filtra. El sólido se entrega a la Unidad de Gestión Ambiental de la facultad y el líquido se desecha neutro por el drenaje R3 Prueba peroxidasa de Leche, guayacol, peróxido de hidrógeno Eliminar neutro por el drenaje. R1 Acidez titulable 20 BIBLIOGRAFÍA ● ● ● ● ● ● ● ● Alles, A., Wiedmann, M., & Martin, N. (2018). Rapid detection and characterization of post pasteurization contaminants in pasteurized fluid milk. Journal of Dairy Science, 101(9), 7746 – 7756. Calahorrano-Moreno, M. B., Ordoñez-Bailon, J. J., Baquerizo-Crespo, R. J., Dueñas-Rivadeneira, A. A., Montenegro, M. C., y Rodríguez-Díaz, J. M. (2022). Contaminants in the cow's milk we consume? Pasteurization and other technologies in the elimination of contaminants. F1000Research, 11, 91. Geankoplis, C. J. (2006). Procesos de transporte y operaciones unitarias. 4ª Edición. CECSA. México. Gruetmacher, T. J., y R. L. Bradley Jr. (1999). Identification and control of processing variables that affect the quality and safety of fluid milk. J. Food Prot. 62:625–631. Lewis, M. y Heppell, N. (2000). Continuous Thermal Processing of Foods; Pasteurization and UHT Sterilization. New York: Springer- Verlag US. Spreer, E. (1998). Milk and Dairy Product Technology. Mariel Dekkper, Inc. New. York. Basel Varman, H. (1995). Leche y productos lácteos. Editorial Acribia. Zaragoza España. Walstra, P. (2006). Dairy science and technology, CRC Press, 2ª Ed. Boca Raton, USA Acribia. Zaragoza España Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 1. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 21 PROTOCOLO 3. DESCREMADO DE LA LECHE OBJETIVO GENERAL Analizar la eficiencia del proceso de descremado a distintas temperaturas, caracterizando los productos obtenidos con base en la normatividad aplicable, para comprender el efecto de la temperatura sobre el principio de separación de (partículas y sobre el comportamiento reológico de) la leche. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO. ● ● ● ● ● Factores afectan el descremado según la ley de Stokes. Definición de descremado, tipos de descremado. Condiciones ideales para el descremado espontáneo. Explicar por qué. Condiciones ideales para el descremado centrifugo. Explicar por qué. Describir cómo se ven afectados los siguientes parámetros: ▪ Viscosidad ▪ Tamaño del glóbulo de grasa. ▪ Tiempo de proceso ▪ Temperatura ● Especificaciones vigentes en la normatividad para leche. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Proponer un diseño experimental de un factor para comprobar el efecto de la temperatura de descremado a partir de las condiciones de referencia. 4. Revisar el procedimiento experimental. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Ácido sulfúrico preparado para Gerber EQUIPO Descremadora Balanza granataria Centrífuga de Gerber 22 MATERIAL POR EQUIPO Recipiente de 4 L (vidrio ó acero inoxidable). 1 Vaso de precipitados graduado de 500 mL 1 Butirómetros Gerber para crema (escala de 0 - 40 % o de 0 - 50 %) 2 Butirómetros Gerber para 2 leche descremada (escala de 0 -1%) Butirómetros para leche (escala de 0 8%) 2 30 cm de manta ó gasa para filtrar su leche Cronómetro 1 Pipetas graduadas de 10 mL 2 Pipetas graduadas de 1 mL 2 Pipeta volumétrica de 11 mL 1 Pipeta volumétrica de 10 mL 1 Pipeta volumétrica de 1 mL 1 MATERIA PRIMA Leche bronca (la cantidad será especificada por los profesores) 1. Preparación de la materia prima Realizar los análisis de rutina a la materia prima (densidad, porcentaje de acidez, contenido de grasa). Es importante que la leche no tenga una acidez mayor a 20°D para que sea utilizada. La leche que cumple con los parámetros de calidad se debe filtrar para medir el volumen total y separarla en tres lotes de la misma cantidad. 2. Efecto de la temperatura sobre el descremado Ajustar y mantener la temperatura de cada lote según las condiciones de trabajo. Limpiar y armar la descremadora para después, con la válvula del aparato cerrada, llenar el depósito con la leche a la temperatura de trabajo. Antes de iniciar, colocar en las salidas correspondientes los recipientes para recibir la leche descremada y la crema. Prender el equipo y esperar un minuto a que se estabilice la velocidad, luego abrir la válvula del depósito para que pase la leche y medir con cronómetro el tiempo que tarda el proceso. Al terminar apagar el equipo y desmontar las partes para recuperar la leche sin descremar y medir su volumen. Registrar el volumen de: leche descremada y crema a cada temperatura de trabajo. 3. Determinaciones Realizar las determinaciones de contenido de grasa, en la crema y leche descremada utilizando el butirómetro adecuado según la muestra y utilizando la cantidad de muestra que se indica en la tabla 4.1. 23 Determinar el porcentaje de acidez en ambas fracciones. Tabla 4.1 Método de Gerber aplicado a Crema. Muestra y tipo de butirómetro. Crema (tipo Koehler) Cantidad de muestra 5 mL (adicionar 5 mL de agua destilada) Cantidad de ácido sulfúrico 10 mL Escala en % en el butirómetro Divisiones en la escala 0-50 0.5 Residuos R1: Residuos de la titulación ácido-base R2: Residuos de Gerber R3: Leche descremada R4: crema CUESTIONARIO 1. ¿Qué parámetro se relaciona con el efecto de la temperatura sobre el descremado de leche? 2. A partir de los resultados, de la crema y la leche descremada, llenar la tabla 4.2 Tabla 4.2. Resultados del descremado de leche a distintas temperaturas Temperatura de % Grasa en leche % Grasa en crema % Grasa en leche descremado (° C) entera descremada 3. 4. 5. 6. ¿Cómo comprobarías la ley de Stokes con los resultados obtenidos? ¿Cómo es la eficiencia del descremado en función de la temperatura de trabajo? ¿Cuál es la mejor condición de operación para el descremado de la leche? ¿Realizarías alguna otra prueba que te ayude a comprobar si el proceso fue adecuado? Justifica tu respuesta. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS • • Explicar la eficiencia del descremado en función de la temperatura. Con los datos obtenidos comprobar la ley de Stokes. CONCLUSIONES • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Plantear sugerencias y/o recomendaciones. 24 DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción Residuos de la titulación ácidobase Verificar que los desechos estén neutros. Eliminar por el drenaje. R2 Gerber Leche o crema, ácido sulfúrico, alcohol isoamílico Neutralizar utilizando un baño de hielo (Precaución: la reacción es exotérmica), filtrar los sólidos y entregar al responsable de la Unidad de gestión de residuos de la Facultad. Eliminar el líquido neutro por el drenaje. R3 Leche descremada Verificar que los desechos estén neutros. Eliminar por el drenaje. R4 Crema R1 Acidez titulable BIBLIOGRAFÍA ● ● ● ● ● ● ● Datta, N., y Tomasula, P. M. (2015). Emerging Dairy Processing Technologies. Opportunities for the Dairy Industry. Oxford: Wiley Blackwell and Institute of Food Science Tecnology. Dhungana, P., Truong, T., Bansal, N. y Bhandari, B. 2020. Effect of fat globule size and addition of surfactants on whippability of native and homogenised dairy creams. International Dairy Journal, 105. McSweeney, P.H. L, Fox, P.F. y O'Mahony, J.A. (eds) (2006). Advanced Dairy Chemistry Volume 2 Lipids. USA: Springer. Spreer, E. (1998). Milk and Dairy Product Technology. Mariel Dekkper, Inc. New. York. Basel. Capítulo 5, tratamiento previo de la leche desnatada de la leche. Truong, T., Palmer, M., Bansal, N., y Bhandari, B. (2016). Effect of Milk Fat Globule size on the physically functionality of Dairy Products. Madison, USA: Springer. Varman, H. (1995). Leche y productos lácteos. Editorial Acribia. Zaragoza España. Capítulo 5, Nata y productos derivados de la nata. Walstra, P. (2006). Dairy science and technology, CRC Press, 2ª Ed. Boca Raton, USA. Capítulo 3, Partículas coloidales de la leche, Capitulo 8, Homogeneización. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 1. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 25 26 PROTOCOLO 4. EVALUACIÓN DEL PROCESO DE HOMOGENEIZADO OBJETIVO GENERAL Evaluar la eficiencia del proceso de homogeneizado mediante parámetros fisicoquímicos de diferentes muestras de leche en estado de reposo. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO. • • • • • Fundamento de la homogenización (ventajas y desventajas de este proceso aplicado a la leche). Tipos de homogeneizadores existentes para la leche. Aplicación de la ley de Stokes y factores que influyen con la homogenización. Métodos de reposo y microscópico para probar determinar la eficiencia de la homogenización. Cambios morfológicos del glóbulo graso de la leche después de la homogenización. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Generar un diagrama de flujo para las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Ácido sulfúrico preparado para Gerber EQUIPO Balanza granataria Centrifuga de Gerber Microscopio con ocular micrométrico Refrigerador MATERIAL POR EQUIPO Pipetas graduadas de 10 mL 10 Portaobjetos y cubreobjetos 4 Pipetas graduadas de 25 mL 5 Probetas de 500 o 250 mL 10 Portaobjetos micrométrico 1 Vasos de precipitados de 250 mL 10 27 MATERIA PRIMA 2 litros de leche bronca por equipo de trabajo. 2 litros de leche pasteurizada y homogenizada 1. Determinación del índice de homogeneización Agitar perfectamente la leche con la que se trabajará y aforar en probetas de 500 o 250 mL, mantenerlas en reposo y llevar a condiciones de refrigeración por 48 h, tapando la boca de las probetas con parafilm o aluminio. Al término del tiempo de reposo, observar si existe separación de fases y de existir, y medir y anotar el volumen de línea de crema. Separar con cuidado y con la ayuda de una pipeta el 10% del volumen superior y colocarlo en un vaso de precipitados etiquetado como capa superior. El resto de la leche de la probeta se etiquetará como capa inferior. Determinar el % de grasa en cada una de las capas por el método de Gerber, utilizando los butirómetros adecuados para cada capa Residuos: R1: Residuos de Gerber 2. Medición del diámetro de glóbulo de grasa (Microscopia). Las mediciones de los glóbulos de grasa deben hacerse bajo el objetivo de 40 X y verificar el valor de equivalencia para el equipo. Colocar una gota de la muestra de la capa superior en un portaobjetos, si es necesario, adicionar 1 gota de agua, colocar el cubreobjetos y llevarlo al microscopio. Medir 10 glóbulos de grasa y capturar una imagen CUESTIONARIO 1. Realiza una tabla en donde muestres los resultados obtenidos para cada leche analizada: % de línea de crema, índice de homogeneización, tamaño de los glóbulos grasos. 2. ¿Cuál es la principal razón de que exista una separación de fases de la leche cuando se deja en reposo? 3. ¿Cuáles son las características más importantes en la homogeneización de la leche? 4. Describe qué características físicas debe de tener una leche homogeneizada. 5. ¿Realizarías alguna otra prueba que te ayude a comprobar si el proceso fue adecuado? ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Comparar los datos obtenidos de las pruebas y contrastar con lo reportado en la literatura. CONCLUSIONES 28 • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Plantear sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo R1 Gerber Composición Acción Leche o crema, ácido sulfúrico, alcohol isoamílico Recopilar en un recipiente adecuado y entregar al responsable de la Unidad de gestión de residuos de la Facultad. Eliminar el líquido neutro por el drenaje. BIBLIOGRAFÍA ● AOAC. 1995 Methods of Analysis of the AOAC. Editorial Ass. Off Analytical Chemists, P: O. Box 540; Washington, D. C. Datta, N., y Tomasula, P. M. (2015). Emerging Dairy Processing Technologies. Opportunities for the Dairy Industry. Oxford: Wiley Blackwell and Institute of Food Science Tecnology. Li, Y., Joyner, H. S., Carter, B. G., y Drake, M. A. 2018. Effects of fat content, pasteurization method, homogenization pressure, and storage time on the mechanical and sensory properties of bovine milk. Journal of dairy science, 101(4), 2941–2955. McSweeney, P.H. L, Fox, P.F. y O'Mahony, J.A. (eds) (2006). Advanced Dairy Chemistry Volume 2 Lipids. USA: Springer. Spreer, E. (1998). Milk and Dairy Product Technology. Mariel Dekkper, Inc. New. York. Basel. Capítulo 5, Tratamiento previo de la leche desnatada de la leche. Truong, T., Palmer, M., Bansal, N., y Bhandari, B. (2016). Effect of Milk Fat Globule size on the physically functionality of Dairy Products. Madison, USA: Springer. Walstra, P. (2006). Dairy science and technology, CRC Press, 2ª Ed. Boca Raton, USA. Capítulo 3, Partículas coloidales de la leche, Capítulo 8, Homogeneización. ● ● ● ● ● ● Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 1. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 29 PROTOCOLO 5. ELABORACIÓN DE MANTEQUILLA OBJETIVO GENERAL Identificar los puntos de control del proceso de elaboración de mantequilla y analizar el efecto de la acidez en la crema usada como materia prima sobre las características fisicoquímicas y sensoriales del producto final de acuerdo con la normatividad. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • Fundamento fisicoquímico del batido en el proceso de elaboración de mantequilla. • Condiciones estándar de proceso. • Factores que afectan la calidad de la mantequilla. • Importancia de la temperatura durante el batido. • Función del amasado en la elaboración de mantequilla. • Determinación el porcentaje de humedad en la mantequilla • Especificaciones vigentes en la normatividad para mantequilla ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Proponer un diseño experimental, para estudiar el efecto de la acidez sobre la calidad del producto terminado, partiendo las condiciones estándar investigadas. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Alcohol isoamílico R.A. Solución valorada de NaOH 0.1 N Fenolftaleína en solución alcohólica al 1% Solución de ácido sulfúrico para Gerber (P.e. 1.53) Tolueno Solución de ácido láctico grado alimenticio EQUIPO Balanza granataria Equipo de reflujo para destilación azeotrópica Batidora Texturómetro Centrífuga para Gerber 30 MATERIAL POR EQUIPO Balanza granataria 1 Papel aluminio y papel encerado Charola para baño de hielo. 1 1 Cronómetro 1 Recipiente de base redonda (plástico, vidrio ó acero inoxidable) Termómetro Espátula de goma y pala de madera mediana 1 Trampa Bidwell 1 Matraz de bola de fondo plano 1 1 MATERIA PRIMA 500 mL de crema de grasa butírica sin aditivos (utilizar el mismo lote para todos los equipos). 1. Calidad de materia prima y ajuste de acidez Mezclar todas las muestras de crema y determinar la acidez del lote, luego dividirlo en tres partes iguales, registrando el peso de cada uno. Ajustar la acidez de cada lote de acuerdo a las indicaciones de los profesores y caracterizarlo determinando acidez final y cantidad de grasa. 2. Elaboración de mantequilla Enfriar la crema entre 8 y 10 º C y verterla en un recipiente colocado sobre un baño de agua con hielo. Iniciar el funcionamiento de la batidora en la máxima velocidad y cronometrar el tiempo hasta la formación de pequeños aglomerados de grasa color amarillo en un líquido turbio, observando y anotando los cambios durante el proceso. Detener el batido (registrando el tiempo final) y con una pala de madera juntar la grasa extraída y presionarla contra la pared del tazón para extraer el suero de mazada. Medir el volumen del suero y evaluar el porcentaje de grasa y acidez de esta fracción. Realizar al menos dos lavados con agua enfriada a 4 °C utilizando un volumen equivalente a 1/3 del volumen del recipiente cada vez y con la pala de madera batir ligeramente esparciendo la mantequilla. Juntar y exprimir la mantequilla separando el agua y guardar el agua del lavado. Repetir el proceso 1 o 2 veces más hasta que el agua del último lavado sea clara. Juntar el agua de todos los lavados, registrar el volumen y determinar su contenido de grasa utilizando el butirómetro adecuado. 31 Finalmente juntar toda la grasa contra la pared del recipiente hasta que ya no exista exudación de agua, darle forma de prisma rectangular, pesar y empacar con papel encerado y cubrir con papel aluminio. Refrigerar durante 24 h previo a su evaluación. 3. Determinaciones Evaluar atributos fisicoquímicos y sensoriales del producto final. Determinar el rendimiento de la mantequilla respecto a la crema. Determinar humedad por el método de destilación azeotrópica. Residuos R1: Residuos de la titulación ácido base R2: Residuos de Gerber R3: Residuos de destilación azeotrópica CUESTIONARIO 1. Generar una tabla que resuma los resultados obtenidos de todas las determinaciones realizadas. 2. ¿Cuál es el efecto de la acidez de la leche en las características del producto final? 3. ¿Cómo cambia el porcentaje de acidez en la elaboración de la mantequilla? 4. ¿Cuál de las formulaciones es la que mayor rendimiento presenta? ¿A qué se debe? 5. ¿Cuáles son las condiciones de proceso más importantes para la elaboración de mantequilla? 6. Menciona al menos tres puntos de importancia para lograr la inversión de fases. 7. ¿Se cumple con la normatividad vigente en los productos obtenidos? Explica. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS • Correlacionar el efecto de la acidez inicial con las características sensoriales y fisicoquímicas del producto. • Comparar los datos obtenidos de las pruebas al producto final y contrastar con lo reportado en la literatura. CONCLUSIONES • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Plantear sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo R1 Residuos de acidez titulable Composición Residuos de la titulación ácidobase Acción Verificar que los desechos estén neutros. Eliminar por el drenaje. 32 R2 Gerber Crema, ácido sulfúrico, alcohol isoamílico Recopilar en un recipiente adecuado y entregar al responsable de la Unidad de gestión de residuos de la Facultad. Eliminar el líquido neutro por el drenaje. R3 Residuos destilación azeotrópica Mantequilla seca, tolueno, agua. Filtrar los sólidos y entregar al responsable de la Unidad de gestión de residuos de la Facultad. Recuperar el tolueno por destilación y reutilizar. Neutralizar la fase acuosa y eliminar por el drenaje. BIBLIOGRAFÍA • • • • • • • • Amiot J. 1991. “Ciencia y Tecnología de la Leche” Editorial Acribia, Zaragoza, España. FAO TR/64/26 S.- Elaboración de mantequilla. Cursos de capacitación McSweeney, P.H. L, Fox, P.F. y O'Mahony, J.A. (eds) (2006). Advanced Dairy Chemistry Volume 2 Lipids. USA: Springer. NMX-F-729-COFOCALEC-2013. Sistema Producto Leche – Alimentos – Lácteos – Mantequilla – Denominaciones, especificaciones y métodos de prueba. Norma Mexicana. Dirección General de Normas. O'Callaghan, T.F. (2022) Butter and Buttermilk en McSweeney, P.L.H. y McNamara, J.P. (eds.) Encyclopedia of Dairy Sciences (3a Ed.), Academic Press, 2022, pp.1-7. Spreer, E. (1998). Milk and Dairy Product Technology. Mariel Dekkper, Inc. New. York. Basel. Capítulo 5, Tratamiento previo de la leche desnatada de la leche. Truong, T., Palmer, M., Bansal, N., y Bhandari, B. (2016). Effect of Milk Fat Globule size on the physically functionality of Dairy Products. Madison, USA: Springer. Ramesh, C., y Kilara, A. (2011). Dairy Ingredients for Food processing. Iowa USA: Wiley Blackwell. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 1. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 33 PROTOCOLO 6. PRODUCTOS FERMENTADOS (YOGURT) OBJETIVO GENERAL Analizar el efecto de distintos parámetros de proceso en la elaboración de yogurt batido por medio de la comparación de las características de los productos finales con base a la normatividad aplicable. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • Definición de yogurt, composición química y características fisicoquímicas. Características de los microorganismos que componen la cepa para la elaboración de yogurt. Condiciones de crecimiento y principales productos de la fermentación. Defectos más comunes del yogurt y cómo prevenirlos. Concepto de viscosidad. Determinación de viscosidad con viscosímetro de cilindros concéntricos. Tipos de fluidos según su viscosidad. Factores que afectan la viscosidad de los distintos tipos de fluidos. Especificaciones vigentes en la normatividad para yogurt y leches fermentadas. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Proponer un diseño experimental de un factor para comprobar el efecto de los factores que afectan la calidad del producto terminado, partiendo de las condiciones estándar investigadas. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Alcohol etílico de 68º v/v NaOH 0.1N (Exacta o titulada hasta la cuarta cifra decimal) Solución alcohólica de fenolftaleína al 1% EQUIPO Baño o estufa a temperatura constante Refrigerador Estufa de gas Viscosímetro de cilindros concéntricos 34 MATERIAL POR EQUIPO Agitador de vidrio estéril 1 Pinzas para bureta 1 Base para soporte 1 Pipeta volumétrica de 10 mL 1 Bureta de 50 mL 1 Pipeta volumétrica de 10 mL estéril 1 Lactómetro de Quevenne 1 Soporte universal 1 Matraz erlenmeyer de 150 mL 2 Termómetro de mercurio 1 Matraz erlenmeyer de 500 mL estéril 2 Vaso de precipitados de 500 mL 1 MATERIA PRIMA 1 L de leche Alpura entera, Pasteurizada y Homogenizada por equipo. Cultivo láctico para Yogurt (con un título de 0.9 – 1.1 % de ác. láctico) 1 bote de leche en polvo de preferencia descremada y sin lactofibras para todo el grupo. 1 L de yogurt natural para todo el grupo, se usará como inóculo en caso de no contar con el cultivo láctico del cepario. A partir de la discusión sobre el diseño experimental, se seleccionará la formulación que trabajarán cada uno de los equipos. Cuadro de condiciones de trabajo Parámetros 1 2*** % de sólidos totales 18 Tratamiento térmico previo % de cepa temperatura de fermentación en º C 90ºC/5min 3 4 10 42 ***Condiciones ideales, se usará como patrón de comparación. En caso de no contar con la cepa, se pueden utilizar entre 10 y 20 porciento de yogurt batido natural sin azúcar. Para la realización del yogurt es importante contar con el material estéril. 35 1. Calidad de materia prima y ajuste de sólidos Caracterizar la materia prima en función de pH, acidez y peso específico. Una vez que se verificó que es apta para su uso, a partir de los datos del etiquetado de la leche calcular el contenido de sólidos y dependiendo de la formulación a trabajar, realizar el cálculo para ajustar el porcentaje de sólidos en la materia prima. 2. Elaboración de yogurt Colocar la leche en un recipiente para calentamiento y, si la formulación requiere pretratamiento, elevar la temperatura hasta 90 °C y mantenerla durante 5 min para luego enfriarla hasta una temperatura de 2 °C mayor que la requerida para la fermentación. Si la formulación no requiere pretratamiento, llevar directamente a la temperatura de fermentación. Inocular la leche en condiciones asépticas y mezclar con un agitador estéril para distribuir perfectamente el inóculo. Luego dividir la leche con inóculo en dos partes iguales y verter cada una en 2 matraces de 500 mL estériles, y cerrar con un tapón de algodón. Colocar los dos matraces en la incubadora a la temperatura establecida (un matraz se utilizará para el monitoreo de acidez, mientras que el otro permanecerá intacto) y comenzar a tomar el tiempo de fermentación. Extraer del matraz de monitoreo alícuotas de 10 mL desde el tiempo cero, y cada 30 min hasta completar al menos 3:30 h. Determinar pH y acidez de cada punto de muestreo. Es importante verificar que la temperatura se mantenga constante todo el tiempo de la fermentación. Transcurridas 3:30 h detener la fermentación, por enfriamiento el yogurt en un baño de hielo hasta alcanzar una temperatura de 5 a 7 °C y refrigerar hasta el momento de la evaluación. 3. Evaluación del yogurt Determinar el comportamiento reológico del producto obtenido y de uno comercial, utilizando un viscosímetro de cilindros concéntricos. Realizar la evaluación sensorial del producto frío. Residuos R1: Residuos de la prueba de alcohol R2: Residuos de la titulación ácido base R3: Residuos de Gerber R4: Residuos de yogurt del matraz de monitoreo 36 CUESTIONARIO 1. Generar una tabla que resuma los resultados de la caracterización de los yogures elaborados bajo las distintas formulaciones. 2. ¿Cómo explicas las diferencias entre los valores de pH y/o % de acidez que hubo entre las distintas formulaciones? 3. ¿Por qué es importante la estandarización de los sólidos totales en la materia prima para la elaboración de yogurt? 4. ¿Qué diferencias sensoriales observaste entre el producto final elaborado con la formulación que no tuvo un tratamiento térmico previo y la formulación con condiciones ideales? 5. ¿Qué diferencias sensoriales observaste entre el producto final elaborado a una distinta temperatura de fermentación y la formulación con condiciones ideales? 6. Explica el comportamiento reológico del yogurt obtenido. ¿Qué parámetros de proceso afectan este comportamiento? ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS • • Correlacionar el efecto de cada una de las condiciones de trabajo con las características sensoriales y fisicoquímicas del producto. Comparar los datos obtenidos de acidez y pH y contrastar con lo reportado en la literatura. CONCLUSIONES • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Plantear sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción R1 Residuos de la prueba de alcohol Leche, etanol Se desecha neutro por el drenaje. R2 Residuos de acidez titulable Residuos de la titulación ácidobase Verificar que los desechos estén neutros. Eliminar por el drenaje. R3 Gerber Leche ácido sulfúrico, alcohol isoamílico Recopilar en un recipiente adecuado y entregar al responsable de la Unidad de gestión de residuos de la Facultad. Eliminar el líquido neutro por el drenaje. R4 Yogurt Restos de yogurt del matraz de monitoreo Eliminar por el drenaje con abundante agua. 37 BIBLIOGRAFÍA • • • • • • • • Kosikowski F. 1990 “Cheese and Fermented Milk Foods” Ed Edwads Brothers 2ª Ed Michigan, U S A Early R. 1998. The Technology of Dairy Products. 2a Ed. Thomson Science. GreatBritain Norma Oficial Mexicana NOM-181-SCFI-2010, Yogurt-Denominación, especificaciones fisicoquímicas y microbiológicas, información comercial y métodos de prueba. NMX-F-703-COFOCALEC-2004, Sistema Producto Leche-Alimentos-Lácteos-Leche y Producto Lácteo (o Alimento Lácteo)-Fermentado o Acidificado-Denominaciones, Especificaciones y Métodos de Prueba. Sudhakaran V, A., Minj, J. (2020). Basic Facts About Dairy Processing and Technologies. En Minj, J., Sudhakaran V, A., Kumari, A. (eds) Dairy Processing: Advanced Research to Applications. Springer, Singapore. Tamime, A.Y. (ed). 2006. Fermented Milks. Ed Blackwell Science/SDT, 1a Ed. Oxford, U.K. Tamime, A.Y. y Robinson, R.K. (2007) Tamime and Robinson's yoghurt. 3rd Ed., Woodhead Publishing Limited and CRC Press, New York Walstra, P. (2006). Dairy science and technology, CRC Press, 2ª Ed. Boca Raton, USA Acribia. Zaragoza España. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 1. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 38 PROTOCOLO 7. ELABORACIÓN DE CAJETA DE LECHE DE VACA OBJETIVO GENERAL Analizar el efecto del pH y la relación de azúcares (sacarosa:glucosa) en el proceso de elaboración de cajeta, mediante pruebas de calidad indicadas en la normatividad. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • Diferencia entre azúcares reductores y no reductores. Identificar azúcares de cada tipo presentes en alimentos. Reacción de Maillard. Condiciones necesarias y compuestos que participan. Reacciones que ocurren durante la elaboración de la cajeta. Condiciones necesarias y compuestos que participan. Funcionalidad de ingredientes de la cajeta. Condiciones estándar de elaboración de cajeta. Especificaciones vigentes en la normatividad para cajeta. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Proponer un diseño experimental de un factor para comprobar el efecto de los factores que afectan la calidad del producto terminado, partiendo de las condiciones estándar. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Bicarbonato de sodio Solución alcohólica de fenolftaleína al 1% NaOH 0.1N (Exacta o titulada hasta la cuarta cifra decimal) EQUIPO Estufa de gas Refractómetro 39 MATERIAL POR EQUIPO Balanza granataria 1 Pala de madera 1 Frasco de vidrio con capacidad de 600 mL (lo traen los alumnos) 1 Tela con asbesto 1 Mechero 1 Termómetro de mercurio 1 Olla de peltre de 2 L de capacidad con diámetro aproximado de 20 a 25 cm 1 Tripie 1 MATERIA PRIMA 1 L de leche Alpura entera, Pasteurizada y Homogenizada por equipo. Bicarbonato de sodio Glucosa Sacarosa Cuadro de condiciones de trabajo FORMULACIÓN A B** C D Para 1 L de leche g g g g Sacarosa 100 Glucosa 200 Bicarbonato de sodio 15% de exceso ** Condiciones estándar 1. Calidad de materia prima y ajuste de acidez Caracterizar la materia prima en función de pH, acidez y peso específico. Una vez que se verificó que es apta para su uso, realizar el cálculo para ajustar el pH de la leche de acuerdo a la formulación asignada, utilizando bicarbonato de sodio. Añadir la cantidad necesaria de bicarbonato disuelto en la mínima cantidad de agua. Medir y anotar el pH final. 40 2. Elaboración de cajeta Colocar la leche ajustada (si se requiere) en una olla, y calentar agitando ocasionalmente. Al alcanzar los 60º C adicionar la cantidad de sacarosa indicada según la formulación y continuar el calentamiento con agitación constante. Evaporar aproximadamente 1/3 del volumen inicial de la mezcla y en ese momento adicionar la glucosa para continuar evaporando con agitación constante hasta obtener el punto de hilo. Medir los grados Brix del producto y detener el calentamiento o continuar con la evaporación hasta obtener las especificaciones del producto. Envasar en caliente en un frasco de vidrio previamente estéril y de peso conocido y pesar el producto a temperatura ambiente. 3. Determinaciones Realizar las determinaciones fisicoquímicas, sensoriales y de textura al producto terminado. Obtener el rendimiento de la formulación. Residuos R1: Residuos de la prueba de alcohol R2: Residuos de la titulación ácido base R3: Residuos de cajeta del monitoreo de grados Brix CUESTIONARIO 1. Elaborar una tabla que resuma los resultados de la caracterización de los productos obtenidos con las distintas formulaciones probadas. 2. Basándote en los resultados experimentales, ¿en qué momento es necesario parar el calentamiento de la mezcla? 3. ¿Cuál de las formulaciones permitió obtener un producto con el dulzor más aceptado? ¿Qué se esperaba teóricamente? 4. ¿Cuál de las formulaciones permitió obtener un producto con el brillo más aceptado? ¿Qué se esperaba teóricamente? 5. ¿Cuál de las formulaciones permitió obtener un producto con la mejor textura? ¿Qué se esperaba teóricamente? ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS • • Correlacionar el efecto que tuvo cada una de las formulaciones en las características sensoriales de las cajetas y diga qué observó en la cajeta de la formulación D. Discutir sobre el proceso, la formulación empleada, características sensoriales de la cajeta obtenida y comparar los productos obtenidos con las distintas formulaciones. 41 CONCLUSIONES • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Proponer sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción R1 Residuos de la prueba de alcohol Leche, etanol Se desecha neutro por el drenaje. R2Residuos de acidez titulable Residuos de la titulación ácidobase Verificar que los desechos estén neutros. Eliminar por el drenaje. R3 Cajeta Restos de cajeta del monitoreo de grados Brix Eliminar por el drenaje con abundante agua. BIBLIOGRAFÍA • • • Alais, C. (1992). Ciencia de la leche. Ed. Continental, México. Hiller, B. y Lorenzen, P.C. (2010). Functional properties of milk proteins as affected by Maillard reaction induced oligomerisation, Food Research International, 43(4):11551166. NMX-F-480-1985- Alimentos para uso humano. Alimentos Regionales. Cajeta de leche. Normas Mexicanas. Dirección General de Normas. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 1. Disponible en: https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 42 PROTOCOLO 8. ELABORACIÓN DE QUESO OBJETIVO GENERAL Establecer el efecto de distintos parámetros de proceso en la elaboración de queso fresco; para relacionar la influencia de estas variables sobre las características del producto final. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • • Mecanismo de coagulación de la leche. Describir los diferentes tipos de coagulación. Definición de la fuerza del cuajo. Uso del cloruro de calcio en la elaboración de quesos. Principales operaciones unitarias en la elaboración de queso (corte de la cuajada, desuerado, prensado, moldeado y salado). Condiciones estándar de elaboración de queso fresco. Especificaciones vigentes en la normatividad. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Proponer un diseño experimental de un factor para comprobar el efecto de las variables que afectan la calidad del producto terminado, partiendo de las condiciones estándar. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Alcohol isoamílico R.A. Solución valorada de NaOH 0.1 N Fenolftaleína en solución alcohólica al 1% Solución de ácido sulfúrico para Gerber (P.e. l.53) Solución de cloruro de calcio al 6% EQUIPO Balanza granataria Centrífuga para Gerber Termobalanza Texturómetro 43 MATERIAL POR EQUIPO Agitador de vidrio Cuchara grande de cocina Cuchillo largo Colador de plástico grande Cronómetro Molde para queso (según el tipo de queso) Matraces Erlenmeyer de 150 mL Mechero Pesa de 3 kg 1 1 1 1 1 1 2 1 1 Pipeta graduada de 1 mL Pipeta graduada de 10 mL Probeta de 10 mL Probeta de 100 mL Soporte universal Recipiente de peltre o acero inox. con capacidad de aprox. 5 L Termómetro Tela de alambre con asbesto Vaso de precipitados de 250 mL 1 1 1 1 1 1 1 1 1 MATERIA PRIMA 4 L de leche Alpura entera, Pasteurizada y Sal fina Homogenizada por equipo. Manta de cielo (lavada y exprimida) 1 m 1. Calidad de materia prima y ajuste de acidez Colocar el total de la leche en un recipiente y caracterizarla en función de pH, acidez y peso específico. 2. Evaluación de la actividad del cuajo por el método de los copos caseosos. Calentar en Baño María 100 mL de leche hasta la temperatura de cuajado y añadir de una sola vez 1mL de cuajo, agitar inmediatamente y comenzar a cronometrar el tiempo de la prueba. Con un agitador deslizar la leche por las paredes del vaso, hasta observar la aparición de los primeros copos. Parar y registrar el tiempo en este momento. Calcular la fuerza del cuajo según la fórmula: 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑢𝑎𝑗𝑜 = 100 𝑚𝐿 𝑥 2400 𝑡 Donde: t = s transcurridos hasta la aparición de los copos caseosos Determinar la cantidad de cuajo necesario para la elaboración del queso según el volumen de leche a usar con la siguiente fórmula: 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑐𝑢𝑎𝑗𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 = 𝐿𝑥𝑡 𝑀𝑥6 En donde: L = cantidad de leche a cuajar en LITROS. 44 t= s transcurridos por la determinación de los copos caseosos. M = min en que el cuajado ha de realizarse. 3. Elaboración de queso Cuadro de condiciones de trabajo Parámetros Temperatura de coagulación en °C A B* 37 Cloruro de calcio Acidez en ºD Añadir Concentración de cuajo El calculado C D E La de la leche *Condiciones estándar De acuerdo a las condiciones asignadas ajustar la acidez de la leche y calentar a 37° C sin exceder la temperatura. En los lotes con adición de calcio agregar 30 mL (por cada 4 L de leche) de la solución previamente preparada, agitar y dejar en reposo 10 min. Posteriormente adicionar la cantidad de cuajo calculada diluida en 10 mL de agua (y agitar durante 20 s para distribuirlo uniformemente. Dejar la olla tapada y en reposo, manteniendo la temperatura constante, colocando el mechero a 10 cm de distancia y girándolo alrededor de la olla. A los 40 min verificar si la cuajada se despega de la pared de la olla o si al introducir un cuchillo la cuajada se abre dejando ver aristas nítidas. y el suero aparece limpio. Si no se observan estas condiciones continuar con el reposo y seguir observando hasta el cuajado total. Registrar el tiempo final de cuajado. Cortar la cuajada en cubos de 1 cm de arista aproximadamente, subir lentamente la temperatura hasta 39 °C, moviendo lentamente para propiciar el desuerado y dejar reposar 10 min. Finalmente decantar el suero en otro recipiente filtrando la cuajada sobre la manta previamente lavada y exprimida, para facilitar la salida del suero, sin exprimir la cuajada hasta que se drene el suero. Cuando ya no haya exceso de suero, añadir el 0.3% de sal fina con respecto al volumen de leche empleada, distribuirla uniforme y lentamente sin romper demasiado la cuajada. Colocar la cuajada con la manta en el molde cuidando que no queden arrugas en la superficie de la manta que ocasionarían arrugas en el queso, y cubrir 45 con la manta y colocar la tapa del molde. Aplicar una presión de 3 kg durante 1 hora 30 min manteniendo el queso en el molde y retirar el queso del molde cuando ya no drene suero, quitar la manta y pesarlo. Por último, envolverlo primero con papel encerado y luego con papel aluminio o plástico para que no pierda humedad y mantener en refrigeración hasta su evaluación. 4. Determinaciones Realizar las pruebas fisicoquímicas, sensoriales y textura al producto terminado y comparar con uno comercial. Residuos R1: Residuos de la prueba de alcohol R2: Residuos de la titulación ácido base R3: Residuos de Gerber R4: Residuos de prueba de humedad R5: Residuos de prueba de textura CUESTIONARIO 1. Generar una tabla ordenada que resuma los resultados obtenidos de las determinaciones realizadas a materia prima y al producto. 2. ¿Qué variable afecta en mayor grado la textura final de los quesos? 3. ¿Qué condiciones probadas generaron productos con buenas características de calidad? 4. ¿Se cumple con la normatividad vigente en todos los quesos obtenidos? ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS • • Correlacionar el efecto que tuvo cada una de las condiciones de trabajo en el tiempo de cuajado y en la textura final del queso. Discutir sobre el proceso, la formulación empleada, las características sensoriales de los quesos y comparar entre los productos obtenidos mediante las distintas formulaciones y con un queso comercial de características similares. CONCLUSIONES • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Plantear sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo R1 Residuos de la prueba de alcohol Composición Leche, etanol Acción Se desecha neutro por el drenaje. 46 R2 Residuos de acidez titulable Residuos de la titulación ácidobase Verificar que los desechos estén neutros. Eliminar por el drenaje. R3 Gerber Leche o queso, ácido sulfúrico, alcohol isoamílico Recopilar en un recipiente adecuado y entregar al responsable de la Unidad de gestión de residuos de la Facultad. Eliminar el líquido neutro por el drenaje. R4 Desuerado Suero lácteo Neutralizar el suero, filtrar y eliminar por el drenaje. R5 Evaluación de Residuos sólidos queso (humedad) orgánicos Los desechos sólidos se recolectan en una bolsa de plástico y se depositan en los contenedores asignados para residuos orgánicos. R5 Evaluación queso (textura) Los desechos sólidos se recolectan en una bolsa de plástico y se depositan en los contenedores asignados para residuos orgánicos. de Residuos sólidos orgánicos BIBLIOGRAFÍA • • • • • • Castelli, H. y du Vale L (eds.) (2013). Handbook on cheese: production, chemistry and sensory properties. Ed Hauppauge, Nova Publishers, New York, USA. Davis J. G. 1976. “Cheese”. Vol. III Editorial Churchill Livinstone, London. Fox P. F. 1987. “Cheese: Chemistry, Physics and Microbiology”. Vol. I y II Editado por P.F: Fox Department of Dairy and Food Chemistry, Universiry College, Cork, Ireland. Elsevier Applied Science London and New York. Keating P. F., 1977. “Principios Técnicos Generales en la Fabricación del Queso”. Cursos de Capacitación y Demostraciones en las Industrias Lecheras en Chile. F.A.O. Janhøj, T. y Qvist, K. B. (2010). The Formation of Cheese Curd, en Law, B. y Tamime, A.Y. (Eds.) Technology of cheesemaking 2a Ed. Chichester: Wiley-Blackwell, New Jersey, USA Tamime, A.Y. (Ed.) (2011). Processed Cheese and Analogues. Oxford: WileyBlackwell, New Jersey, USA. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 1. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 47 PROTOCOLO 9. ELABORACIÓN DE DIFERENTES TIPOS DE QUESOS OBJETIVOS GENERALES Evaluar las diferencias entre los procesos de elaboración de tres distintas variedades de queso, para determinar su efecto sobre las características finales del producto. Analizar los parámetros fisicoquímicos y sensoriales de los quesos obtenidos en el laboratorio y de muestras comerciales de la misma variedad, para realizar una comparación entre ambos y verificar el cumplimiento de la normatividad vigente. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • Características y diferencias entre quesos frescos y maduros. Proceso de elaboración industrial del queso Panela, Manchego y Ranchero. Especificaciones vigentes en la normatividad. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Generar un diagrama de flujo para el proceso de cada tipo de queso. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Alcohol isoamílico R.A. Solución valorada de NaOH 0.1 N Fenolftaleína en solución alcohólica al 1% Solución de ácido sulfúrico para Gerber (P.e. l.53) Solución de cloruro de calcio al 6% EQUIPO Balanza granataria Centrífuga para Gerber Termobalanza Texturómetro MATERIAL POR EQUIPO Agitador de vidrio 1 Pipeta graduada de 1 mL 1 48 Cuchara grande de cocina Cuchillo largo Colador de plástico grande Cronómetro Manta de cielo (lavada y exprimida) (la traen los alumnos) Molde para queso (según el tipo de queso) Matraces Erlenmeyer de 150 mL Mechero Pesa de 3 kg 1 1 1 1 1m 1 2 1 1 Pipeta graduada de 10 mL Probeta de 10 mL Probeta de 100 mL Soporte universal Recipiente de peltre o acero inox. con capacidad de aprox. 5 L Termómetro 1 1 1 1 1 Tela de alambre con asbesto Vaso de precipitados de 250 mL 1 1 1 MATERIA PRIMA Revisar la requerida de acuerdo a cada tipo de queso 400 g de crema butírica (35 - 40 % de grasa) 4 L de Leche entera pasteurizada y (Queso Manchego) homogeneizada (Ranchero y Manchego) y descremada (Panela) Cuajo líquido Sal fina Inóculo para queso Manchego. 1. Elaboración de queso tipo Panela Evaluar la calidad de la leche a utilizar y medir el volumen final para colocarla en la tina de cuajado (u olla de peltre) y calentarla lentamente a 32 º C sin exceder esa temperatura. Posteriormente adicionar el NaCl en una proporción de 0.5 a 1.0% respecto al volumen de leche y agitar para incorporar. Separar 100 mL de leche con NaCl y determinar la fuerza del cuajo a 32 °C para calcular la cantidad de cuajo necesario para que la leche cuaje en 100 min. Posteriormente, adicionar 30 mL de solución de cloruro de calcio (por cada 4 L de leche), agitar y dejar en reposo 10 min para después agregar la cantidad de cuajo calculada diluida en 10 mL de y agitar durante 20 s para distribuirlo uniformemente. Dejar la olla tapada y en reposo, manteniendo la temperatura constante, colocando el mechero a 10 cm de distancia y girándolo alrededor de la olla y pasados 100 min observar si la cuajada se despega de la pared de la olla o si al introducir un cuchillo la cuajada se abre dejando ver aristas nítidas y el suero aparece limpio. Si no se observan estas condiciones continuar con el reposo y seguir observando hasta el cuajado total. Registrar el tiempo final. Cortar la cuajada en cubos grandes de 5x5x5 cm aproximadamente, y subir lentamente la temperatura de cuajado hasta 34 °C, moviendo ocasionalmente para propiciar el desuerado y dejar reposar 10 min. 49 Decantar el suero y tomar con una cuchara escurridora trozos de la cuajada e irlas acomodando en el canasto de plástico previamente lavado. Colocar las capas de cuajada hasta llenarlo completamente. Dejar desuerar en forma espontánea en refrigeración sin que el queso quede en contacto con el suero y pasadas 24 h girar el queso por inversión del molde y con ayuda de un plato para favorecer un drenado homogéneo. A las 48 h si ya no hay salida de suero retirar el queso del molde y pesar y envolver en papel encerado para mantener en refrigeración hasta la evaluación. Realizar las pruebas correspondientes al producto terminado y a la muestra comercial. 2. Elaboración de queso tipo Ranchero Evaluar la calidad de la leche a utilizar y medir el volumen final para colocarla en la tina de cuajado (u olla de peltre) y calentarla lentamente a 35 º C sin exceder esa temperatura. Separar 100 mL de leche y determinar la fuerza del cuajo a 35 °C para calcular la cantidad de cuajo necesario para que la leche cuaje en 40 min. Adicionar después 30 mL de solución de cloruro de calcio (por cada 4 L de leche), agitar y dejar en reposo 10 min para después agregar la cantidad de cuajo calculada diluida en 10 mL de agua y agitar durante 20 s para distribuirlo uniformemente. Dejar la olla tapada y en reposo, manteniendo la temperatura constante, colocando el mechero a 10 cm de distancia y girándolo alrededor de la olla y medir el tiempo. A los 40 min observar si la cuajada se despega de la pared de la olla o si al introducir un cuchillo la cuajada se abre dejando ver aristas nítidas y el suero aparece limpio. Si no se observan estas condiciones continuar con el reposo y seguir observando hasta el cuajado total. Registrar el tiempo final. Cortar la cuajada en cubos de 1x1x1 cm aproximadamente y subir lentamente la temperatura de cuajado hasta 37 °C, moviendo ocasionalmente para propiciar el desuerado y dejar reposar 10 min. Pasado el tiempo de reposo, decantar la cuajada sobre la manta de cielo y reducir el tamaño de partícula de la cuajada desuerada mediante molido manual. En esta etapa realizar el salado añadiendo 0.5% de sal con respecto al volumen de leche empleada y finalmente amasar la cuajada a fin de que la sal se incorpore bien. Colocar los moldes en forma de aro sobre un recipiente de fondo plano e introducir la cuajada hasta llenar el molde, haciendo presión hasta que quede la cuajada firme. Refrigerar y desmoldar a las 24 h para pesar y envolver en papel encerado, y mantener en refrigeración hasta la evaluación. Realizar las pruebas correspondientes al producto terminado y a la muestra comercial. 50 3. Elaboración de queso tipo Manchego Evaluar la calidad de la leche a utilizar y dividir el volumen de leche en dos partes para normalizarla. Una parte se calienta a 37º C y se incorpora la cantidad de crema necesaria para ajustar el contenido graso entre 5 y 6 % (aproximadamente 400 g de crema comercial con 30 % de grasa), con ayuda de una batidora. Una vez ajustada, mezclar esa parte con el resto de la leche. Separar 100 mL de la leche ajustada y mezclada y determinar la fuerza del cuajo a 37 °C para calcular la cantidad de cuajo necesario para que la leche cuaje en 40 min. Medir el volumen de leche y colocarla en la tina de cuajado (u olla de peltre) y calentar lentamente a 37 º C sin exceder esa temperatura. Adiciona el inóculo para queso manchego en una proporción del 1 al 2 % con respecto al volumen de leche y dejar actuar durante 40 min, cuidando que la temperatura se mantenga constante. Luego, adicionar 30 mL de solución de cloruro de calcio (por cada 4 L de leche), mezclar y dejar en reposo 10 min. Agregar después la cantidad de cuajo calculada diluida en 10 mL de agua y agitar durante 20 s para distribuirlo uniformemente. Dejar la olla tapada y en reposo, manteniendo la temperatura constante, colocando el mechero a 10 cm de distancia y girándolo alrededor de la olla. A los 40 min observar si la cuajada se despega de la pared de la olla o si al introducir un cuchillo la cuajada se abre dejando ver aristas nítidas y el suero aparece limpio. Si no se observan estas condiciones continuar con el reposo y seguir observando hasta el cuajado total. Registrar el tiempo final. Cortar la cuajada en cubos de 1 cm de arista aproximadamente y subir lentamente la temperatura de cuajado hasta 39 °C, moviendo ocasionalmente para propiciar el desuerado y dejar reposar 10 min antes de decantar la cuajada sobre la manta de cielo. Transferir la cuajada desuerada al molde debidamente forrado con la manta de cielo, cuidando que no queden arrugas y, tapar con la misma manta y finalmente con la tapa del molde. Aplicar una presión ligera de aproximadamente 3 kg durante 2 h, manteniendo el queso en un lugar fresco hasta que no drene suero. Después retirar el queso del molde y colocarlo en una superficie plana para llevar a cabo el salado por frotación utilizando sal fina sobre toda la superficie de manera homogénea. Colocar el queso salado en un plato y dejarlo sin tapar en condiciones de refrigeración, volteándolo cada 12 h, durante 3 semanas. Finalmente pesar y envolver en papel encerado, y mantener en refrigeración hasta la 51 evaluación. Realizar las pruebas correspondientes al producto terminado y a la muestra comercial. CUESTIONARIO 1. Generar una tabla que resuma los resultados obtenidos de todas las determinaciones realizadas. 2. ¿Qué operaciones unitarias se deben ajustar para la obtención del queso Panela? 3. ¿Cómo se realiza la estandarización de grasa en la leche destinada para queso Manchego? 4. ¿Se cumple con la normatividad vigente en todos los quesos obtenidos? ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Discutir sobre las diferencias en el proceso para la elaboración de los distintos tipos de queso y comparar los productos obtenidos con muestras comerciales. CONCLUSIONES • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción R1 Residuos de la prueba de alcohol Leche, etanol Se desecha neutro por el drenaje. R2 Residuos de acidez titulable Residuos de la titulación ácidobase Verificar que los desechos estén neutros. Eliminar por el drenaje. R3 Gerber Leche o queso, ácido sulfúrico, alcohol isoamílico Recopilar en un recipiente adecuado y entregar al responsable de la Unidad de gestión de residuos de la Facultad. Eliminar el líquido neutro por el drenaje. R4 Desuerado Suero lácteo Neutralizar el suero, filtrar y eliminar por el drenaje. R5 Evaluación queso (humedad) de Residuos sólidos orgánicos Los desechos sólidos se recolectan en una bolsa de plástico y se depositan en los contenedores asignados para residuos orgánicos. R6 Evaluación queso (textura) de Residuos sólidos orgánicos Los desechos sólidos se recolectan en una bolsa de plástico y se depositan en los 52 contenedores asignados para residuos orgánicos. BIBLIOGRAFÍA • • • • • • • Castelli, H. y du Vale L (eds.) (2013). Handbook on cheese: production, chemistry and sensory properties. Ed Hauppauge, Nova Publishers, New York, USA. Davis J. G. 1976. “Cheese”. Vol. III Editorial Churchill Livinstone, London. Fox P. F. 1987. “Cheese: Chemistry, Physics and Microbiology”. Vol. I y II Editado por P.F: Fox Department of Dairy and Food Chemistry, Universiry College, Cork, Ireland. Elsevier Applied Science London and New York. Keating P. F., 1977. “Principios Técnicos Generales en la Fabricación del Queso”. Cursos de Capacitación y Demostraciones en las Industrias Lecheras en Chile. F.A.O. Høier, E., Janzen, T., Rattray, F., Sørensen, K., Børsting, M. W., Brockmann, E. y Johansen E. (2010) The Production, Application and Action of Lactic Cheese Starter Cultures en Law, B. y Tamime, A.Y. (Eds.) Technology of cheesemaking 2a Ed. Chichester: Wiley-Blackwell, New Jersey, USA. NMX-F-742-COFOCALEC-2011 Sistema Producto Leche - Alimentos - Lácteos - Queso Panela - Denominación, especificaciones y métodos de prueba. Norma Mexicana. Dirección General de Normas. NMX-F-759-COFOCALEC-2015 Sistema Producto Leche - Alimentos - Lácteos - Queso Ranchero - Denominación, especificaciones y métodos de prueba. Norma Mexicana. Dirección General de Normas. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 1. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 53 PROTOCOLOS DE PROCESOS EN LA INDUSTRIA DE CARNES 54 PROTOCOLO 1. CALIDAD Y FRESCURA DE LA CARNE OBJETIVO GENERAL A través de parámetros fisicoquímicos y sensoriales, evaluar la calidad y frescura de la carne y su aceptación. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • • Sacrificio de distintas especies animales. Factores antemortem y postmortem que influyen en la calidad de la carne. Defectos de calidad: PSE, DFD, acortamiento por frío y por congelación. Definición y características físicas, químicas y microbiológicas de la carne. Maduración y descomposición de la carne. Definición de capacidad de retención de agua (CRA). Normatividad vigente de carne fresca. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Generar un diagrama de flujo para las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Agua destilada Fenoftaleína 1% indicador Sol. De Hidróxido de sodio 0.1 N Solución de acetato de plomo. Solución amortiguadora de fosfatos de sodio 0.05 M pH 5.8 EQUIPO Baño maría Molino de carne Balanza analítica Cronómetro Potenciómetro Refrigerador Estufa Incubadora Pesas 3L 100 mL 1L 100 mL 1L Plancha de agitación Licuadora MATERIAL POR EQUIPO Afilador para cuchillos 1 Agitador magnético: Bureta de 25 mL Cajas petri de vidrio Charola de plástico Probetas graduadas de 100 mL 2 1 2 1 Matraces Erlenmeyer de 125 mL y 250 mL Mechero Bunsen Papel aluminio Pinza para bureta Pinzas para crisol 2 Pipeta graduada de 10 mL 2 1 1 rollo 1 1 2 55 Desecador completo Embudo de cristal cónico Espátula Manta de cielo (Traer el alumno) 1 2 1 Vidrio de reloj Soporte Universal. Cuchillo 2 1 2 1 metro Termómetro para carne 1 Matraces aforados 100 mL y 200 mL 1 Papel filtro Whatman 1 10 Vidrios de 5 x 5 cm 2 MATERIA PRIMA El profesor asignará el tipo de carne con el que trabajará el equipo y deberá ser transportado en un recipiente con hielo. DETERMINACIONES SENSORIALES Realizar para cada tipo de carne y corte un análisis sensorial en el cual resalten los atributos más importantes a evaluar. DETERMINACIONES FISICOQUÍMICAS 1. Temperatura Determinar la temperatura en 5 puntos de la carne utilizando un termómetro bimetálico 2. Acidez y pH. a) pH Pesar 10 g de carne y adicionar 80 mL de agua destilada. Moler en una licuadora durante un minuto y filtrar con manta de cielo, recuperando el filtrado en un matraz aforado de 100 mL, llevar a la marca con agua destilada. Determinar el pH de la solución en el potenciómetro calibrado, utilizando tres alícuotas. Residuos: R1. Carne en la manta de cielo R2. Filtrado líquido no utilizado b) Acidez (como porcentaje de ácido láctico) A partir de la solución utilizada para medir el pH, colocar una alícuota de 25 mL en un matraz Erlenmeyer de 250 mL y titular con una solución valorada de NaOH 0.1 N, usando fenolftaleína como indicador. Realizar la determinación por triplicado. Realizar un blanco utilizando agua destilada. Residuos: R3. Líquido titulado R4. Solución remanente 3. Humedad Realizar la determinación por duplicado. 56 Colocar 2 cajas Petri en una estufa a 100 ° C hasta peso constante. Moler aproximadamente 50g de carne en un procesador de alimentos y pesar 10 g para cada determinación, extenderla en la base de cada una de las cajas de Petri y colocarlas en una estufa de desecación a 100 °C durante 24 h, después de las cuales se dejan enfriar en un desecador. Pesar las cajas con la muestra seca. Residuos: R5. Carne seca. 4. Capacidad de retención de agua (CRA) Por compresión Realizar la medición por triplicado. Pesar 0.5 g de carne molida y dos hojas de papel filtro de 5 cm X 5 cm, colocar la carne entre las dos hojas de papel filtro y cubrirlas con 2 hojas de papel aluminio de 5 cm X 5 cm. Colocar todo entre dos placas de vidrio o acrílico y someterlos a presión con una pesa de 2.25 kg durante 5 min. Retirar el peso y separar las hojas de papel, para eliminar la carne y solo pesar las hojas de papel filtro con el jugo liberado. Residuos: R6. Carne molida R7. Papel filtro con el jugo de la carne. PRUEBAS DE FRESCURA DE LA CARNE 1. Prueba de Acetato de Plomo Realizar la determinación por duplicado Colocar 10 g de carne molida en un matraz Erlenmeyer de 125 mL, cubrir la boca del matraz con papel filtro previamente embebido en la solución de acetato de plomo, atar el papel filtro con hilo cáñamo y colocar los matraces en un baño María con agua en ebullición durante 10 min. Observar en la cara interna del papel y registrar cualquier cambio de color Residuos: R8. Carne molida R9. Papel con acetato de plomo R10. Solución de acetato de plomo no utilizada. 2. Extracto de volumen liberado (EVL) Realizar la determinación por duplicado Envolver 10 g de la carne molida con papel aluminio y colocarla en la estufa de incubación a 30ºC durante 60 min, una vez concluido el tiempo, homogeneizar en una licuadora durante 2 min, con 100 mL de la solución reguladora de fosfatos de sodio pH=5.8. Filtrar el homogeneizado en un embudo con papel filtro Whattman No.1 sobre una probeta graduada de 100mL e iniciar el conteo del tiempo utilizando un cronómetro. Recolectar el extracto durante 20 min exactos y reportar los mL filtrados. 57 Residuos: R11. Carne molida R12. Filtrados CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es la importancia de conocer el pH, la humedad y % acidez en carne fresca? 2. ¿Qué pH presentan las carnes PSE y DFD? 3. ¿Cuál es la relación del pH con la frescura de la carne? 4. ¿Cuáles son los resultados obtenidos de las determinaciones fisicoquímicas y sensoriales en la carne de diferentes especies? Reportar en las siguientes tablas. Tabla 1. Resultados obtenidos de la evaluación fisicoquímica de las carnes. Equipo Especie Temperatura (°C) Humedad (%) Acidez (%) pH Prueba de acetato de plomo EVL (mL) CRA Tabla 2. Resultados obtenidos de la evaluación sensorial realizada a la carne. Atributos sensoriales seleccionados Equipo Especie 5. ¿Cómo es el pH de las carnes con defectos de calidad? En los atributos sensoriales (color) y capacidad de retención de agua. 6. ¿Qué relación existe entre la temperatura y la humedad de la carne? y entre estos dos parámetros con la frescura de la carne? (prueba de acetato de plomo y EVL) ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS De acuerdo con los resultados obtenidos discutir la calidad y frescura de la carne evaluada considerando la información de la literatura y/o las normas correspondientes. CONCLUSIONES ● Desarrollar las conclusiones en función de los objetivos particulares planteados. ● Sugerencias y recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN DISPOSICIÓN 58 R1. Carne en manta de Materia orgánica (Carne y Empacado y desechar en cielo tela) el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. R2. y R4. Filtrado no Agua y jugo de carne Verificar pH y desechar utilizado en la tarja con abundante agua R3. Líquido titulado Agua, sales y jugo de Verificar pH y desechar carne en la tarja con abundante agua R5. Carne seca Materia orgánica (Carne) Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. R6., R8. y R11. Carne Materia orgánica (Carne) Empacado y desechar en molida el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. R7. Papel filtro con jugo Papel y jugo de carne Empacado y desechar en de carne el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio R9. Papel con acetato de Papel, acetato de plomo y Empacado, etiquetado y plomo sulfuro de plomo envío a la Unidad de Gestión Ambiental de acuerdo con el calendario de recolección. R10. Solución de acetato Acetato de plomo al 5% Envasado, etiquetado y de plomo no utilizada envió a la Unidad de Gestión Ambiental de acuerdo con el calendario de recolección. R12. Filtrado de EVL Solución amortiguadora Ajustar el pH a de fosfatos 0.05M, pH 5.8 neutralidad y desechar y jugo de carne en la tarja con agua abundante BIBLIOGRAFÍA • Biswas A., Kondaiah, N. (2017), Meat Science and Technology, Editorial Jaya Publishing House. • Feiner, G. (2018), Manual de Productos Cárnicos. Ciencia Práctica y Tecnología. Editorial Acribia, S. A. Zaragoza, España. • NMX-FF-105-SCFI-2005 Productos pecuarios - Carne de conejo en canal - Calidad de la carne - Clasificación • Swatland, H. J. (2003). Evaluación de la carne en la cadena de producción. Editorial Acribia, S. A. Zaragoza. España. • Warriss P.D. (2003). Ciencia de la carne. Editorial Acribia. Zaragoza. España. • Warriss P.D. (2010). Meat Science: an introductory text. Wallingford, Oxfordshire CABI. 59 • Zhou, G.H., Xu, X.L. Liu, Y. (2010). Preservation technologies for fresh meat. – A review. Meat Science, 86 (1) 119-128. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 2 (unam.mx) 60 PROTOCOLO 2. PROPIEDADES FUNCIONALES DE LA CARNE OBJETIVO GENERAL A partir de la determinación de las propiedades funcionales de la carne, indicar su posible uso en la elaboración de productos cárnicos. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • • Definición de propiedades funcionales Definición de Capacidad de retención de agua (CRA) Definición de Capacidad de emulsificación (CE). Definición de Gelificación. Funcionalidad de cloruro de sodio en las propiedades funcionales. Factores que influyen en las propiedades funcionales de las proteínas de la carne Métodos de evaluación de CRA, CE y Gelificación. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Generar un diagrama de flujo para las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Hidróxido de sodio 0.1N Solución de fenolftaleína 1% (indicador) Solución de cloruro de Sodio 0.34 M Solución de cloruro de Sodio 0.6 M Solución de cloruro de Sodio 1.0 M EQUIPO Balanza analítica Centrífuga Potenciómetro calibrado Motor de licuadora Balanza granataria Máquina de vacío Molino de carne o procesador de alimentos Texturómetro MATERIAL POR EQUIPO Bolsas de plástico de cierre hermético (mediana) Bolsa de plástico (grande 2 L aprox.) Charola de plástico Buretas graduadas 25 y 50 mL Cronómetro Cuchillo fileteador 2 1 1 1 c/u 1 1 Hilo cáñamo (carrete pequeño) Soporte universal con pinza para bureta Tabla para picar Probeta graduada de 10 mL Termómetro bimetálico Tubos de centrífuga 1 1 1 2 1 5 61 Espátula Funda plástica para embutir Vaso de licuadora 1 50 cm Olla de cocimiento Matraces aforados 100 mL y 200 mL 1 1 c/u 1 Varilla de vidrio Vidrio de Reloj Vaso de precipitados 500 mL Vidrios de 5 x 5 cm Papel filtro Whatman 1 1 2 2 2 10 MATERIA PRIMA El profesor asignará la cantidad y tipo de carne con la que trabajará cada equipo y deberá ser transportada en un recipiente con hielo. PREPARACIÓN DE LA CARNE Eliminar cartílagos y exceso de grasa de la carne, molerla en un procesador de alimentos y evaluar la frescura Residuos: R1. Carne cruda R2. Carne en la manta de cielo R3. Líquido titulado R4. Filtrado líquido no utilizado DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA (CRE). Por centrifugación Realizar la determinación por duplicado. Colocar 5 g de carne molida en un tubo de centrífuga y adicionar 8 mL de solución 0.6 M de NaCl, agitar con una varilla de vidrio, durante 1 min. Colocar los tubos en baño de hielo durante 30 min y agitar con una varilla de vidrio, durante 1 min. Centrifugar los tubos a 2500 rpm durante 30 min, decantar el sobrenadante en una probeta graduada de 10 mL y medir el volumen no retenido de la solución de NaCl. Residuos: R5. Carne cruda R6. Sobrenadante DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD EMULSIFICANTE (CE) Realizar la determinación por duplicado. Colocar 25 g de carne molida en una licuadora con 100 mL de solución de NaCl 1.0 M y mezclar hasta obtener una pasta, sin que la temperatura supere 5 º C. Pesar 12.5 g de pasta y adicionar 37.5 mL de NaCl 1.0 M, a 5 º C en un vaso de precipitados de 100ml. Colocar un vaso de licuadora en un baño de hielo, depositar la muestra diluida en el vaso de licuadora y mezclar durante 5 min a velocidad mínima. 62 Añadir aceite de maíz con una bureta y mantener encendida la licuadora, hasta que no se incorpore más aceite a la pasta de carne. El punto final es cuando se presenta la ruptura de la emulsión. Reportar la cantidad de aceite de maíz incorporado (antes de la ruptura de la emulsión) por cada g de carne. Residuos: R7. Suspensión cárnica R8. Emulsión de carne/aceite vegetal. DETERMINACIÓN DE LA GELIFICACIÓN (COHESIVIDAD) Realizar la determinación por duplicado. Colocar 100 g de la carne molida en una bolsa de plástico mediana con cierre hermético, incorporar 30 mL de una solución de cloruro de sodio 0.34M y masajear manualmente durante 5 min. Embutir manualmente en una funda de cocimiento atada por un extremo con hilo de cáñamo, eliminar el aire en una máquina de vacío reduciendo el tiempo de sellado a 2 s para no cerrar ese extremo, desplazar la carne hasta formar una esfera y atar con hilo de cáñamo. Pesar y etiquetar. Colocar un termómetro bimetálico en el centro geométrico de la pieza y colocar en un recipiente con agua a 85ºC (el agua deberá cubrirla por completo). Al llegar a los 70 °C en el centro térmico retirar y enfriar en un baño con hielo. Guardar en el refrigerador durante 24 h y al día siguiente, pesar cerrado, recuperar y medir el líquido exudado, si existiera. Realizar la evaluación sensorial y el perfil de textura (TPA) en un cubo de 2.5 cm por 2.5 cm del centro de la pieza. Residuos: R9. Carne cocida R10. Funda de cocción usada R11. Agua de cocción CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es la importancia de conocer el pH y la acidez en carne fresca? 2. Coloque en la tabla 1 los resultados de las determinaciones de las propiedades funcionales de las carnes estudiadas, indicando claramente las unidades. Tabla 1. Propiedades funcionales de las carnes Capacidad de reCapacidad de Equipo Especie/corte tención de agua emulsificación (CRA) (CE) Gelificación 63 3. ¿Existe correlación entre los valores de CRA y CE entre las diferentes especies o cortes de carne? Explique. 4. En la determinación de perfil de textura medido en las muestras de gelificación ¿existe relación entre los parámetros obtenidos con los resultados de CRA y CE? 5. De la evaluación sensorial y el análisis de textura (TPA) de las muestras en que se determinó la gelificación, coloque en las tablas 2 y 3 el resultado obtenido para cada atributo y parámetro seleccionado respectivamente, e indique cual o cuales atributos sensoriales pueden estar relacionados con alguno o algunos de los parámetros del análisis de textura Tabla 2. Resultados obtenidos de la evaluación sensorial de la determinación de gelificación de diferentes muestras de carne. Atributos sensoriales seleccionados Equipo Especie/corte Tabla 3. Resultado de la evaluación del perfil de textura (TPA) de la determinación de gelificación de diferentes muestras de carne. Parámetros seleccionados Equipo Especie/corte 6. ¿Existe alguna relación entre los resultados de la evaluación sensorial de las muestras en que se determinó la gelificación, con los parámetros del análisis de textura? Explique. 7. Explique el comportamiento de las propiedades funcionales de las especies y/o cortes analizadas con el uso que se podría proponer para cada muestra. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Explicar el comportamiento de las propiedades funcionales en las especies analizadas y el uso que se le daría a cada carne o corte. CONCLUSIONES ● ● Desarrollar las conclusiones en función de los objetivos particulares planteados. Sugerencias y recomendaciones. 64 DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN R1., R5 y R9 Carne Materia orgánica (Carne) molida y carne cocida R2. Carne en manta de Materia orgánica (Carne y cielo tela) R3. Filtrado no utilizado Agua y jugo de carne R4. y R6. Líquido titulado Agua, sales y jugo de y Sobrenadante carne R7. Suspensión cárnica Agua y carne (pasta cárnica sobrante) R8. Emulsión de aceite Agua, carne y aceite en agua. R10. Fundas de cocción Materia orgánica (plástico usadas y jugo de carne) R11. Agua de cocción Agua y materia orgánica (jugo de carne) DISPOSICIÓN Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua Filtrar, empacar el sólido y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Al líquido verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua Envasado, etiquetado y envió a la Unidad de Gestión Ambiental de acuerdo con el calendario de recolección. Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua BIBLIOGRAFÍA • • • • • • • Carballo, B. A., López de Torre, G., Madrid, A. (2001). Tecnología de la carne y de los productos cárnicos. AMV Ediciones, Mundi-Prensa, Feiner, G. (2018), Manual de Productos Cárnicos. Ciencia Práctica y Tecnología. Editorial Acribia, S. A. Zaragoza, España. Hui, Y.H, Guerrero Legarreta, I., Rosmini, M.R. (2006). Ciencia y tecnología de carnes. Limusa, México, D.F. Swatland, H. J. (2003). Evaluación de la carne en la cadena de producción. Editorial Acribia, S. A. Zaragoza. España. Toldrá, F., Nollet, L.M.L. (2018). Advanced technologies for meat processing. CRC Press, Taylor & Francis Group. Warriss P.D. (2010). Meat Science: an introductory text. Wallingford, Oxfordshire CABI. Zhou, G.H., Xu, X.L. Liu, Y. (2010). Preservation technologies for fresh meat. – A review. Meat Science, 86 (1) 119-128. 65 Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 2 (unam.mx) 66 PROTOCOLO 3. ELABORACIÓN DE PRODUCTOS AHUMADOS OBJETIVO GENERAL Comparar el efecto del proceso de ahumado en las características de los productos obtenidos CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • Proceso de ahumado Normatividad vigente de productos ahumados. Etapas y condiciones de los diferentes métodos de ahumado. Composición del humo obtenido por la pirolisis de maderas. Cambios fisicoquímicos que se dan en el proceso de ahumado de la carne. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Generar un diagrama de flujo para cada proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Hidróxido de sodio 0.1N Solución de fenolftaleína 1% (indicador) Agua destilada Azúcar morena Eritorbato de sodio Sal de mesa Virutas o Aserrín Humo líquido EQUIPO Ahumador Balanza Granataria Refrigerador MATERIAL POR EQUIPO Charola 20 X 20 cm Espátula Fundas de ahumado Probeta 500 mL Termopar o termómetro bimetálico Varilla de vidrio Vasos de precipitados 250 mL 1L 100 mL 3L 500 g 10 g 500 g 1 kg 250 mL Texturómetro Horno 1 1 50 cm 1 1 1 1 67 Película plástica para envoltura de alimentos 1m MATERIA PRIMA El profesor asignará la cantidad y tipo de carne con el que trabajará cada equipo y deberá ser transportada en un recipiente con hielo. PREPARACIÓN DE LA CARNE Realizar las determinaciones de frescura de la carne Pesar, registrar el peso y preparar una salmuera que contenga: 6.5% sal de mesa 3% azúcar morena 1.6%eritorbato de sodio 1.5% sal de cura Premier Calcular el 22% del peso de la pieza de carne, pesar su equivalente de salmuera e inyectarla en la carne, tratando de cubrirla completamente, masajear manualmente con suavidad durante 5 min, haciendo uso de guantes. Guardar la carne en el refrigerador durante 1 día a 4°C. Al día siguiente, lavar la carne varias veces con agua tibia y dejar escurrir. Residuos: R1. Restos sólidos de carne fresca R2. Soluciones acuosas de las determinaciones de acidez R3. Carne en manta de cielo R4. Filtrado no utilizado PROCESO DE AHUMADO A. USO DE AHUMADOR Precalentar el ahumador a la máxima temperatura (140°C). Colocar la viruta de aserrín en la bandeja hasta que quede al nivel de la superficie, espolvorear 160 g de azúcar sobre el aserrín y humedecer ligeramente con agua (50 mL aproximadamente) y colocar a un lado del equipo. Colocar la pieza de carne curada en las parrillas que deben haber sido untadas con aceite previamente, registrar la hora en que inicia el proceso y monitorear la temperatura del centro térmico de la carne hasta llegar a los 60°C. Una vez alcanzada la temperatura, prender el extractor e introducir la charola con aserrín y azúcar en el quemador, cuando se comience a generar el humo, abrir la llave de la chimenea ¾ partes y dejar ahumar el producto hasta que se obtenga un color dorado uniforme en la parte inferior, voltear la pieza hasta obtener un color homogéneo en ambas caras. Retirar la charola con aserrín y continuar el monitoreo de la temperatura del centro térmico hasta llegar a los 70°C. Registrar el tiempo total requerido. 68 Enfriar la pieza de carne a temperatura ambiente y envolver con película plástica, para almacenar en el refrigerador a 4ºC. Para su evaluación, cortar las chuletas de aproximadamente 3 cm cada una o rebanar algunas lonjas de tocino, según sea el caso y realizar las pruebas fisicoquímicas, sensoriales y de textura (TPA) en un cubo de 2.5 cm por 2.5 cm de producto terminado y de un producto comercial. Residuos: R5. Producto cárnico cocido y ahumado R6. Cenizas de aserrín B. USO DE HUMO LÍQUIDO Precalentar el horno a la temperatura (140°C). Preparar una solución de humo líquido de acuerdo con las indicaciones de los profesores, sumergir la pieza de carne en la solución el 45-75 s. o aplicar por aspersión durante 1 minuto. Colocar la carne en el horno, en una charola previamente untada con aceite y monitorear la temperatura del centro térmico hasta llegar a los 70°C. Registrar el tiempo desde que se introdujo la carne al horno. Enfriar la pieza de carne a temperatura ambiente y envolver con película plástica, para almacenar en el refrigerador a 4ºC. Para su evaluación, cortar las chuletas de aproximadamente 3 cm cada una o rebanar algunas lonjas de tocino, según sea el caso y realizar las pruebas fisicoquímicas, sensoriales y de textura (TPA) en un cubo de 2.5 cm por 2.5 cm de producto terminado y de un producto comercial. Residuos: R7. Producto cárnico cocido y ahumado R8. Solución de humo líquido C. USO DE FUNDA PARA AHUMAR Precalentar el horno a la temperatura (140°C). Introducir la carne en una funda de ahumado, cerrando ambos extremos, colocarla en el horno, en una charola previamente untada con aceite y monitorear la temperatura del centro térmico hasta llegar a los 70°C. Registrar el tiempo desde que se introdujo la carne al horno. Enfriar la pieza de carne a temperatura ambiente y envolver con película plástica, para almacenar en el refrigerador a 4ºC. Para su evaluación, cortar las chuletas de aproximadamente 3 cm cada una o rebanar algunas lonjas de tocino, según sea el caso y realizar las pruebas fisicoquímicas, sensoriales y de textura (TPA) en un cubo de 2.5 cm por 2.5 cm de producto terminado y de un producto comercial. 69 Residuos: R9. Producto cárnico cocido y ahumado R10. Funda de ahumado usada CUESTIONARIO 1. Coloque en la tabla 1 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas de las carnes estudiadas, indicando claramente las unidades. Tabla 1. Resultados de las determinaciones fisicoquímicas de la materia prima. Equipo Método de ahumado pH Acidez Humedad 2. Con los resultados obtenidos, explique la importancia de estos para la realización del protocolo. 3. Coloque en la tabla 2 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas del producto ahumado obtenido, indicando claramente las unidades. Tabla 2. Resultados de las determinaciones fisicoquímicas del producto ahumado y el comercial y el tiempo requerido para el proceso. Equipo Método de ahumado pH Acidez Humedad Tiempo 4. Con los resultados obtenidos, explique si hay alguna relación entre el método de ahumado empleado y los mismos. 5. ¿Por qué es importante determinar la humedad en el producto final? Explique si los resultados son congruentes. 6. De la evaluación sensorial y el análisis de textura (TPA) de las muestras ahumadas y el producto comercial, coloque en las tablas 3 y 4 el resultado obtenido para cada atributo y parámetro seleccionado respectivamente, e indique cual o cuales atributos sensoriales pueden estar relacionados con alguno o algunos de los parámetros del análisis de textura Tabla 3. Resultado de la evaluación sensorial de los productos ahumados. Atributos sensoriales seleccionados Método de Equipo ahumado Tabla 4. Resultado de la evaluación del perfil de textura (TPA) de los productos ahumados. Parámetros seleccionados Método de ahuEquipo mado 70 7. ¿Existe alguna relación entre los resultados de la evaluación sensorial de las muestras ahumadas y la comercial, con los parámetros del análisis de textura? Explique. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Explicar y discutir el comportamiento de las características sensoriales, parámetros fisicoquímicos y de textura de los productos terminados obtenidos con cada proceso, así como el tiempo necesario para la obtención de cada uno. CONCLUSIONES ● Desarrollar las conclusiones en función de los objetivos particulares planteados. ● Sugerencias y recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO R1., R5, R7 y R9. Carne molida y carne cocida COMPOSICIÓN Materia orgánica (Carne) R2. y R4 Líquido titulado y Sobrenadante Agua, sales y jugo de carne R3. Carne en manta de cielo Materia orgánica (Carne y tela) R6. Cenizas de aserrín Materia orgánica y minerales (aserrín y cenizas) R8. Solución de humo líquido Agua y materia orgánica (color caramelo, humo de madera condensado) Celulosa, jugo de carne R10. Funda de ahumado utilizada DISPOSICIÓN Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. BIBLIOGRAFÍA ● Derrick B. Mc. Carthy , (2017) ,Carne y procesamiento de la carne, Ed.Nova Science Publishers,.E.U.A. ● Feiner, G. (2018), Manual de Productos Cárnicos. Ciencia Práctica y Tecnología. Editorial Acribia, S. A. Zaragoza, España. ● Hui, Y. H., (2006), Ciencia y tecnología de carnes, Editorial Limusa, México. 71 ● ● ● ● ● Hui, Y.H. Editor; Editores asociados Aalhus, J.L., Cocolin, I., Guerrero-Legarreta, I., Nollet,L.M., Purchas, R.W., Schilling, M.W., Stanfield, P., Xiong, Y.L. (2012). Handbook of meat and meat processing. Boca Raton, Florida: CRC Pres Mandal, P.K., Biswas, A.K. (2018) Hand Book Of Meat Science. Satish Serial Publishing House. Delhi, India. NMX-F-126-1969. Alimentos para uso humano. Calidad para tocino. Normas Mexicanas. Dirección General De Normas. NMX-F-138-1969.Entrecot Ahumado. ”Smoke Dry Entrecot”. Normas Mexicanas Dirección General de Normas. Turan T. (2015), Ahumado, Curado y Salado. Ed. Lexus Editores, México. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 2 (unam.mx) 72 PROTOCOLO 4. ELABORACIÓN DE JAMÓN COCIDO OBJETIVO GENERAL Evaluar el efecto de algunos aditivos en las características sensoriales y físicas de jamón cocido CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • • Proceso de elaboración de jamón cocido. Normatividad vigente para el jamón cocido. Etapas y condiciones de los diferentes métodos de curación. Funcionalidad de los ingredientes utilizados en la producción de jamón cocido. Aditivos permitidos en la elaboración de jamón cocido. Efecto del uso de aditivos en la producción de jamón cocido Cambios fisicoquímicos que se dan en el proceso de elaboración de jamón cocido. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Proponer un diseño experimental con base en las condiciones de referencia para evaluar el efecto del uso de aditivos. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Solución de hidróxido de sodio 0.1N Agua destilada Sal fina Carragenina Eritorbato de sodio Glutamato monosódico Solución de fenolftaleína 1% (indicador) 1L 3L 500 g 100 g 50 g 10 g 100 mL EQUIPO Estufa Potenciómetro Licuadora Balanza analítica Cedazo de 6mm para el molino Máquina de vacío Batidora de pedestal con tazón de acero y aspa de batidor plana Condimento para jamón Aislado de Soya Azúcar Morena Sal cura Premier Fosfato Hamine Hielo 100 g 50 g 500 g 50 g 100 g 300 g Molino de carne Refrigerador Plancha de agitación Balanza granataria Tenderizador de carne Placa tipo “Riñonero” para molino 73 MATERIAL POR EQUIPO Bureta de 50 mL Cuchillo tipo filetero Charola de plástico 20cm x 50 cm Espátula Forja y/o Funda de plástico de cocimiento directo Hilo cáñamo Matraz de Erlenmeyer 250 mL Olla de cocimiento Probeta graduada 100 mL Tabla de corte para carne Termómetro para carne Vasos precipitados 500 mL Varilla de vidrio 1 1 1 1 1 / 50 cm 50 cm 1 1 1 1 1 1 1 MATERIA PRIMA El profesor asignará la cantidad de la pierna trasera de cerdo con la que trabajará cada equipo, la cual deberá ser transportada en un recipiente con hielo. PROCEDIMIENTO Realizar las determinaciones de frescura de la carne. Retirar el exceso de grasa, tendones, ligamentos y coágulos de sangre de la carne, cortar el 70% de la carne en trozos de aproximadamente 15 x 10 x 5 cm y moler en el molino 30% restante utilizando el cedazo de 6 mm. La formulación base requiere, por cada Kg de carne, preparar una salmuera disolviendo en 170 mL de agua: a. 60g de hielo b. 11g de sal fina c. 7g de condimento para jamón d. 6g de azúcar e. 3g de sal de cura Premier2g de eritorbato de sodio f. 0.3g de glutamato monosódico g. 3g fosfatos Hamine* que se deben disolver por separado en una parte del agua con agitación constante para evitar su precipitación y después adicionar esta solución al resto de la salmuera. . Pasar dos veces las tiras de carne a través de un tenderizador de agujas, hasta romper parcialmente las fibras musculares, colocar la carne en el recipiente de la mezcladora, adicionar la carne molida y la salmuera, cubrir con papel aluminio el tazón y mezclar la carne en la velocidad más baja durante 5 min. Depositar toda la carne curada en un recipiente y refrigerar a 4°C durante 24 h. Embutir en una funda y/o forjar en un molde de metal propio para jamón. 74 Si se embutió en una funda, eliminar el aire de la pieza en la máquina de vacío y ajustar el tiempo de sellado para que no se cierre y la carne se pueda recorrer para moldear en forma de esfera. Pesar el producto en proceso y colocar un termómetro bimetálico que llegue al centro térmico. Cocer en un baño de agua a 85ºC hasta llegar a 70°C en el centro térmico. Enfriar en agua con hielo hasta disminuir la temperatura a 30°C y guardar en refrigeración. Para la evaluación, abrir la funda, recuperar y medir el líquido drenado. Pesar el jamón y calcular el rendimiento con base en la cantidad de carne y realizar las pruebas sensoriales y de textura (TPA) al producto elaborado y a uno comercial. Residuos: R1. Restos sólidos de carne fresca R2. Soluciones acuosas de las determinaciones de acidez R3. Carne en manta de cielo R4. Filtrado no utilizado R5. Producto cárnico cocido R6. Líquido drenado R7. Funda de cocción usada R8. Agua de cocción CUESTIONARIO 1. Coloque en la tabla 1 las variables que se manejaron por cada formulación. Tabla 1. Cuadro de variables. Equipo/Variable Formulación 2. Explique el efecto de la variable seleccionada sobre el producto terminado. 3. Coloque en la tabla 2 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas de la carne utilizada, indicando claramente las unidades. Tabla 2. Resultados de las determinaciones fisicoquímicas de la materia prima. Equipo Temperatura pH Acidez Humedad 4. ¿Con los resultados obtenidos? Explique la importancia de estos para la realización del protocolo. 5. Coloque en la tabla 3 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas del jamón obtenido y el jamón comercial utilizado como referencia, indicando claramente las unidades. Tabla 3. Resultados de las determinaciones fisicoquímicas del jamón elaborado y un jamón comercial. 75 Equipo Variable Rendimiento Líquido drenado pH Acidez Humedad 6. Con los resultados obtenidos, explique si hay alguna relación entre las diferentes formulaciones y dichos resultados. 7. De la evaluación sensorial y el análisis de textura (TPA) del jamón elaborado y el jamón comercial, coloque en las tablas 4 y 5 el resultado obtenido para cada atributo y parámetro seleccionado respectivamente, e indique cual o cuales atributos sensoriales pueden estar relacionados con alguno o algunos de los parámetros del análisis de textura. Tabla 4. Resultado de la evaluación sensorial de los jamones elaborados y un producto comercial. Atributos sensoriales seleccionados Equipo Formulación Tabla 5. Resultado de la evaluación del perfil de textura (TPA) de los productos elaborados y el comercial. Parámetros seleccionados Equipo Formulación 8. ¿Existe alguna relación entre los resultados de la evaluación sensorial del jamón cocido, con los parámetros del análisis de textura? Explique. 9. ¿Se encontró relación entre las variables de la materia prima (tabla 2) con los resultados obtenidos en los jamones elaborados? Explique. ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Explicar y discutir el comportamiento de las características sensoriales, de textura, %líquido drenado y rendimiento de los productos terminados obtenidos con cada formulación. CONCLUSIONES ● Desarrollar las conclusiones en función de los objetivos particulares planteados. ● Sugerencias y recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN DISPOSICIÓN 76 R1. y R5. Carne molida y producto cárnico cocido Materia orgánica (Carne) R2. R4 y R8 Líquido titulado, Filtrado no utilizado y agua de cocción. R3. Carne en manta de cielo Agua, sales y jugo de carne R6. Líquido drenado Agua, sales y jugo de carne R7. Funda de cocción utilizada Plástico y jugo de carne Materia orgánica (Carne y tela) Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. BIBLIOGRAFÍA ● Hoogenkamp, H.W., (2008), Proteínas de soja y fórmulas para productos cárnicos, Ed. Acribia, Zaragoza, España. ● Hui, Y. H., (2006), Ciencia y tecnología de carnes, Editorial Limusa, México. ● Hui, Y.H. Editor; Editores asociados Aalhus, J.L., Cocolin, I., Guerrero-Legarreta, I., Nollet,L.M., Purchas, R.W., Schilling, M.W., Stanfield, P., Xiong, Y.L. (2012). Handbook of meat and meat processing. Boca Raton, Florida: CRC Pres ● Maya, P., J.A., (2010). Manejo y Procesamiento de Carnes. UNAD-Colombia. ● NORMA Oficial Mexicana NOM-158-SCFI-2003. Jamón-Denominación y clasificación comercial, especificaciones fisicoquímicas, microbiológicas, organolépticas, información comercial y métodos de prueba. ● Ranken, M.D., (2000). Handbook of meat product technology. Blackwell Science, Oxford; Malden, Maryland ● Tyszkiewicz, I; Klossowska, B; Wieczorek, U; Jakubiec-Puka A. (1997) Mechanical tenderisation of pork meat: Protein and water release due to tissue damage J. Sci. Food and Agr. 73 ,179-185. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 2 (unam.mx) 77 PROTOCOLO 5. ELABORACIÓN DE CHORIZO OBJETIVO GENERAL Evaluar el efecto del uso de un cultivo iniciador en las características fisicoquímicas del chorizo durante la fermentación y atributos sensoriales en el producto final. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • Parámetros fisicoquímicos de los embutidos crudos curados Proceso de elaboración y maduración en los productos fermentados Aditivos empleados en la elaboración y legislación propia para estos productos Microorganismos benéficos y dañinos en productos crudos curados ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo y proponer un diseño experimental a seguir. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Proponer un diseño experimental con base en las condiciones de referencia para evaluar el efecto de la cantidad y tipo de cultivo iniciador. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Hidróxido de sodio 0.1N Solución de fenolftaleína 1% (indicador) 1L 100 mL EQUIPO Balanza analítica Batidora de pedestal con tazón de acero y aspa de batidor plana Potenciómetro calibrado Refrigerador MATERIAL POR EQUIPO Matraz Erlenmeyer 250 mL Pipetas de 1, 5 y 10 mL Espátula Cronometro Cuchillo fileteador Charola de plástico de 30 cm x 30 cm Funda Natural o sintética Balanza granataria Molino de carne con placa con orificios de 6 mm de apertura Embutidora con boquilla de 1 cm de diámetro Estufa 3 2 c/u 1 1 1 1 1.5 m Papel aluminio Probeta graduada de 100 mL Tabla para picar Vaso de precipitados 100 mL Vaso de precipitados 250 mL Hilo cáñamo (carrete pequeño) Soporte universal 1 rollo 2 1 3 3 1 1 78 Bureta graduada 25 mL 1 Pinza para bureta 1 MATERIA PRIMA El profesor asignará la cantidad de carne con el que trabajará el equipo y deberá ser transportada en un recipiente con hielo. INGREDIENTES ADICIONALES Y ADITIVOS Vino blanco seco 250 mL Cultivo Láctico (Pediococcus pentosaceus y/o Lactobacillus plantarum) 120 mL Lardo 500g Pimentón dulce 200 g Sal 100g Nuez moscada 2 g Jengibre molido 2 g Pimentón picante 100 g Condimento para chorizo 60 g Azúcar 50 g Eritorbato de Sodio 3 g Fosfatos 20 g Glutamato 6 g Pimienta blanca 3 g Sal de cura 20 g Ajo en polvo 6 g PROCEDIMIENTO Realizar las determinaciones de frescura de la carne Moler por separado las carnes y la grasa (el lardo) en el molino para carne usando una placa de 6 mm de abertura. Mezclar la carne y la grasa molidas con el resto de los ingredientes de la formulación que se muestra en la tabla 1, durante 3 min y mantener la pasta a temperaturas inferiores a 10°C. Dejar reposar la masa cárnica 24 h a temperatura de 4°a10°C en un recipiente cubierto con papel aluminio y etiquetar adecuadamente. Embutir a las 24 h la pasta usando la funda del diámetro apropiado y atar el chorizo con hilo cáñamo en porciones de 8-10 cm. Registrar el peso inicial de la mezcla embutida. Tomar la muestra inicial de la fermentación al tiempo t=0 y realizar las determinaciones de pH, % de acidez y % de Humedad, dejar fermentar a temperatura de 20°C en un lugar con circulación de aire y tomar una muestra cada 24 h durante un mínimo de 5 días, para realizar las mismas determinaciones del inicio, registrando el peso de la muestra retirada, para realizar el balance adecuado relacionado con el rendimiento final. Concluida la fermentación realizar las determinaciones fisicoquímicas y la evaluación sensorial del producto terminado debidamente cocido, así como la de un producto comercial. Tabla. Formulaciones para Chorizo Ingredientes Formulación 1 Formulación Base Formulación 3 79 Lomo de cerdo (g) 300 Espaldilla de cerdo (g) 300 Lardo (g) Vino blanco seco (mL) Cultivo Láctico (mL) 300 60 Pimentón dulce (g) 20 30 Pimentón picante (g) 15 Sal (g máx.) Condimento para chorizo (g) Azúcar (g) Sal de cura (g) Fosfatos ** (g) Ajo en polvo (g) Glutamato (g) 15 10 Eritorbato de Sodio (g) 5.5 3 3 1 1 0.5 Pimienta blanca (g) 0.5 Jengibre molido (g) 0.3 Nuez moscada (g) 0.3 Residuos: R1. Restos sólidos de carne fresca R2. Soluciones acuosas de las determinaciones de acidez R3. Carne en manta de cielo R4. Filtrado no utilizado R5. Producto cárnico en proceso y terminado cocido R6. Funda de embutido usada CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es la importancia de conocer la frescura de la carne que se utilizó en la elaboración del producto? 2. ¿Cuáles son los resultados obtenidos de las determinaciones de pH, acidez y humedad del producto durante el monitoreo de la fermentación/maduración? Coloque también los resultados del producto comercial. Reportar en la tabla 2. Elaborar una tabla para cada formulación. Tabla 2. Resultados obtenidos del monitoreo en la elaboración del producto. Tiempo de moEquipo Formulación pH Acidez Humedad nitoreo 80 3. ¿Cómo se puede explicar el comportamiento de la humedad de las muestras durante la fermentación/maduración en el tiempo monitoreado? 4. ¿Cómo se puede explicar el comportamiento de la acidez de las muestras durante la fermentación/maduración en el tiempo monitoreado? 5. ¿Cómo se puede explicar el comportamiento del pH de las muestras durante la fermentación/maduración en el tiempo monitoreado? 6. ¿Existen diferencias en el comportamiento de los parámetros fisicoquímicos determinados (humedad, acidez y pH), debido a la formulación? Explique la posible causa, ya sea que exista o no diferencia. 7. ¿Los productos terminados de cada formulación cumplen con las especificaciones fisicoquímica de la normatividad vigente? 8. Reportar en la Tabla 3 los rendimientos del producto para cada formulación. Tabla 3. Rendimiento del producto elaborado para cada formulación. Rendimiento Equipo Formulación Con base en la can- Con base en la fortidad de carne mulación 9. ¿Existe diferencia en el rendimiento, ya sea con base en la cantidad de carne o con base en la formulación, de acuerdo con la formulación? Explique 10. Reportar en la Tabla 4 los resultados obtenidos de las determinaciones sensoriales del producto cocinado. Tabla 4. Resultados obtenidos de la evaluación sensorial realizada al producto terminado y el comercial cocinado. Atributos sensoriales seleccionados Equipo Formulación 11. ¿Cómo se seleccionaron los atributos que fueron evaluados? 12. ¿Qué cambios se encuentran en los atributos sensoriales evaluados relacionados con la formulación? 13. ¿Con las determinaciones realizadas es posible que se pueda seleccionar la mejor formulación para la elaboración del producto? ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Explicar y discutir el comportamiento de las determinaciones fisicoquímicas durante la fermentación y las características sensoriales y rendimiento de los productos terminados obtenidos con cada formulación. CONCLUSIONES ● Desarrollar las conclusiones en función de los objetivos particulares planteados. 81 ● Sugerencias y recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO R1. y R5. Carne molida y producto en proceso y terminado cocido COMPOSICIÓN Materia orgánica (Carne y chorizo) R2. y R4 Líquido titulado y Filtrado no utilizado. Agua, sales y jugo de carne R3. Carne en manta de cielo Materia orgánica (Carne y tela) R6. Funda de embutido utilizada Plástico o celulosa y jugo de carne DISPOSICIÓN Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. BIBLIOGRAFÍA ● Hoogenkamp, H.W., (2008), Proteínas de soja y fórmulas para productos cárnicos, ● ● ● ● ● Ed. Acribia, Zaragoza, España. Hui, Y.H. Editor; Editores asociados Aalhus, J.L., Cocolin, I., Guerrero-Legarreta, I., Nollet,L.M., Purchas, R.W., Schilling, M.W., Stanfield, P., Xiong, Y.L. (2012). Handbook of meat and meat processing. Boca Raton, Florida: CRC Pres Hui, Y. H., (2006), Ciencia y Tecnología de carnes, Ed. Limusa, México. Lawrie R. A. (2000) Ciencia de la Carne. Ed. Acribia. Zaragoza, España. Norma Oficial Mexicana NOM 145-SSA-1-1995. Productos cárnicos troceados y curados, productos cárnicos curados y madurados. Toldrá F., Hui Y.H., Handbook of Fermented Meat and poultry ,Ed. Wiley Blackwell Pub.Ames Iowa, E.U.A.2a.Edición, Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 2 (unam.mx) 82 PROTOCOLO 6. ELABORACIÓN DE SALCHICHAS COCIDAS OBJETIVO GENERAL Evaluar el efecto de la cantidad de grasa en la estabilidad de una emulsión cárnica y las características finales de la salchicha escaldada CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • • Definición de emulsión cárnica Tipo de fosfatos empleados para emulsiones Tipo de grasas empleadas en emulsiones cárnicas Microbiología presente en embutidos escaldados Tipos de fundas de cocimiento Proceso y condiciones de elaboración de salchicha Defectos que se pueden presentar en la salchicha escaldada por la adición de grasa. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo y proponer un diseño experimental a seguir. 5. Revisar el procedimiento experimental. 6. Proponer un diseño experimental con base en las condiciones de referencia para evaluar el efecto de la formulación en las características del producto. 7. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Ajo en polvo Azúcar Solución valorada de NaOH 0.1N Glutamato monosódico Carragenina Cebolla en polvo Colorante rojo Consomé de pollo Eritorbato de sodio Funda Sintética de celulosa, fibra y plástico Hielo picado Harina de trigo Lardo o papada de cerdo Manteca vegetal Mezcla de fosfatos (Accoline) Nuez moscada Sal de cura Sabor humo Sal fina Solución de fenolftaleína 1% (indicador) Solución acuosa al 0. 5 % de Colorante Rojo # 40 o Rojo Cereza Pimienta blanca 83 EQUIPO Balanza analítica Balanza granataria Boquilla para embutir de 1 cm Cámara de refrigeración a 4ºC Charola de plástico de 30cm x 30 cm MATERIAL POR EQUIPO Material Balanza granataria Bolsa de plástico Cronómetro Cuchillo Espátula metálica chica Espátula de plástico (Miserable) Tabla para cortar carne Hilo de cáñamo Vaso precipitado 100 mL 1 1 1 Embutidora Molino para carne Olla de aluminio de 3L Picadora de carne o cutter 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Material Matraz Erlen-Meyer Mortero Papel aluminio Pipeta de 1 mL Probeta graduada de 100 mL Funda Sintética de Celulosa, fibra y plásticas Termómetro para carne Tijeras 2 1 1 2 1 1m 1 1 2 MATERIA PRIMA La que indique la formulación asignada por el profesor y deberá ser transportada en un recipiente con hielo. PROCEDIMIENTO Realizar las determinaciones de frescura de la carne Pesar los ingredientes y aditivos secos, de acuerdo con las formulaciones indicadas en la tabla 1. Los fosfatos (Accoline) se deben disolver perfectamente en 100 mL de agua caliente 40 a 50 °C, agitar y enfriar. Esta agua es necesario restarla del total de agua para cada formulación. Picar la carne y la grasa manualmente en cubos de aproximadamente 2 cm manteniendo la temperatura de 4°C y colocar en el cutter con una tercera parte del hielo, sal de cura y la sal. Evitar que el calor producido por la fricción de las cuchillas aumente la temperatura de la mezcla y se rompa la emulsión. Encender el equipo y mantenerlo durante 3 min hasta lograr la incorporación completa de los ingredientes, con la picadora funcionando, incorporar la grasa y mantenerla así durante 3 min a la temperatura a 10°C. Sin parar la picadora, adicionar otra tercera parte del hielo. A los 30 s añadir la harina de trigo o la fécula de papa y mezclar durante 2 min mas, sin detener el equipo adicionar las especias y condimentos previamente molidos en mortero y dejar mezclar durante 1 min más. Finalmente añadir el último tercio del hielo (se puede manejar una mezcla de 70:30 de hielo:agua) y la mezcla de fosfatos disuelta 84 y continuar la operación de cortado durante 2 min más ó hasta obtener la textura final deseada. Añadir lentamente el sabor humo y el colorante al final del proceso. Detener la acción de las cuchillas. Evaluar la estabilidad de la emulsión cárnica colocando 25g en un tubo de centrífuga y someter a 2500 rpm durante 1 minuto, colocar en un baño maría a 20ºC durante 5 min y llevar a cocción hasta que llegue a 70ºC. Recuperar y medir el líquido liberado en una probeta de 5 mL. Transferir el resto de la emulsión cárnica a la embutidora y embutir con la boquilla de 1cm de diámetro. Emplear tripas artificiales, fraccionar cada 10 cm con hilo de cáñamo y registrar el peso de la pasta embutida. Colocar las salchichas en una paila o en una olla de cocimiento, con agua a 85°C hasta alcanzar una temperatura de centro térmico del producto de 70°C. Controlar la temperatura del agua por debajo de 90°C para evitar que se reviente la funda. Después del cocimiento colocar las salchichas en un recipiente con agua y hielo y disminuir la temperatura hasta 30ºC. Registrar el peso final del producto. Guardar en bolsas de plástico y en refrigeración hasta su evaluación fisicoquímica, de textura (TPA) y sensorial, las cuales también serán aplicadas a una muestra comercial. Colocar en una bolsa de plástico de cierre hermético nueva una muestra que será enviada a control microbiológico. Tabla 1. Formulaciones para Salchicha Ingredientes Espaldilla de cerdo (g) Diezmillo de res (g) Lardo o papada de cerdo (g) Hielo picado (g) Fécula de papa (g) Consomé de pollo en polvo (g) Sal fina (g.) Cebolla en polvo (g) Nuez moscada en polvo (g) Azúcar (g) Sal de cura (g) Fosfatos (Accoline)* (g) Pimienta blanca en polvo (g) Ajo en polvo (g) Glutamato monosódico (g) Eritorbato de Sodio (g) Sabor humo (mL máximo) Formulación Base Formulación 2 400 100 300 300 65 12 12 8 4 5 2.2 3.5 3 2 1 0.5 1 85 Solución acuosa de colorante rojo 40 o rojo cereza (mL) 1 Residuos: R1. Restos sólidos de carne fresca R2. Soluciones acuosas de las determinaciones de acidez R3. Carne en manta de cielo R4. Filtrado no utilizado R5. Producto cárnico en proceso y terminado cocido R6. Funda de embutido usada CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es el efecto del pH de las carnes en la calidad final de la salchicha? 2. ¿Por qué se agrega el hielo en 3 partes durante el proceso de elaboración de la emulsión cárnica? 3. ¿Cuál es el resultado en la estabilidad de la emulsión cárnica que se produce al agregar mayor cantidad de grasa? 4. ¿Cuáles son los resultados obtenidos de las determinaciones fisicoquímicas de las carnes y producto terminado? Reportar en la tabla 2. Incluir los resultados fisicoquímicos de la muestra comercial. Tabla 2. Resultados de la evaluación fisicoquímica de las carnes frescas y la salchicha escaldada Equipo Especie o producto pH Acidez Humedad 5. De la evaluación sensorial y el análisis del perfil de textura a las muestras de salchicha elaborada y la comercial, coloque los resultados en las tablas 3 y 4 los atributos y parámetros seleccionados respectivamente. ¿Existe alguna relación entre el perfil de textura instrumental (TPA) y la evaluación sensorial de las diferentes muestras? Tabla 3. Resultado de la evaluación sensorial de las salchichas elaboradas y un producto comercial. Atributos sensoriales seleccionados Equipo Formulación Tabla 5. Resultado de la evaluación del perfil de textura (TPA) de los productos elaborados y el comercial. Parámetros seleccionados Equipo Formulación 86 6. ¿Existe alguna relación entre el perfil descriptivo de textura instrumental (TPA) y la evaluación sensorial de las diferentes formulaciones? 7. ¿La grasa tiene efecto sobre la estabilidad, el rendimiento y los atributos sensoriales y parámetros de textura en los dos tipos de salchicha? ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Explicar y discutir el comportamiento de las determinaciones de estabilidad de la emulsión, fisicoquímicas, de textura, las características sensoriales y rendimiento de los productos terminados obtenidos con cada formulación. CONCLUSIONES ● Desarrollar las conclusiones en función de los objetivos particulares planteados. ● Sugerencias y recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO R1. y R5. Carne molida y producto en proceso y terminado cocido COMPOSICIÓN Materia orgánica (Carne y chorizo) R2. y R4 Líquido titulado y Filtrado no utilizado. Agua, sales y jugo de carne R3. Carne en manta de cielo Materia orgánica (Carne y tela) R6. Funda de embutido utilizada Plástico o celulosa y jugo de carne DISPOSICIÓN Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. BIBLIOGRAFÍA • Amerling Carolina, (2001), Tecnología de la carne, Ed. UNED, San José C.R. • Badui Dergal Salvador; (2012), Ciencia de los Alimentos en la práctica. Ed. Pearson. México. • Hui, Y. H. (2006). Ciencia y tecnología de carnes. Ed. Limusa, México • Hoogekamp W. Henk, (2008), Proteínas de soja y fórmulas para productos cárnicos, Ed. Acribia, Zaragoza, España. • Lawrie R. A. (2000), Ciencia de la Carne. Ed. Acribia. Zaragoza, España. • Whistler, Roy, L. (1973), Industrial Gums, Ed. Academic Press, N.Y. E.U.A. Recursos electrónicos 87 • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 2 (unam.mx) 88 PROTOCOLOS DE TECNOLOGÍA DE CEREALES 89 PROTOCOLO 1. CALIDAD FÍSICA DE GRANOS OBJETIVO GENERAL Analizar los resultados obtenidos al aplicar las pruebas físicas más utilizadas, de acuerdo con la normatividad vigente, para determinar el grado de calidad de granos de cereales y predecir su uso para procesos industriales. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • Importancia del estudio y del manejo del grano, previo al proceso de almacenamiento. Implicaciones de que existan focos de calentamiento en el grano. ¨Parámetros con los que se relaciona. Fundamentos de las pruebas para la evaluación de la calidad de granos: sensoriales, temperatura, humedad, dureza y densidad del grano. Principales cuidados que se deben de tener durante la determinación de las notas de olor en granos visiblemente infestados por hongos. Características de calidad que indican la presencia de insectos vivos y/o muertos en un mismo lote de granos. Especificaciones vigentes en la normatividad aplicable a los cereales de estudio. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con el apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Generar un diagrama de flujo de cada determinación a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Agua destilada EQUIPO Balanza analítica Mortero Balanza granataria Recipiente de 1 L exacto Estufa de secado a 130 °C con ventilación Termómetro de mercurio o digital MATERIA PRIMA 90 El profesor asignará el tipo de cereal con el que trabajará cada equipo, el cual se deberá transportar en una bolsa transparente. MATERIAL POR EQUIPO Bisturí 1 Pesafiltro a peso constante 2 Desecador 1 Tamiz de malla 40 1 1 Lupa Patrón de color Bolsas de polietileno grandes para guardar el grano limpio (el alumno las trae) 1 2 Vaso de precipitados de 300 mL Vaso de precipitados de 600 mL 4 2 Etiquetas (el alumno las trae) Masking tape (el alumno lo trae) Pesar el grano y registrar los datos de origen. Realizar las determinaciones físicas y sensoriales de las muestras de grano asignadas como se indica a continuación. 1. Sensoriales y Temperatura Examinar la muestra sin abrir el envase o bolsa, y observar si se presenta alguna alteración o defecto evidente en el grano. Si hay presencia de hongos o infestación, se omite la detección de olor por seguridad del analista. La evidencia de deterioro, en especial polvillo fino, indica la posible presencia de aflatoxinas, por lo tanto, no debe olerse el grano. Si se encuentra alguno de estos defectos, suspender el análisis y desechar o incinerar el grano. Si el aspecto inicial es aceptable, sin agitar la bolsa, medir la temperatura en cinco zonas diferentes, evitando la superficie y registrar también la temperatura ambiente. Posteriormente tomar una muestra representativa y colocarla en una bolsa nueva, agitar durante un minuto, abrir y “arrastrar” el olor con la mano (no debe meter la nariz en la bolsa). Registrar los olores extraños. Distribuir la muestra en una superficie blanca y evaluar el color utilizando el patrón adecuado. Finalmente medir longitud, ancho y grosor de diez granos. Residuos R1: Granos con presencia de hongos o infestación. 2. Impurezas y Sanidad. 91 Tomar exactamente 1 kg de grano homogenizado para examinar. Separar manualmente las impurezas y registrar el peso de cada una (Revisar las categorías del anexo de este protocolo). Por último, identificar la presencia de insectos en sus distintas fases y su identidad si es posible. El grano limpio se utilizará en las siguientes determinaciones. Residuos R2: Impurezas separadas durante el análisis. 3. Humedad y densidad Determinar la humedad del grano por el método de secado en estufa con ventilación. La densidad se determinará por el peso hectolítrico, el peso de mil granos y el índice de flotación: Para determinar el peso hectolítrico, utilizar un recipiente de 1 L exacto (previamente pesado) y dejar caer libremente el grano limpio desde una altura de 30 cm, hasta que se desborde. Enrasar el recipiente con una regla, haciendo 3 movimientos en zigzag y pesar. Calcular el peso en kg que corresponde a 1 hL (100 L). El valor se reporta con un decimal. Realizar la prueba por triplicado. Para obtener el peso de mil granos, pesar en una balanza analítica 50 piezas del grano limpio, tomadas al azar. Realizar la prueba por triplicado. Para el índice de flotación en agua. Medir el volumen de 100 granos en una probeta, y colocarlos en un vaso de precipitados asegurando que no queden sobrepuestos. Colocar agua destilada en una relación de 1:4. Dejar transcurrir exactamente 15 min y contar los granos que flotan. Realizar la prueba por triplicado. Residuos R3: Granos secos y granos húmedos. 4. Análisis selectivo Tomar una muestra de 100 g del grano limpio y separar las fracciones dañadas que se encuentren de acuerdo a la bibliografía, en caso de que haya duda, apartar los granos y revisar con más detalle utilizando una lupa y abrir con un bisturí para examinar el pericarpio, el endospermo y el embrión. Los daños presentes en los granos se clasifican y se pesan. Residuos R4: fracciones de granos examinadas. CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es la máxima diferencia entre la temperatura del grano y la del ambiente? 92 2. ¿La muestra presentó insectos?, ¿Estaban vivos o muertos? ¿Qué decisión se tomó con respecto a la muestra? 3. ¿Cuál fue la humedad de la muestra? Si es mayor a la permitida en la norma ¿cuáles pueden ser los riesgos de humedad elevada en el grano? ¿Cómo se reduce la humedad si es necesario, antes del almacenamiento? 4. ¿Qué información te dan las determinaciones de densidad que realizaste para el grano de cereal que analizaste? 5. Registrar los resultados obtenidos en la tabla que aparece en el Anexo. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS • • • Analizar críticamente y comparar los resultados experimentales con las especificaciones de las normas y definir la calidad de los granos. Indicar los posibles usos tecnológicos del grano. Discutir sobre posibles operaciones que deben realizarse antes del almacenamiento. CONCLUSIONES • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Proponer sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción R1 Granos con presencia de hongos o infestación Granos de cereales con crecimiento de hongos y/o con infestación de insectos Disposición como residuos biológico-infecciosos y envío a la Unidad de Gestión Ambiental R2 Impurezas separadas durante el análisis Granos de cereales con impurezas separadas durante el análisis Recolectar en bolsa de plástico y desechar en los contenedores de residuos orgánicos. R3 Granos secos y granos húmedos Granos de cereales secos y granos húmedos Recolectar en bolsa de plástico y desechar en los contenedores de residuos orgánicos. R4 Fracciones de granos examinadas Fracciones de granos de cereales Recolectar en bolsa de plástico y desechar en los contenedores de residuos orgánicos. 93 BIBLIOGRAFÍA • • • • • • • • • • • • • CODEX ALIMENTARIUS 2019. “Norma para el trigo y el trigo duro. CXS-199-1995”. Organización Mundial de la Salud con apoyo de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). De la O, M., Espitia, E., López, H., Villaseñor, H., Peña, R., Herrera, J., (2012), Calidad física de grano de trigos harineros mexicanos de temporal. Revista mexicana de ciencias agrícolas. (3) 2 Espitia, R., Peña, B., Villaseñor, M., Huerta, E., Limón, O., (2003). Calidad industrial de trigos harineros mexicanos para temporal. I. Comparación de variedades y causas de la variación. Rev. Fitotec. Mex. 26(4):249-256. Henry, R. & Kettlewell, P. (1996). Cereal Grain Quality. Londres: Chapman & Hall Ian Batey. (2017). Cereal Grains Assessing and Managing Quality. 2da ed. Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition. Sawston, Reino Unido. NMX-FF-034-SCFI-2020. Productos alimenticios para uso humano no industrializados-Cereales-Maíz (Zea mays L.)-Especificaciones y métodos de prueba. NMX-FF-034/1-SCFI-2002. (2002). Productos alimenticios no industrializados para consumo humano - cereales – parte i: maíz blanco para proceso alcalino para tortillas de maíz y productos de maíz nixtamalizado - especificaciones y métodos de prueba NMX-FF-036-SCFI-2019. Productos alimenticios no industrializados. Cereales. Trigo. (Triticum aestivum l y Triticum durum desf.). Especificaciones y métodos de prueba. NORMA Oficial Mexicana NOM-247-SSA1-2008, Productos y servicios. Cereales y sus productos. Cereales, harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de: cereales, semillas comestibles, de harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas. Productos de panificación. Disposiciones y especificaciones sanitarias y nutrimentales. Métodos de prueba. Owens, G. (Editor). (2001). Cereals Processing Technology. Cambridge: Woodhead. Martínez, E., Jiménez, V., (2016), Cereales. Técnicas de análisis. 1a ed. Universidad Nacional Autónoma de México. pp 126-131 Serna-Saldivar, S. (2010). Cereal grains properties, processing and nutritional attributes. CRC Press. Saldivar, S. O. (2011). Cereal Grains. Laboratory Reference and Procedures Manual. Boca Raton: CRC Press. Recursos electrónicos ● Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 3. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 94 ANEXO. CALIDAD FÍSICA DE LOS GRANOS GRANO: Origen: Remitido por: Fecha de muestreo: Peso Muestra: Observaciones: Precio: A. Sensorial y temperatura □□□□□ Temperatura (°C): □ Máx. diferencia entre los 5 puntos: T. ambiente: □ □ Máx. diferencia con la T. ambiente: Olor típico: Olores extraños: Color: B. Impurezas y Sanidad Peso de muestra: %piedras %paja Peso de impurezas: % impurezas: %hojas y tallos %insectos o fragmentos %pelos %excretas de roedor Hongos: %vidrios % otros granos %otros: ¿Se detectaron insectos? Adultos: □ No se detectaron Vivos /kg Muertos /kg ¿Se conservan para identificación? C. Humedad y Densidad Humedad: % Método: Peso hectolítrico: kg/hL Peso de mil granos: g Índice de flotación: % C. Análisis selectivo: Peso muestra: Daños por: Carbón: Roedores chupados: g % Punta negra: % Panza blanca: % Suma dañados: % Quebrados: % % Insectos:_ % Calor: % Germinados: Total de defectuosos: % Heladas: % %Inmaduros, verdes o % quebrados + dañados 95 PROTOCOLO 2. MOLIENDA OBJETIVO GENERAL Evaluar el proceso de molienda de trigo para obtener la distribución de tamaños y calcular el grado de extracción de la harina. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • Acondicionamiento de granos destinados a molienda seca. • Humedad óptima para el acondicionamiento de granos destinados a la obtención de una harina blanca y una harina integral. • Cálculo del grado de extracción. • Significado de la nomenclatura de los tamices y su equivalencia en el sistema decimal. • Especificaciones vigentes en la normatividad aplicable a los cereales de estudio. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con el apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Proponer un diseño experimental de un solo factor para el acondicionamiento del grano, partiendo de las condiciones óptimas y del tipo de harina que se busca obtener. 4. Realizar un diagrama de flujo del proceso. . DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Agua destilada EQUIPO Balanza analítica Molino para granos Balanza granataria Tamices de diferentes tamaños de malla Cronómetro Tamizador MATERIAL POR EQUIPO Escala de color para harinas Espátula 1 1 2 MATERIA PRIMA Grano limpio de trigo: Dos lotes (el profesor les indicara la cantidad y tipo de muestra) Harina de trigo comercial integral Brocha Harina de trigo comercial refinada 1 kg 1 kg PRIMERA SESIÓN 96 Evaluar para cada lote los siguientes parámetros de calidad: humedad, densidad (índice de flotación, peso hectolítrico y peso de mil granos) y proceder al acondicionamiento. 1. Acondicionamiento Con base en el porcentaje de humedad y el peso de grano limpio, calcular la cantidad de agua necesaria para llegar a la humedad óptima para la molienda. Colocar el grano en un recipiente de sello hermético, añadir el volumen de agua calculado (a la temperatura de las condiciones establecidas para acondicionamiento del grano), cerrar el recipiente y mantenerlo a la temperatura de acondicionamiento con agitación frecuente durante 24 h. SEGUNDA SESIÓN 2. Molienda y tamizado Determinar la humedad del grano acondicionado tomando una muestra de 2.0 g, utilizando el método AOAC 930.15 secando a 130 ± 3 °C durante 2 h. Por otro lado, someter el grano acondicionado a molienda (3 veces). Separar 100 g de muestra molida y tamizar durante 15 min. Pasar el resto de la harina a través de una malla 20, para separar el salvado y almacenarla en una bolsa de cierre hermético. Calcinar 2 g de harina obtenida e incinerar en la mufla a 600 °C hasta que las cenizas estén al rojoblanco (según el método ISO 2171, AOAC 14.006-008, AACC 08-12) y determinar la humedad por pérdida de peso en una muestra de 2.0 g, secando a 130 ± 3 °C durante2 h, como indica el método AOAC 930.15. Pesar y guardar cada una de las fracciones obtenidas. De igual forma, tamizar una muestra de 100 g de la harina de trigo comercial integral o refinada y pesar y guardar las fracciones obtenidas al igual que en la muestra problema. Residuos R1: Grano seco R2: Impurezas de la limpeza del grano R3: Cenizas R4: Salvado. CUESTIONARIO 1. ¿Cuáles fueron las condiciones de tiempo y temperatura en las que realizaste el acondicionamiento de grano de trigo y qué efectos particulares observaste? 2. ¿Cómo se hace el atemperado o acondicionamiento del grano en la industria, a diferencia de lo que se hizo en el laboratorio? 3. ¿De acuerdo al grado de extracción, como podrías clasificar tu harina? 97 ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS • • • • Analizar si las condiciones de acondicionamiento fueron las adecuadas respecto a la naturaleza de la materia prima. Discutir sobre la distribución de tamaños obtenida luego de la molienda y el tamizaje. analizar qué factores influyen sobre los resultados obtenidos. Relacionar el grado de extracción con el porcentaje de cenizas obtenido para la muestra. Contrastar las características finales de la harina obtenida con respecto a la literatura y la normatividad. CONCLUSIONES • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Plantear sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción R1 Granos secos Granos de cereales secos Recolectar en bolsa de plástico y desechar en los contenedores de residuos orgánicos. R2 Impurezas separadas durante la limpieza Granos de cereales con impurezas separadas durante el análisis Recolectar en bolsa de plástico y desechar en los contenedores de residuos orgánicos. R3 Cenizas Componente inorgánico de la calcinación de la harina Disposición en bolsas de plástico y envío a la Unidad de Gestión Ambiental R4 Salvado Recolectar en bolsa de plástico y desechar en los contenedores de residuos orgánicos. BIBLIOGRAFÍA ● ● ● ● ● ● AACC International. Approved Methods of Analysis. 11th Ed. St. Paul, MN, U.S.A. AOAC, Official Methods of Analysis. USA. 1980. Chackraverty, A. et al (eds.). Handbook of Postharvest Technology. Marcel Dekker, Inc., U.S.A. 2003. Finnie, S. y Atwell, W. A. (2016). Chapter 2: Milling. En Wheat flour, 17-30. AACC International, Inc. Elsevier. Hernández, C., Botín, A., Londoño, P., Mieres-Pitre, A. (2013). Efecto del acondicionamiento del trigo sobre la calidad de la harina panadera. Ingeniería y sociedad UC. 8(1). Hoseney, C. R. Principios de Ciencia y Tecnología de los Cereales. Editorial Acribia. España. 1991. 98 ● ● ● ● ● Miskelly, D. y Suter, D., (2017). Evaluación y gestión de la calidad de la harina de trigo antes, durante y después de la molienda. Westcott Consultants, Goulburn, NSW, Australia Osella, C., Sánchez, H., González, R. & de la Torre, M. (2006). Molienda de Trigo: Ensayos comparativos de escala industrial con planta piloto. Información Tecnológica, 17(3), 33-39 Rosentrater, K. A. y Evers, A.D. (2018). Dry-milling technology. Kent's Technology of cereal. An Introduction for Students of Food Science and Agriculture. Fith Edition. Woodhead Publishing Page:424. Secretaría de Salud. Norma Oficial Mexicana NOM-147-SSA1-1996, Bienes y servicios. Cereales y sus productos. Harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de cereales, de semillas comestibles, harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas. Productos de panificación. Disposiciones y especificaciones sanitarias y nutrimentales. México. Serna, S. Química, almacenamiento e industrialización de los cereales. AGT Editor. México. 1996. Recursos electrónicos ● Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 3. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 99 ANEXO MOLIENDA. REPORTE DE RESULTADOS Datos de la muestra Origen: Remitido por: Impurezas: % Defectuosos: % Humedad: % Analista: Calidad: Fecha: Acondicionamiento Peso del grano limpio: Agua agregada: Tiempo: Muestra de 25 g de harina. Peso de fracciones en cada malla. Malla 20 40 60 80 Tamaño (mm) Muestra problema (g) Índice de distribución: Malla 20 40 60 80 Muestra control (g) Porcentaje en cada etapa. Tamaño (mm) Muestra problema (%) Muestra control (%) Producto final: Peso de salvado: g Peso de harina: g Peso de cortos: g Grado de extracción: % Humedad: % Cenizas: % 100 101 PROTOCOLO 3. CALIDAD DE HARINAS OBJETIVO GENERAL Analizar los resultados obtenidos en las determinaciones más representativas para definir la calidad de una harina y su posible uso en la elaboración de productos de cereales. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO ● ● ● ● ● ● Gluten. Componentes químicos, propiedades y características funcionales. Contenido de cenizas en harinas blancas e integrales. Condiciones de almacenamiento y conservación de harinas (humedad y temperatura). Principales sistemas de clasificación de las harinas. Diferencia entre los Sistemas de clasificación de trigo en México, Canadá́ y Estados Unidos. Fundamento de las principales pruebas calidad utilizadas en el análisis de harinas: absorción de agua, gluten húmedo y seco, pigmentos, prueba de Pelshenke. Especificaciones vigentes en la normatividad ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con el apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Realizar un diagrama de flujo de las determinaciones realizadas. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS n-Butanol saturado en agua al 77% (v/v) Solución de Fenolftaleína 1% en etanol (m/v) Reactivo para sedimentación* Solución de Hidróxido de Sodio 0.02 N Solución de Ácido láctico acuoso 1:4* Solución de Rojo Congo 0.2% (m/v) Solución de Azul de bromofenol 4mg/L* EQUIPO Balanza analítica Estufa de secado a 130 °C con ventilación Balanza granataria Horno de panificación Baño de agua con control de temperatura Microscopio Cronómetro Mufla a 600 °C Celdas de vidrio de 1 cm Potenciómetro y buffers de referencia pH 102 4y7 Espectrofotómetro UV/VIS Tamices de diferentes tamaños de malla MATERIAL POR EQUIPO Bureta de 25 mL 1 Pipeta volumétrica de 1mL 1 Cortador de galletas circular, de 6 cm de diámetro 1 Pipeta volumétrica de 5 mL 1 Crisol de porcelana 2 Pipeta volumétrica de 10 mL 1 Desecador 1 Porta y cubreobjetos 2 Embudo de vidrio 1 Probeta de 100 mL con tapón 1 Escala de color para harinas 1 Probeta de 100 mL 1 Espátula 2 Recipiente para baño 1 Lámina de hornear plana 1 Regla graduada en mm 1 Matraz Erlenmeyer 125 mL 2 Rodillo 1 Matraz Erlenmeyer 300 mL 2 Soporte universal con pinzas 1 Mechero Bunsen 1 Tela de alambre con asbesto 1 Papel filtro Whatman no.1 2 Termómetro 1 Pesafiltro a peso constante 2 Tripié 1 Pipeta graduada de 1mL 1 Varillas de vidrio de 7 mm de diámetro y 40 cm de largo 2 Pipeta graduada de 5 mL 1 Vaso de precipitados de 300 mL 4 Pipeta graduada de10 mL 1 Vaso de precipitados de 400 mL 2 MATERIA PRIMA Harina, el profesor indicará la cantidad y tipo de harina a usar Manteca vegetal hidrogenada Azúcar refinada Sal de mesa Levadura instantánea Realizar las siguientes determinaciones a las muestras de harina asignadas. 1. Sensoriales, de impurezas y sanidad 103 Aspecto sanitario general. Examinar a simple vista la muestra en busca de cuerpos extraños. Olor. Realizar una suspensión de 10 g de harina en 50 mL de agua destilada y colocarla en un matraz Erlenmeyer, tapar perfectamente y calentar en baño de agua hirviendo durante 10 min. Destapar y percibir el olor inmediatamente. Materia extraña e infestación. Tamizar 100 g de harina, pasándola por las mallas 20, 40 y 60; examinar todas las fracciones cuidadosamente para detectar la materia extraña e insectos en cualquiera de sus fases. Residuos R1: harina e impurezas identificadas en las pruebas sanitarias Determinación de color. Preparar una mezcla de 3 g de harina y 1 mL de agua y extender en un área de 2 cm2 sobre un portaobjetos en una superficie blanca. Comparar la muestra con un patrón de color. Residuos R2: mezcla de harina y agua 2. Fisicoquímicas Contenido de humedad. Determinar la pérdida de peso en una muestra de 2 g, secando a 130 ± 3 °C durante dos h, como indica el método AOAC 930.15. Determinación de cenizas. Calcinar una muestra de 2 g de harina e incinerar en la mufla a 600 °C hasta que las cenizas estén al rojo-blanco y/o a peso constante como indican los métodos ISO 2171, AOAC 14.006-008, AACC 08-12. Residuos R3: Cenizas pH y acidez. Suspender 10 g de muestra aforando a 100 mL de agua destilada recién hervida y a 25 ºC. Mezclar con agitación magnética lenta, durante 30 min; dejar en reposo y decantar el líquido. Filtrar y medir el pH y tomar una alícuota de 10 mL del mismo filtrado, titular con NaOH 0.02 N para determinar la acidez. Residuos R4: Líquido titulado y filtrado remanente 104 Pigmentos. Pesar la muestra por la malla 60, pesar 10g y colocarlos en un matraz Erlenmeyer de 125 mL con tapón; adicionar 50 mL de solución de n-butanol saturado en agua. Agitar por 1 min y reposar 15 min protegido de la luz. Agitar nuevamente, filtrar a través de papel filtro Whatman No. 1 y transferir a una celda de vidrio. Determinar la absorbancia a 436 nm, usando como blanco la solución de n-butanol. Considerar que el factor de 1 mg de caroteno en 100 mL de n-butanol saturado en agua, tiene una absortividad de 1.6632 a 436 nm (AOAC 14.045-1975). Aplicar la fórmula de Lambert y Beer. Residuos R5: solución de harina, n-butanol y sedimento remanente. Absorción de agua. Pesar 100 g de harina y 1 g de sal. Añadir agua poco a poco hasta formar una masa cohesiva. Tapar y reposar la masa formada por 20 min. Usar esta misma masa para la determinación de gluten húmedo y seco. Sedimentación con isopropanol. Tomar una muestra de 100 g, tamizar por la malla 100 por 1.5 min de manera manual; de la fracción tamizada, pesar 3.2 g y colocarla en una probeta graduada de 100 mL con tapón. Activar el cronómetro en el momento de agregar 50 mL de la solución de azul de bromofenol, tapar y mezclar moviendo la probeta de manera horizontal, de izquierda a derecha, en un trayecto de 30 cm, 12 veces hacia cada lado en 5 s; la harina debe dispersarse por completo en el líquido. Mezclar tapando bien la probeta e invertir por completo y luego se endereza 18 veces en 30 s, con movimientos suaves. Dejar reposar 1.5 min y agregar 25 mL del reactivo de isopropanol-ácido láctico. Tapar y mezclar invirtiendo la probeta 4 veces. Reposar por 2 min y se vuelve a agitar invirtiendo 18 veces en 30 s. Reposar durante 1.5 min y repetir el mezclado por 15 s (9 veces). Colocar la probeta en una superficie plana y reposar. Leer el volumen de sedimento a los 5 min. Corregir el valor obtenido de sedimentación en función de la humedad de la harina y reportar con base en 14 % de humedad. Multiplicar el valor directo por el factor para obtener el valor de sedimentación corregido de acuerdo a la siguiente tabla (AACC 56-60.01): Humeda d de harina 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 Factor Humedad de harina Factor Humedad de harina Factor 1.14 1.10 1.07 1.05 1.03 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 1.00 0.99 0.98 0.98 0.98 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 1.00 1.02 1.04 1.07 1.10 105 10.5 1.01 13.5 0.99 Residuo R6: Mezcla de harina, azul de bromofenol y reactivo de sedimentación Calidad de proteína. Gluten húmedo: (utilizar la masa formada en la prueba de absorción de agua). Dejar reposar 30 min en un vaso de precipitados de 300 ml con agua corriente que lo cubra a temperatura ambiente, lavar con agua hasta eliminar el almidón; cambiar el agua varias veces hasta que desaparezca la turbidez. Exprimir el gluten para eliminar el exceso de agua. Formar una esfera del gluten, dejarla escurrir por 10 min. Pesar y registrar el diámetro de la esfera. Gluten seco teórico: El porcentaje de gluten seco teórico se obtiene dividiendo el peso de gluten húmedo entre 3. Gluten seco experimental: Colocar la esfera de gluten húmedo en una charola y hornear a 180 °C por 30 min. Registrar el diámetro y peso; cortar por la mitad, examinar y obtener una fotografía. Cifra de Pelshenke. Preparar una suspensión de levadura instantánea al 10% en agua a 28 °C. Pesar 10 g de harina, mezclar con 6 mL de la suspensión de levadura y amasar hasta formar una masa cohesiva y dividirla en dos partes iguales. Preparar vasos de precipitados de 150 mL con 75 ml de agua a 30 °C c/u y mantener así durante toda la prueba. Colocar la esfera de masa en el vaso y activar el cronómetro al momento de la inmersión. Determinar el tiempo de desintegración, en min. Con base en los tiempos de desintegración (td) en min, indica el tipo de gluten (AACC 56-50.01): ResiduoR7: Solución acuosa de gluten Prueba galletera Pesar los ingredientes por separado según la formulación: Ingrediente Cantidad Harina (14% humedad) 225 g* 106 Azúcar tamizada 80 g Manteca Vegetal 64.0 g Agua destilada La necesaria para generar una masa cohesiva Bicarbonato de sodio 2.5 g Sal 2.1 g *Calcular la cantidad de harina necesaria para ajustar los sólidos totales al 86% Acremar bien la grasa con el azúcar, sal y bicarbonato, durante 3 min e incorporar lo que se adhiere al recipiente. Agregar la harina y mezclar por 2 min e incorporar lo que se adhiere. Adicionar el agua poco a poco hasta la formación de una masa consistente y no pegajosa. Trabajar la masa sobre una superficie lisa; en la que se han fijado 2 varillas de vidrio de 7 mm de diámetro, separadas unos 20 cm. Con el rodillo apoyado en las varillas de vidrio, extender la masa hasta formar una capa uniforme y cortar 6 galletas con el mismo cortador, pesarlas y transferirlas con una espátula a la lámina de hornear con papel encerado. Hornear a 180 °C durante 20 min. Luego, retirar las galletas del horno, enfriarlas y pesarlas nuevamente. Formar las seis galletas en una línea, una al lado de otra y medir el largo de las 6 piezas juntas; girar 90° cada una y repetir la operación. Colocar una galleta sobre otra y medir la altura, cambiar el orden de las galletas y medir nuevamente. Promediar las medidas para obtener diámetro y altura (d y h) de cada galleta y determinar la relación (d/h), así como el factor de expansión (d/h x 10) según el Método AACC 10-50D. CUESTIONARIO 1. ¿Qué contenido de cenizas obtuviste en la harina? En función de ese valor, ¿cómo la clasificarías? 2. De acuerdo a los resultados de cada una de las pruebas realizadas, ¿qué tipo de harina tienes y para que uso la asignarías? Justifica tu respuesta y utiliza la tabla que aparece en el anexo de este protocolo para realizar tu análisis. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Con base en las normas y la literatura indicar la calidad y el posible uso en la elaboración de productos de cereales. CONCLUSIONES 107 • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Plantear sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción R1 residuos de pruebas sanitarias harina e impurezas Disposición en bolsas de plástico y envío a la Unidad de Gestión Ambiental R2 Solución de harina en agua para color Harina, agua Disposición en bolsas de plástico y envío a la Unidad de Gestión Ambiental R3 Cenizas Cenizas Disposición en bolsas de plástico y envío a la Unidad de Gestión Ambiental R4 Solución de harina titulada Harina, NaOH 0.2M, fenolftaleína Se separan los sólidos para envío a la Unidad de Gestión Ambiental y el líquido neutro se desecha por el drenaje R5 Residuos pigmentos Solución de harina, n-butanol y Se separan los sólidos para sedimento remanente. envío a la Unidad de Gestión Ambiental y el solvente se recupera o se entrega a Gestión Ambiental R6 Residuos sedimentación Mezcla de harina, azul de bromofenol y reactivo de sedimentación Se separan los sólidos para envío a la Unidad de Gestión Ambiental y el líquido neutro se desecha por el drenaje R7 Residuos de gluten Gluten, agua, restos de harina Disposición en bolsas de plástico y envío a la Unidad de Gestión Ambiental BIBLIOGRAFÍA ● ● ● AACC International. Approved Methods of Analysis. 11th Ed. St. Paul, MN, U.S.A. AOAC, Official Methods of Analysis. USA. 1980. Chackraverty, A. (eds.). Handbook of Postharvest Technology. Marcel Dekker, Inc., U.S.A. 2003. ● Hoseney, C. R. Principios de Ciencia y Tecnología de los Cereales. Editorial Acribia. España. 1991. ● Atwell, W. y Finnie, S. (2016). Effect of wheat flour with different quality in the process of making flour products en Wheat Flour. Elsevier. 108 ● ● ● ● ● ● Callejo González, M.J. (2002). Industrias de Cereales y derivados. Colección: Tecnología de alimentos. AMV Ediciones. De la Horra, A.E., Seghezzo, M.L., Molfese, E., Ribotta, P.D., y León, A.E. (2012). Indicadores de calidad de las harinas de trigo: índice de calidad industrial y su relación con ensayos predictivos. Agriscientia, 29(2), Noviembre 81-89 Miskelly, D. y Suter, D. (2017). Evaluación y gestión de la calidad de la harina de trigo antes, durante y después de la molienda. Westcott Consultants, Goulburn, NSW, Australia. Monsivais, M., Hoseney, R.C., Finney, K.F. (1983). The Pelshenke Test and Its Value In Estimating Bread-Making Properties Of Hard Winter Wheats. Cereal Chem. 60(1):51-55. NORMA Oficial Mexicana NOM-247-SSA1-2008, Productos y servicios. Cereales y sus productos. Cereales, harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de: cereales, semillas comestibles, de harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas. Productos de panificación. Disposiciones y especificaciones sanitarias y nutrimentales. Métodos de prueba. Zhang, Ang. (2020). Effect of wheat flour with different quality in the process of making flour products. Int. J. Metrol. Qual. Eng. 11, 6 Recursos electrónicos ● Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 3. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 ANEXO 109 Tabla. Resultados Calidad de harinas Equipo:________ Muestra harina “______________________” Determinación Datos Cálculo (si se requiere) Referencia Bibliográfica Resultado y su Normatividad interpretación (límites máximos mínimos) o o o Humedad Color Cenizas Pigmentos Absorción de agua Gluten húmedo Gluten seco Sedimentación Cifra Pelshenke de Prueba galletera Acidez 110 PROTOCOLO 4. PANIFICACIÓN OBJETIVO GENERAL Analizar y comparar distintos métodos de fermentación, en el proceso de panificación, para conocer su efecto sobre el proceso de envejecimiento del pan, mediante la evaluación de propiedades sensoriales, físicas y de textura en el producto final. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • • • Tipos de productos en la industria de panificación Tipos de fermentación para la elaboración de pan. Condiciones de cada una. Importancia y fundamento de cada operación unitaria durante proceso para la elaboración de pan de caja Funcionalidad de los ingredientes utilizados para la elaboración de pan blanco, pan integral o de caja. Fenómenos fisicoquímicos relacionados con el envejecimiento del pan. Métodos propuestos que explican el proceso de envejecimiento del pan. Alternativas para prolongar el tiempo de vida útil del pan. Especificaciones vigentes en la normatividad ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con el apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Proponer un diseño experimental para comprobar el efecto del tipo de fermentación sobre el proceso de envejecimiento del pan a partir de la formulación base. 4. Realizar un diagrama de flujo del proceso. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS n-Butanol saturado en agua al 77% (v/v) Solución de Fenolftaleína 1% en etanol (m/v) Reactivo para sedimentación Solución de Hidróxido de Sodio 0.02 N Solución de Ácido láctico acuoso 1:4 Solución de Rojo Congo 0.2% (m/v) Solución de Azul de bromofenol 4mg/L EQUIPO Amasadora o mezcladora Estufa de secado a 135 °C con ventilación o Termobalanza 111 Balanza granataria Horno de panificación Balanza analítica Texturómetro TA-XT Plus (analizador y sondas). Cámara de fermentación a 28 °C y con 85% de humedad relativa MATERIAL POR EQUIPO Agitador de vidrio 1 Pasta para sopa con figura de munición Bolsas grandes con cierre hermético 4 Pesafiltro Desecador 1 Plástico adherente (Kleen Pack) Espátula 1 Probeta de 1 L Franela limpia o manta de cielo limpia (la traen los alumnos) Moldes para hornear de 7 X 12 cm (si se indica la elaboración de pan de caja). Papel antiadherente o encerado (lo traen los alumnos) 2 1 Recipientes y utensilios para el mezclado. 4 Vaso de precipitados de 250 mL 3 Vaso de precipitados de 1 L 1 MATERIA PRIMA Azúcar refinada Harina, la que el profesor indique Grasa vegetal Levadura instantánea marca Nevada 1 kg harina comercial integral de trigo Malta 1 kg harina comercial refinada de trigo Formulación para el pre-fermento (Método de esponja) Condición A Condición B Ingrediente Cantidad (g) Cantidad (g) Harina 25% del total de harina 25% del total de harina Agua De acuerdo a cada harina De acuerdo a cada harina Levadura 112 Origen y cantidad Formulación base para la elaboración de pan. Método directo Método de esponja Ingrediente Cantidad (g) Cantidad (g) Harina (a 14% humedad) 2000 total - prefermento Pre-fermento - Agua de acuerdo al grado de absorción de agua Cantidad (%) respecto a la harina de acuerdo al grado de absorción de agua Manteca 3 Azúcar 3 Malta 3 Sal 2.4 Levadura instantánea 2.4 1. Elaboración del pan Preparar el prefermento de acuerdo al diseño experimental, formar una masa y dejarla fermentar en las condiciones adecuadas. El prefermento debe estar listo el día de la elaboración del pan. Antes de comenzar, ajustar la cantidad de harina de trigo, utilizando el porcentaje de humedad al 14 %. La cantidad de materia seca debe ser la misma que en la formulación indicada en el cuadro de ingredientes, después del ajuste. Previamente, encender la cámara de fermentación y añadir 1 L de agua en el contenedor de la misma, para que llegue a 28 °C. Mientras tanto, determinar la humedad y la capacidad de absorción de agua de la harina. Posteriormente, mezclar en la amasadora la harina con todos los ingredientes secos y la manteca, excepto el azúcar. En el método de esponja, incorporar en este paso el pre-fermento a la formulación. Después añadir el agua y empezar a amasar hasta su completa incorporación, registrando el tiempo de proceso. Añadir el azúcar poco a poco y desarrollar la masa hasta la completa incorporación del azúcar. Para verificar la formación de gluten tomar una pequeña bola de masa y extenderla con las manos y ver la elasticidad de ella sin que se fracture. Una vez formado el gluten, parar el amasado y registrar el tiempo de proceso. Colocar la masa en un recipiente, tapar con una franela húmeda y meterla dentro de la cámara de fermentación a 28ºC con humedad relativa controlada de 85% durante 60 min. 113 Sacar la masa del fermentador, formar porciones de 200 g en cada molde engrasado previamente (mínimo cuatro hogazas) y volver a fermentar por 15 min en las mismas condiciones, para después introducir los moldes en el horno a 180°C, durante 30 min. Retirar el pan del horno, dejar enfriar a máximo 35 °C y empacar con plástico adherente, dentro de un recipiente hermético hasta su evaluación. 2. Evaluación del pan Determinación de volumen del pan. Medir el volumen de los panes usando un vaso de precipitados de 1 L y la sopa de munición. Normalizar el volumen del pan mediante la siguiente fórmula: 𝑐𝑚3 𝑉𝑜𝑙 𝑝𝑎𝑛 𝑉𝑜𝑙. 𝑁𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 ( ∗ 100 )= 100𝑔 𝑊 𝑝𝑎𝑛 Determinación de humedad, cenizas y pH. Determinar la humedad, cenizas y pH de una muestra de 1 g de pan sin corteza. Determinación de TPA. Cortar un cubo de 2.5 cm por lado de la parte interna del pan (sin corteza) y realizar una prueba de TPA utilizando el texturómetro TA.XT2. Determinar la fuerza de la primera compresión (dureza) a 25% de deformación siguiendo el método AACC 74-09.01. Evaluación de la estructura interna del pan. Para evaluar las características internas, cortar una rebanada del centro de la hogaza de 2.5 cm de ancho, con un cuchillo eléctrico. Obtener una imagen en blanco y negro de la rebanada con fotografía digital y evaluar la estructura de la miga. Evaluación sensorial. Evaluar los atributos más representativos para este tipo de producto. Realizar las evaluaciones físicas (masa, volumen y humedad) y de textura a las hogazas de pan cada tercer día para un tiempo total de 5 días. Residuo R1: Restos de hogazas de pan. CUESTIONARIO 1. ¿Cuáles etapas del proceso de elaboración de pan se podrían optimizar para favorecer las características físicas, sensoriales y de textura del producto terminado? Justifica la respuesta. 2. ¿Existen diferencias en las características físicas, sensoriales y de textura del producto en función del tipo de fermentación realizada? Justifica tu respuesta. 3. ¿La adición de ingredientes y/o aditivos tuvo un impacto en alguna característica física, sensorial o de textura del producto terminado? Justifica la respuesta. 114 4. ¿Cómo se modificaron las características físicas, sensoriales y de textura del producto durante el transcurso de los días? Justifica la respuesta. ANALISIS DE RESULTADOS Analizar el efecto de la variación del método de fermentación empleado en las características del producto final. CONCLUSIONES • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Proponer sugerencias y/o recomendaciones. • DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción R1 residuos de hogazas de pan Restos de pan Recolectar en bolsa de plástico y desechar en los contenedores de residuos orgánicos. BIBLIOGRAFÍA ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● AACC International. Approved Methods of Analysis. 11th Ed. St. Paul, MN, U.S.A. Bourne, M. Food Texture and Viscosity. Concept and Measurements. 2nd. Ed. Academic Press: USA. 2002. Calaveras, J. (2004), Nuevo tratado de Panificación y Bollería, Madrid, España: Ed. Ediciones Mundi-prensa. Callejo, M. (2002). "Industria de Cereales y Derivados". Ediciones AMV. Madrid, España. Camacho R, N. A. (2001). Producción, purificación y caracterización de una xilanasa de Aspergillus sp FP-470 y su aplicación en panificación. Tesis de Maestría. Facultad de Química. UNAM. México. Gisslen W. (2012) Panadería y Repostería Para Profesionales. Limusa: México. Gray J. A., y Bemiller, J. N. (2003). Bread Staling: Molecular Basis and Control. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety Vol. 2, 1-21. Luna, M. y Bárcenas, M. (2011). Envejecimiento del pan: causas y soluciones. Temas Selectos de Ingeniería de Alimentos. 5 (2): 40-53. Mesas, J. M.; Alegre, M. T. (2002). El pan y su proceso de elaboración Ciencia y Tecnología Alimentaria, vol. 3, núm. 5, pp. 307-313. Sociedad Mexicana de Nutrición y Tecnología de Alimentos Reynosa, México NOM-247-SSA1-2008, Productos y servicios. Cereales y sus productos. Cereales, harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de: cereales, semillas comestibles, de harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas. Productos de panificación. 115 Disposiciones y especificaciones sanitarias y nutrimentales. Métodos de prueba. Norma Oficial Mexicana. Dirección General de Normas. Recursos electrónicos ● Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 3. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 116 PROTOCOLO 5. ELABORACIÓN DE CERVEZA OBJETIVOS GENERALES Determinar las principales variables de proceso que intervienen en la elaboración de cerveza, ejecutando las operaciones unitarias involucradas en la fabricación de ésta a nivel Planta Piloto, para la obtención de una cerveza clara u oscura. Realizar el seguimiento de los procesos de sacarificación, fermentación y maduración mediante análisis fisicoquímicos, con la finalidad de determinar la calidad final del producto. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO ● Tipos de cepas microbianas utilizadas para la fabricación de cerveza ● Calidad del agua destinada a la elaboración de cerveza. ● Función del lúpulo como ingrediente de la cerveza. ● Etapas en el proceso de elaboración de la cerveza: obtención de materias primas, malteo, sacarificación, fermentación y maduración. Parámetros de control fisicoquímicos en cada etapa. ● Pruebas de calidad de producto terminado. ● Especificaciones vigentes en la normatividad. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con el apoyo de la investigación previa. 2. Identificar las variables de proceso, seleccionar una y proponer un diseño experimental para comprobar su efecto sobre las características finales del producto. 3. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 4. Realizar un diagrama de flujo del proceso y de las determinaciones. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Ácido fosfórico concentrado Solución de Hidróxido de sodio 4% m/v Reactivo de DNS Solución de ácido fosfórico 2% Reactivo de Lowry Solución sanitizante de peróxidos al 2% Reactivo de Folin-Ciocalteu EQUIPO Autoclave Espectrofotómetro UV/VIS Balanza analítica Incubadora con agitación Centrífuga Refractómetro de campo 117 Cromatógrafo de gases MATERIAL POR EQUIPO Balanza granataria 1 Matraz Erlenmeyer 500 mL 1 Celda de cuarzo (grupal) 1 Pipeta de 10 mL 1 Celda de plástico 2 Pipeta de 1 mL 2 Espátula 1 Termómetro 1 Gradilla para tubos 1 Tubos de ensayo 10 Jeringa 1 Tubos falcon 4 Matraz Erlenmeyer 1000 mL 1 MATERIA PRIMA Malta base y maltas especiales (El Levadura profesor indicara el tipo de malta a utilizar) Lúpulo Planta piloto Indicaciones de seguridad: Utilizar guantes, lentes de trabajo y calzado con suela antiderrapante. 1. Limpieza y sanitización Colocar en el tanque de cocción (SO2) 20 L de una solución al 4% de hidróxido de sodio, manteniendo cerrada la válvula (BV 106) y abierta la (G104) y mantener en el tanque por aproximadamente 15 min. Después, transportar la solución con la bomba portátil a los tanques y de igual forma se mantiene durante 15 min teniendo cuidado de cerrar las siguientes válvulas: Tanque Válvulas SO3 BV 109 SO4 BV 207 y BV 208 SO5 BV 209 y BV 210 SO6 BV 211 y BV 212 Al término del proceso, enjuagar cada tanque con agua y enjuagar con ácido fosfórico 2% hasta pH neutro y realizar el mismo procedimiento ahora utilizando ácido nítrico al 4% si el equipo es nuevo. 118 Para desinfectar los tanques y las líneas utilizar una solución sanitizante de peróxidos al 2%. 2. Proceso de elaboración de cerveza Antes de iniciar el proceso, se discutirán de manera grupal los diseños experimentales propuestos y se acordarán las condiciones que se probarán en la planta. Sacarificación Colocar 40 L de agua y acidificar con ácido fosfórico concentrado (aproximadamente 6mL) hasta lograr un pH de 6 en el tanque SO2 y calentar a 40°C. Una vez que se alcanza la temperatura, agregar lentamente y con agitación a 40 rpm, 8 kg de malta que pase solo una vez por el molino y continuar el calentamiento hasta alcanzar 50 °C durante 30 min. Aumentar la temperatura hasta llegar a 65 °C, mantener 30 min. Finalmente, llegar a la temperatura de cocción a 70 °C y mantenerla por 30 min y pasar con ayuda de una bomba portátil el fluido, al tanque de filtración SO3 (válvula BV 109 cerrada) donde se conseguirá separar los sólidos del mosto. Obtención de mosto lupulado Con agua caliente “lavar” el grano agotado hasta completar el volumen original y regresar el mosto filtrado al tanque SO2 con la bomba portátil e incrementar la temperatura hasta 90 °C. En este punto, agregar el lúpulo en forma de comprimidos. Fermentación Trasladar el mosto lupulado al tanque de fermentación SO4 (válvula BV 208 cerrada) por medio de la bomba portátil y enfriar mecánicamente hasta 18 °C. Adicionar el inóculo (5% v/v 1x109 células) y agitar manualmente y cerrar el tanque y mantener la temperatura a 18 °C. Tomar una muestra cada 24 h observando las condiciones de fermentación liberando la presión del dióxido de carbono generado y fermentar por al menos una semana. Una vez concluida la etapa de fermentación, enfriar el tanque hasta 6 °C y eliminar el exceso de levadura por la parte inferior del tanque. Maduración Bajar la temperatura del tanque hasta -1 °C y presurizarlo a 1.5 bar durante dos días, luego retirar la levadura acumulada por la parte inferior del tanque y ajustar la temperatura y presión a las condiciones iniciales. Tomar una muestra del producto final. Pruebas de control de proceso y producto 119 Para cada una de las muestras tomadas durante la fermentación realizar las siguientes determinaciones: color, sólidos solubles (°Bx), azúcares reductores (DNS), proteína soluble (Lowry), grado alcohólico (cromatográfico) y el nivel de amargor (IBU`s). Realizar las determinaciones de color, grado alcohólico y nivel de amargor en producto final madurado y en las muestras de cervezas comerciales. Residuos: R1 Restos de grano R2 Restos de levadura R3 Residuos de determinación de azúcares reductores R4 Residuos de determinación de proteína R5 Residuos de determinación del grado de amargor CUESTIONARIO 1. ¿Cuáles son las temperaturas de sacarificación de la malta que se utilizaron y cómo impactaron en el producto final? 2. ¿Qué otras variables de proceso impactaron en el producto final? Justifica la respuesta. 3. Realizar una tabla con los parámetros fisicoquímicos de la cerveza elaborada, y concluir respecto al tipo de cerveza elaborada comparada con una comercial. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ● ● Analizar la tendencia de los gráficos obtenidos a partir de los parámetros de calidad medidos y correlacionar estos parámetros con la formulación y el proceso realizados. Discutir las diferencias de los parámetros medidos entre la cerveza obtenida en la planta y las comerciales que se analizaron. CONCLUSIONES • • Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Plantear sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción R1 Residuos orgánicos Restos de grano agotado, R2 Residuos de levadura Restos de levadura R2 Residuos de determinación de Mezcla de cerveza, reactivo DNS (ácido 3,5-dinitrosalicílico, tartrato de sodio y Disposición en bolsas de plástico y desechar en los contenedores de residuos orgánicos o dar segundo uso Disposición en contenedores adecuados para esterilización o para dar segundo uso. Almacenar en un contenedor adecuado para envío a la 120 azúcares reductores R3 Residuos de determinación de proteína R4 Residuos de determinación de IBU’s Potasio) Unidad de Gestión Ambiental. Almacenar en un contenedor adecuado para envío a la Unidad de Gestión Ambiental. Mezcla de cerveza, reactivo de Folin-Ciocalteu (molibdato y tungstato sódico), reactivo de Lowry (sulfato cúprico, tartrato de sodio y potasio, carbonato de sodio, hidróxido de sodio). Mezcla de cerveza, iso-octano y Se recupera el solvente por ácido clorhídrico. destilación para su reutilización. La fase acuosa neutra se elimina por el drenaje. BIBLIOGRAFÍA ● ● ● ● ● ● ● ● García Garibay M, López-Munguía, A. y Quintero, R. Biotecnología Alimentaria. Limusa: México D.F., 2004. Hardwick W.A. Handbook of Brewing. Marcel Dekker Inc: New York, 1985. Houg J.S. Malting and brewing. Press: Cambridge University, 1985. Secretaría de Salud. Norma Oficial Mexicana NOM-247-SSA1-2008, Bienes y servicios. Cereales y sus productos. Harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de cereales, de semillas comestibles, harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas. Productos de panificación. Disposiciones y especificaciones sanitarias y nutrimentales. México. Secretaría de Salud. Norma Mexicana NMX-FF-036-1996-SCFI, Productos alimenticios no industrializados - cereales - trigo (Triticum aestivum L. y Triticum durum Desf.). Especificaciones y métodos de prueba. Secretaria de Salud. Norma Mexicana NMX-FF-034/1-SCFI-2002, Productos alimenticios no industrializados para consumo humano-Cereales-Parte I: Maíz para proceso alcalino para tortillas de maíz y productos de maíz nixtamalizado . Especificaciones y métodos de prueba. Serna, S. Química, almacenamiento e industrialización de los cereales. AGT Editor. México. 1996. Recursos electrónicos ● Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 3. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 121 PROTOCOLO 6. PASTAS OBJETIVO GENERAL Analizar el efecto del uso de distintos ingredientes para la elaboración de pastas mediante determinaciones indicadas en la literatura para evaluar la calidad del producto final y comparar sus características frente a un producto comercial. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • Características fisicoquímicas del grano de trigo destinado para la elaboración de pastas. Funcionalidad de los ingredientes utilizados para la elaboración de pastas. Condiciones estándar de los distintos métodos para la elaboración de pastas. Objetivo/importancia de cada una de las operaciones involucradas en el proceso de elaboración de pastas. Pruebas de calidad en pastas Especificaciones vigentes en la normatividad. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con el apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Proponer un diseño experimental para comprobar el efecto del tipo de trigo utilizado como materia prima para elaboración de pasta sobre las características finales del producto. 4. Realizar un diagrama de flujo de cada método y de las determinaciones realizadas. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS n-Butanol saturado en agua al 77% (v/v) EQUIPO Cronómetro Espectrofotómetro Extrusor para pasta Parrilla eléctrica MATERIAL POR EQUIPO Agitador de vidrio 2 Olla 1 Balanza granataria 1 Papel Whatman No. 1 (2) 2 122 Bolsas de plástico (las traen los alumnos) Papel kraft 2 Celda de vidrio o plástico 2 Pasta comercial y artesanal similar a la elaborada 600 g Colador 1 Portaobjetos (8) 8 Embudo de vidrio 2 Probeta de 100 mL (2) 2 Embudo Buchner 1 Probeta de 1 L 1 Lupa 1 Vaso de precipitados de 600 mL 3 Matraz Erlenmeyer de 125 mL con tapón 2 MATERIA PRIMA Harina de trigo (lo indicado por el profesor) Sémola (cantidad asignada por el profesor) 1. Elaboración de pastas Medir la humedad de la materia prima y a partir de lo obtenido calcular el agua necesaria para llegar a la humedad deseada para el acondicionamiento de 3 kg de sémola. Colocar la sémola o harina acondicionada dentro de la tolva de mezclado asegurándose que la compuerta esté cerrada y prender el extrusor. Asperjar poco a poco el agua calculada, hasta obtener una consistencia arenosa y regular la velocidad de la cuchilla dependiendo del tamaño deseado de la pasta. Posteriormente, abrir la compuerta para que pase la mezcla por el tornillo sin fin y recibir la pasta sobre charolas planas, forradas con papel y secar a 55°C hasta obtener la humedad deseada. Enfriar, pesar y empacar. Método de laminado Pesar la materia prima y adicionar el agua necesaria para obtener una masa adecuada, dejarla reposar 30 min. Mientras tanto, fijar la laminadora en un área plana sobre la mesa y una vez lista la masa, pasarla por los rodillos, las veces que sean necesarias, hasta obtener una lámina homogénea que no se pegue en los rodillos. Después, introducir la lámina a la sección de corte según la forma deseada y recibir la pasta sobre charolas planas, forradas con papel y secar a 55 °C hasta obtener la humedad deseada. Enfriar, pesar y empacar. 2. Evaluación de pastas elaborada y comercial. Apariencia Pesar 100 g de pasta y por medio de inspección visual con lupa clasificar los tipos de daño que presenta (Los defectos más importantes son: pasta estrellada, cuarteada, con 123 burbujas, apelmazada o con puntos opacos). Residuo R1: Restos de hogazas de pan. Determinar humedad y cenizas a la pasta Residuo R2: Cenizas Contenido de pigmentos Moler una porción de pasta seca y pasarla por la malla 60, pesar10g y colocarlos en un matraz Erlenmeyer de 125 mL con tapón y adicionar 50 mL de solución de n-butanol saturado en agua. Agitar por 1 min y reposar 15 min protegido de la luz, agitar nuevamente y filtrar a través de papel filtro Whatman No. 1 para posteriormente transferir el filtrado a una celda de vidrio y determinar la absorbancia a 436 nm, usando como blanco la solución de n-butanol. Aplicar la fórmula de Lambert y Beer, considerando que el factor de 1 mg de caroteno en 100 mL de n-butanol saturado en agua, tiene una absortividad de 1.6632 a 436 nm (AOAC 14.045-1975). Residuo R3: pasta, n-butanol Tiempo de cocción (min) Pesar 25 g de pasta, si es pasta larga cortar fragmentos de 10 cm largo y agregarla a 500 mL de agua a ebullición y ajustar la temperatura de cocción a 92ºC. En este momento, empezar a tomar el tiempo con un cronómetro. A los 5 min tomar un trozo de la pasta y colocarla entre dos portaobjetos; presionar suavemente los portaobjetos hasta formar una capa delgada y examinar los núcleos opacos de almidón no gelatinizado presentes en la pasta. Repetir el paso anterior cada dos min, hasta la desaparición de los núcleos opacos. Detener el cocimiento y escurrir. Anotar el tiempo total, guardar el agua de cocción y enfriar la pasta. Porcentaje de sedimentación Tomar el agua de cocción de la prueba anterior y con el agitador mezclar por 1 minuto, Medir 100 mL y colocarlos en una probeta de 100 mL y dejar en reposo por 2 h. Leer el porcentaje de sedimentación, que es el equivalente a los mililitros que ocupa el sedimento blanco en la probeta. 124 Índice de tolerancia al cocimiento (min) Pesar 25 g de pasta y agregarla en 500 mL de agua en ebullición, cocer la pasta basándose en el tiempo óptimo de cocción, determinado previamente y continuar la cocción de la pasta hasta observar al menos 3 fragmentos de pasta rota o al inicio de su desintegración, y registrar el tiempo. El tiempo de desintegración se determina por el índice de tolerancia que es igual a: Grado de absorción de agua (%) Pesar 25 g de pasta y cocer de acuerdo al tiempo óptimo de cocción y una vez cocida, colocarla en un embudo Buchner sobre una probeta de 1 L de capacidad. Dejar escurrir la pasta por 10 min y pesar. Calcular el grado de absorción con la siguiente fórmula: PS = peso de la pasta seca o cruda (g) PC = peso de la pasta cocida y drenada (g) Incremento de volumen (%) Determinar el volumen de 50 g de pasta cruda, colocándola en una probeta de 500 mL que contenga 300 mL de agua (V1) y registrar el volumen alcanzado por el desplazamiento del agua debido a la pasta (V2). Calcular el volumen de la pasta cruda con la siguiente fórmula: Volumen de pasta cruda = V2 – V1 Posteriormente, cocer 50 g de pasta en condiciones óptimas y drenar en un embudo Buchner durante 10 min y determinar el volumen de la pasta cocida y drenada, introduciéndola en una probeta de 500 mL que contenga 300 mL de agua (V3). Registrar el volumen alcanzado por el desplazamiento del agua debido a la pasta cocida (V4) para calcular el volumen de la pasta cocida y drenada con la siguiente fórmula: Volumen de pasta cocida = V4 - V3 Finalmente, calcular el incremento de volumen con la ecuación: 125 Calidad sensorial de las pastas Seleccionar cinco atributos del manual de evaluación sensorial. Para la evaluación, llevar a ebullición 1 L de agua, con 0.5% de cloruro de sodio y 3% aceite vegetal, agregar 100 g de pasta y llegar al tiempo óptimo de cocción. Escurrir y evaluar el producto a los 10 min, preparado de acuerdo a los atributos seleccionados. CUESTIONARIO 1. ¿Qué cambios se presentaron en las pastas elaboradas con los diferentes ingredientes? Justifica la respuesta. 2. ¿Se detectaron diferencias de calidad entre las pastas elaboradas por distintos métodos, pero con la misma materia prima? Justifica la respuesta. 3. Durante el proceso de elaboración de pastas ¿existieron algunos inconvenientes para la obtención del producto? Justifica la respuesta. 4. ¿Qué controles de proceso se deben aplicar para mejorar el proceso de elaboración? 5. Al comparar el producto obtenido con un producto comercial ¿Qué diferencias se muestran? Justifica la respuesta. ANÁLISIS DE RESULTADOS Analizar las características de calidad de la pasta elaborada con distintas materias primas y bajo distintos métodos, comparando contra los parámetros reportados en la literatura y la pasta comercial CONCLUSIONES • • Concluir con base a los objetivos particulares planteados. Plantear Sugerencias y recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción R1 Residuos de pruebas de inspección Pasta con defectos Disposición en bolsas de plástico y desechan en los contenedores de residuos orgánicos R2 Cenizas Cenizas Disposición en bolsas de plástico y envío a la Unidad de Gestión Ambiental 126 R3Residuos pigmentos pasta, n-butanol sedimento remanente. y Se separan los sólidos para envío a la Unidad de Gestión Ambiental y el solvente se recupera o se entrega a Gestión Ambiental BIBLIOGRAFÍA ● Bresciani, A., Pagani, MA y Martí, A. (2022). Proceso de elaboración de pasta: una revisión narrativa sobre la relación entre las variables del proceso y la calidad de la pasta . Alimentos, 11 (3), 256. NOM-147-SSA1-1996, Bienes y servicios. Cereales y sus productos. Harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de cereales, de semillas comestibles, harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas. Productos de panificación. Disposiciones y especificaciones sanitarias y nutrimentales. México. NORMA Oficial Mexicana. Dirección General de Normas. NOM-247-SSA1-2008, Productos y servicios. Cereales y sus productos. Cereales, harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de: cereales, semillas comestibles, de harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas. Productos de panificación. Disposiciones y especificaciones sanitarias y nutrimentales. Métodos de prueba. NORMA Oficial Mexicana. Dirección General de Normas. Piwińska, M., Wyrwisz, J., Kurek, M. A., & Wierzbicka, A. (2016). Effect of drying methods on the physical properties of durum wheat pasta. CYTA - Journal of Food, 14(4), 523528-528. Serna, S. Química, almacenamiento e industrialización de los cereales. AGT Editor. México. ● ● ● ● Recursos electrónicos ● Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 3. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 127 PROTOCOLO 7. NIXTAMALIZACIÓN OBJETIVO GENERAL Evaluar el efecto de la concentración de calcio en la nixtamalización del maíz, sobre el perfil de textura y las características sensoriales obtenidas en los productos finales. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • • Características físicas del matiz destinado para la nixtamalización. Cambios fisicoquímicos que sufre el grano de maíz después del proceso de nixtamalización y del reposo. Condiciones estándar del proceso de nixtamalización. Etapas del proceso de nixtamalización. Proceso de la elaboración de tortillas. Pruebas de calidad de productos nixtamalizados. Especificaciones vigentes aplicables para grano de maíz y sus productos. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con el apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Proponer un diseño experimental para comprobar el efecto de la concentración de calcio en la nixtamalización, sobre la calidad del producto final. 4. Realizar un diagrama de flujo del proceso y de las determinaciones realizadas. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Óxido de calcio (CaO) EQUIPO Balanza granataria Molino para nixtamal Máquina tortilladora Termómetro MATERIAL POR EQUIPO Cedazos o manta de cielo limpios Pala de madera 1 Comal 1 Probeta de 500 mL 1 Espátula 1 Tortillero 1 128 Olla de 4 o 5 L 1 MATERIA PRIMA Maíz para nixtamal (500 g por equipo) Masa comercial nixtamalizada Elaboración de nixtamal Es importante anotar el cambio en el aspecto del grano durante cada etapa del proceso. Antes de comenzar, verificar que la calidad del maíz sea aceptable de acuerdo a la norma vigente para este grano. Una vez aceptado, pesar el grano limpio y agregar la cantidad de cal según la condición de trabajo seleccionada (Tabla 7.1). Añadir el agua, mezclar y someter a cocción por el tiempo determinado de acuerdo a la dureza del grano, tratando de mantener el nivel inicial de agua. Tabla 7.1 Condiciones de nixtamalización Lote 1 Lote 2 Lote 3 Cantidad de grano (kg) Agua (mL) CaO (g) Dejar el grano en reposo de 12 a 24 h en el líquido de cocción, y al término del reposo, drenar el nejayote (No desechar al drenaje, conservar para su tratamiento posterior como residuo.) y realizar tres lavados con agua limpia frotando los granos para desprender los pericarpios. Juntar toda el agua de lavados y tratarla igual que al nejayote. Medir la humedad del nixtamal y verificar que cumpla la norma correspondiente y después moler el grano nixtamalizado con ayuda de un molino, pasándolo hasta obtener una masa cohesiva, no pegajosa. Medir la humedad de la masa y ajustarla de acuerdo a la humedad de una masa comercial, cubrir la masa con una tela limpia y dejarla reposar, por lo menos 30 min. Posteriormente, moldear la masa en un cilindro de 3.7cm diámetro por 2.5 cm y medir el perfil de textura en un texturómetro TAXT2 por triplicado utilizando una masa comercial como control. Finalmente, evaluar sensorialmente las masas. Residuos R1: Nejayote R2: Pericarpio de maíz CUESTIONARIO 129 1. ¿Cómo impactó la calidad del grano de maíz sobre las características del producto terminado? 2. ¿Cómo influyó la variación en las condiciones de nixtamalización sobre el producto terminado? 3. ¿Qué otros factores influyen en las características de las masas obtenidas? Justifica la respuesta. 4. De acuerdo a las condiciones aplicadas, ¿cuál es la mejor condición para realizar la nixtamalización para elaborar tortillas? ANÁLISIS Y DISCUSIÓN Realizar un análisis de los resultados sensoriales y de textura de las masas evaluadas y relacionarlos con el contenido de cal empleado para el proceso de nixtamalización. CONCLUSIONES • • Concluir en base a los objetivos e hipótesis planteados. Proponer sugerencias y recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Residuo Composición Acción R1 Nejayote Solución alcalina de remojo de grano de maíz Se separan los sólidos para enviar a la Unidad de Gestión Ambiental. El líquido se neutraliza y se elimina por el drenaje. R2 Sólidos separados después de la nixtamalización Pericarpio de maíz Recolectar en bolsa de plástico y desechar en los contenedores de residuos orgánicos. BIBLIOGRAFÍA ● ● ● Arámbula-Villa, G. Méndez-Albores, J. A., González-Hernández, J., Gutiérrez-Árias, E. y Moreno-Martínez, E. (2004). Evaluación de una metodología para determinar características de textura de tortilla de maíz (Zea mays L.). Archivos Latinoamericanos de Nutrición, 54(2), 216-222. Arámbula-Villa, G, Barrón-Ávila, L., González Hernández, J, Moreno Martínez, E. y Luna Bárcenas, G. (2001). Efecto del tiempo de cocimiento y reposo del grano de maíz (Zea mayz l.) nixtamalizado, sobre las características fisicoquímicas, reológicas, estructurales y texturales del grano, masa y tortillas de maíz. Archivos Latinoamericanos de Nutrición, 187-194. 51(2), Bello. P. L. A., Osorio, D. P., Amaga, A.E., Núñez, S.C. y Paredes-López, O. (2002). Chemical, physicochemical and rheological properties of masa and nixtamalized com flour. Agrociencia, 36: 319-326. 130 ● ● ● ● ● ● ● ● ● Billeb de Sinibaldi, A. C., y Bressani, R. (2001). Características de cocción por nixtamalización de once variedades de maíz. Archivos Latinoamericanos de Nutrición, 51(1), 86-94 Castillo V.K.C., Ochoa M.L.A., Figueroa C.J.D., Delgado L.E., Gallegos I.J.A., Morales C.J. Efecto de la concentración de hidróxido de calcio y tiempo de cocción del grano de maíz (Zea mays L.) nixtamalizado, sobre las características fisicoquímicas y reológicas del nixtamal. Instituto Tecnológico de Durango, 59(4) Galindo-Olguín, C. N., Cruz-Cansino, N. d. S., Ramírez-Moreno, E., Ariza-Ortega, J. A., Camacho-Bernal, G. I., & Cervantes-Elizarrarás, A. (2021). El maíz y la nixtamalización: Modificación de sus componentes, técnicas de proceso y enriquecimiento de tortilla. Educación y salud Boletín Científico Instituto de Ciencias de la Salud Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, 10(19), NMX-FF-034-SCFI-2020. Productos alimenticios para uso humano no industrializadosCereales-Maíz (Zea mays L.)-Especificaciones y métodos de prueba. NMX-FF-034/1-SCFI-2020. Productos alimenticios para uso humano no industrializados-cereales-maíz-parte 1: granos para tortillas y productos nixtamalizados-especificaciones y métodos de prueba Rangel, M. E. Muñoz, O. A., Vázquez C. G., Cuevas S. J., Merino, C. J., y Miranda, C.S. (2004). Nixtamalización, elaboración y calidad de tortilla de maíz de Acatlán, Puebla, México. Agrociencia, 38 (1),53-61. Salinas, Y. y Aguilar, L. (2010). Efecto de la dureza del grano de maíz (Zea mays L.) sobre el rendimiento y calidad de la tortilla. Ingeniería Agrícola y Biosistemas, 2(1), 511 Vázquez, M. A., Mejía, H., Tut, C. y Gómez, N. (2012). Características de granos y tortillas de maíces de alta calidad proteínica desarrollados para los valles altos centrales de México. Fitotecnia Mexicana, 35(1):23-31. Vázquez, A. Correlación de medidas sensoriales e instrumentales para optimizar una metodología para medir textura en tortillas. Tesis profesional. Universidad Autónoma de Chapingo. 1990. Recursos electrónicos ● Facultad de Química, UNAM (2021). Plataforma Virtual AMYD. Curso 1809 Laboratorio de Tecnología de Alimentos. Unidad 3. Disponible en https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=27 131 PROTOCOLOS DE TECNOLOGÍA DE VEGETALES 132 PROTOCOLO 1. CALIDAD DE FRUTAS Y HORTALIZAS OBJETIVO GENERAL Evaluar la calidad de frutas y hortalizas en términos de parámetros fisicoquímicos y sensoriales, para definir si pueden ser utilizadas en el procesamiento de vegetales basados en los requerimientos normativos nacionales. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • Normas mexicanas y normas Codex para frutas y hortalizas (naranja, plátano y zanahoria). Proceso de maduración del plátano (síntesis y degradación de compuestos, cambios físicos, cambios sensoriales). Pruebas de TPA y la información que se puede obtener de la curva obtenida. Determinación de madurez de un vegetal. Parámetros que indican la calidad de un vegetal. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Generar un diagrama de flujo para las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Solución de fenolftaleína 1% en etanol (m/v) 100 mL Solución valorada de hidróxido de sodio 0.1 N 1L EQUIPO Balanza analítica Potenciómetro Balanza granataria Refractómetro Extractor de Jugos MATERIAL POR EQUIPO Bureta de 50 mL 1 Pipeta graduada de 10 mL 1 Cuchillo 2 Pipeta volumétrica de 1 mL 1 Matraz Erlenmeyer de 50 mL 2 Probeta de 250 mL 1 133 Matraz aforado de 250 mL 1 Soporte universal 1 Mortero 1 Tabla para picar 1 Pantone 1 Vaso de precipitados de 1 L 1 Pelador de frutas o verduras 1 Vaso de precipitados de 500 mL 3 Pinzas para bureta 1 MATERIA PRIMA La cantidad y tipo de frutas climatéricas, no climatéricas y hortalizas serán asignadas por el profesor. Una de las muestras se requerirá en tres diferentes estados de madurez. DETERMINACIONES FISICOQUÍMICAS Y SENSORIALES. Realizar el lavado y secado. Elegir de cada lote diez piezas al azar. Cinco se destinarán al análisis de color externo (con el patrón de color, pantone) y el análisis instrumental de textura, las cinco restantes se utilizarán para las demás determinaciones. Obtener las dimensiones nominales y fisicoquímicas (de acuerdo con la normatividad vigente) y efectuar la evaluación sensorial. Residuos: R1. Cascaras y semillas de los vegetales R2. Vegetales en la manta de cielo R3. Líquido titulado R4. Filtrado líquido no utilizado CUESTIONARIO 1. Coloque en la Tabla 1 los resultados de las determinaciones físicas de los vegetales analizados, indicando claramente las unidades. Tabla 1. Parámetros físicos de las muestras vegetales evaluadas. Equipo Materia prima Diámetro Longitud Grosor Calibre Porcentaje de jugo Grado de calidad en base a NMX 134 2. Con los resultados obtenidos, ¿cómo se clasifican las materias primas según la normatividad vigente? 3. Coloque en la Tabla 2 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas delos vegetales analizados, indicando claramente las unidades. Tabla 2. Resultados obtenidos de la evaluación fisicoquímica de los vegetales. Acidez Equipo Materia prima pH (indicar el ácido) °Brix Índice de madurez Posible uso industrial 4. ¿Qué relación tiene el índice de madurez con el posible uso industrial? 5. Colocar en las tablas 3 y 4 los resultados obtenidos del análisis de textura (TPA) y la evaluación sensorial. Tabla 3. Resultados obtenidos de la evaluación sensorial de los vegetales evaluados. Atributos sensoriales seleccionados Equipo Materia prima Tabla 4. Resultado de la evaluación del perfil de textura (TPA) de los vegetales evaluados. Parámetros seleccionados Equipo Materia prima 6. Analizar las curvas de TPA obtenidas y relacionarlas con el índice de madurez y resultados sensoriales. 7. Discutir los cambios fisicoquímicos que se presentan en las muestras de frutos climatéricos en base a los resultados encontrados. 135 ANÁLISIS DE RESULTADOS 1. Comparar los resultados experimentales de la materia prima (frutas y hortalizas) con las normas nacionales vigentes. 2. Discutir a partir de los cambios que se presentan en las muestras de frutas climatéricas (de los tres estados de madurez), si cumple la normatividad. 3. Analizar las curvas de TPA para las muestras y relacionarlas con el índice de madurez. 4. Contrastación de hipótesis. CONCLUSIONES 1. Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. 2. Sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN R1. Cascaras y semillas Materia orgánica de los vegetales DISPOSICIÓN Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. R2. Vegetales en manta Materia orgánica (Vegeta- Empacado y desechar en el de cielo les molidos y tela) contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. R3. y R4. Filtrado líquido Agua, sales y jugo de ve- Verificar pH y desechar en la no utilizado y Líquido titu- getales tarja con abundante agua lado BIBLIOGRAFÍA • • • • Arias, C., Toledo, J. (2000). Manual de manejo Postcosecha de Frutas Tropicales (Papaya, piña, plátano, cítricos). Organización de Las Naciones Unidas Para La Agricultura y La Alimentación. http://www.fao.org/3/ac304s/ac304s.pdf Arrieta, A. J. (2006). Caracterización fisicoquímica del proceso de maduración del plátano ‘Papocho’ (Musa ABB Simmonds). Agronomía Colombiana, 24(1). http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S012099652006000100006 Azcón-Bieto, J y M. Talón. (2008).” Fundamentos de fisiología vegetal”. Interamericana-McGraw-Hill, NuevaYork, USA. 2a edición, p. 173-474. Baldwin, E., Beaudry, R., Boyd, L., Ferguson, I., Fischer, M., Kader, A., Lurie, S., Knee, M., Manning, K., Miller, R., Mir, N., Redgwell, R., Seymour, G., Sugar, D., Watkins, Ch. (2002). Bases biológicas de la calidad de la fruta. Primera edición. España: Acribia. 136 • • • • • • Clemente, G., Acevedo, D., Cabeza, A., Lozano, A. (2014). Análisis de Perfil de Textura en Plátanos Pelipitia, Hartón y Topocho. Universidad de Cartagena, Bolívar Colombia. https://scielo.conicyt.cl/pdf/infotec/v25n5/art06.pdf. Lobo, M. G., & Rojas, F. J. F. (2020). Biology and Postharvest Physiology of Banana. Handbook of Banana Production, Postharvest Science, Processing Technology, and Nutrition, 19–44. DOI:10.1002/9781119528265.ch2 Piñeiro M., Díaz L. (2004). Mejoramiento de la calidad e inocuidad de las frutas y hortalizas frescas: un enfoque práctico manual para multiplicadores. Servicio de Calidad de los Alimentos y Normas Alimentarias (ESNS). Roma: Dirección de Alimentación y Nutrición, Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Siddiq, M., Ahmed, J., & Lobo, M. G. (2020). Handbook of Banana Production, Postharvest Science, Processing Technology, and Nutrition (1.a ed.) [Libro electrónico]. Wiley. Ting, S.V., J.A. Attaway, 1971. The Biochemistry of citrus fruits and their products. Citrus Fruits, cap.3: 107-161. Torres, R. (2013). “Relación del Color y del Estado de Madurez con las Propiedades Fisicoquímicas de Frutas Tropicales”. Información Tecnológica. Vol. 24 (3). https://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S07187642013000300007 Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 4 (unam.mx) 137 PROTOCOLO 2. ESCALDADO OBJETIVO GENERAL Evaluar el efecto de los distintos métodos de escaldado, sometiendo vegetales a diferentes condiciones de proceso, para comprender su importancia en la industria de transformación de productos vegetales. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • Normas mexicanas y normas Códex para vegetales. Definición de escaldado como una operación de pre-proceso industrial. Fundamento del proceso de escaldado y algunas aplicaciones en la industria de alimentos. Tipos de escaldado Parámetros óptimos de proceso de escaldado. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo y proponer un diseño experimental a seguir. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Proponer un diseño experimental con base en las condiciones de referencia para evaluar el efecto de la relación tiempo/temperatura, para el escaldado de vegetales. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Guayacol (2-metoxifenol) al 10% Peróxido de hidrógeno (H2O2) al 10% Solución de fenolftaleína 1% en etanol (m/v) Solución valorada de hidróxido de sodio 0.1 N EQUIPO Estufa Potenciómetro MATERIAL POR EQUIPO Cronómetro Cuchillo Gradilla de tubos de ensayo Pinzas de disección Pipeta de 1 mL Pipeta de 5 mL Piseta Refractómetro 1 1 1 1 1 1 1 Propipeta Tabla de picar Termómetro de mercurio con escala de 0-100 °C Tiras de papel filtro de filtración rápida de 5X15 cm Tubos de ensayo 10 X 150 mm Vasos de precipitados 250 mL Vaso de precipitado de 400 mL 1 1 1 5 15 2 1 138 MATERIA PRIMA Manzana roja mediana: 16 piezas por grupo Determinar la calidad de la materia prima, pH, acidez y °Brix. Efecto de la temperatura y el tiempo sobre la actividad de peroxidasa. Ensayos cualitativos. Seleccionar al menos 3 condiciones de escaldado térmico, monitoreando el proceso de acuerdo con la siguiente tabla: Tiempo (min) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Temperatura C Control (muestra sin escaldar) Marcar en las tiras de papel filtro los tiempos de muestreo y colocar en la parte superior la temperatura de escaldado. Preparar el reactivo revelador (50 mL de solución de guayacol y 50 mL de solución de peróxido de hidrógeno y mezclarlos en un vaso de precipitado de 250 mL) e impregnar las tiras de papel filtro con la solución del reactivo revelador. Utilizar pinzas de disección, lentes de seguridad y guantes. Introducir nueve tubos de ensaye que contengan 6 mL de agua en un baño María (Uno será el control, para medir la temperatura), una vez alcanzada la temperatura seleccionada, cortar cubos de 0.5 cm (aproximadamente) del fruto o vegetal e introducir uno en cada tubo y empezar a tomar el tiempo con cronómetro. Comenzar a retirar tubo por tubo cada 2 min e inmediatamente vaciar el agua, con ayuda de las pinzas de disección retirar el cubo de muestra y colocarlo sobre la tira de papel filtro. Observar si ocurren cambios (anotar todos los cambios detectados) y tomar una imagen. Si la coloración cambia a café o marrón se considera que la prueba es positiva. 139 Residuos: R1. Restos sólidos y jugo de vegetales R2. Soluciones acuosas de las determinaciones de acidez R3. Solución de Guayacol. CUESTIONARIO 1. Coloque en la Tabla 1 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas de los vegetales analizados, indicando claramente las unidades. 2. Calcula el índice de madurez para cada muestra. Tabla 1. Resultados fisicoquímicos. Materia pH Acidez (%) Prima °Brix Índice de Madurez 3. Coloque en la Tabla 2 los resultados de la actividad enzimática presente en cada temperatura. Tabla 2. Resultados de la prueba cualitativa de peroxidasa. Temperatura (°C) Tiempo (min) Resultado/Imagen 0 2 4 6 8 10 12 14 16 4. ¿Explique cómo es la relación tiempo – temperatura en la actividad enzimática? 5. ¿Existe alguna relación entre el índice de madurez del vegetal y la actividad enzimática encontrada, explique? 6. En base a los resultados de la Tabla 2, establece cuales son las condiciones (temperatura y tiempo) de escaldado para los vegetales empleados. 140 ANALISIS DE RESULTADOS Explicar y discutir las diferencias detectadas en los vegetales sometidos a las diversas condiciones de escaldado estudiadas. CONCLUSIONES 1. Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. 2. Sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN R1. Restos vegetales o residuos orgánicos Materia orgánica R2. Soluciones acuosas Agua, sales y jugo de vegetales Guayacol 5% y agua oxigenada 5% R3. Solución reveladora DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua Colocar en un recipiente, etiquetar y entregar al encargado de gestión de residuos BIBLIOGRAFÍA ● ● ● ● ● Bosquez, E.; Colina, M. L. (2012). Procesamiento térmico de frutas y hortalizas. Segunda edición, Trillas. Olusola Lamikanra. (2000). “Fresh-cut Fruits and Vegetables: Science, Technology and Market”. USA: CRC Press. Simpson, Benjamin K. (2012) “Food Biochemestry and Food Processing” 2a. Ed. Iowa, USA: Wiley-Blackwell. Torrenegra, M., Cabarcas, A., Carrizo, L., Carrillo, A., Castellar, E. & Jiménez, J. (2012). Escaldado de Frutas y Hortalizas y Encarado. Programa: Ingeniería de Alimentos, Procesos de Alimentos III. Universidad de Cartagena. Cartagena, Colombia. Valero, Daniel y Serrano, María. (2010). “Postharvest Biology and Technology for Preserving Fruit Quality”. Boca Raton, FL: CRC Press. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 4 (unam.mx) 141 PROTOCOLO 3. PELADO OBJETIVO GENERAL Evaluar el efecto de distintos métodos de pelado para seleccionar el óptimo como tratamiento previo. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • ¿Cuál es el objetivo de realizar un pelado como tratamiento previo? • ¿Cuáles son las ventajas de realizar un pelado? • ¿Cuáles son los tipos de pelado que se pueden aplicar a un producto vegetal? Menciona sus aplicaciones. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Elaborar la hipótesis general de trabajo y proponer un diseño experimental a seguir. 3. Revisar el procedimiento experimental. 4. Proponer un diseño experimental con base en las condiciones de referencia para evaluar el efecto de las condiciones de pelado de vegetales. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Solución de fenolftaleína 1% en etanol (m/v) Solución de hidróxido de sodio 8% (m/v) Solución de hidróxido de sodio 2% (m/v) Solución de hidróxido de sodio 0.1 N valorado EQUIPO Balanza analítica Estufa MATERIAL POR EQUIPO Agitador magnético 2 Perlas de ebullición 10 Cuchillo 1 Pelador 1 Manta de cielo 1 Tabla de picar 1 Olla (capacidad 4L) 1 Termómetro 1 Parrilla eléctrica 1 Vaso de precipitados de 1 L 2 MATERIA PRIMA Las muestras serán asignadas por el profesor. 142 PROCEDIMIENTO De acuerdo con el diseño de experimentos propuesto, seleccionar al menos 4 condiciones. Nota: Además de los tratamientos seleccionados, todos los equipos deberán trabajar el pelado manual que se usará como control. Evaluar la calidad de la materia prima realizando una inspección visual de la muestra y la determinación de pH y acidez titulable y efectuar el proceso de pelado en la muestra siguiendo las instrucciones, de cada método. Pelado manual (Control) Lavar y secar la materia prima, pesar, con un cuchillo o pelador manual retirar toda la piel o cáscara y pesar la muestra sin piel y los residuos. Reportar el aspecto físico de la muestra en términos de color y textura. Pelado con agua Lavar y secar la materia prima y pesar. Calentar el agua a la temperatura asignada y una vez alcanzada la temperatura, sumergir la muestra durante 10 min, cuidando que el agua la cubra completamente. Pesar antes y después de retirar la cáscara con frotación ligera, recuperando los residuos y pesarlos. Reportar los cambios de color y textura observados. Pelado con hidróxido de sodio Lavar y secar la materia prima y pesar. Preparar la solución de NaOH de la concentración a utilizar, en cantidad suficiente para cubrir la muestra por completo y calentar a la temperatura indicada. Una vez alcanzada dicha temperatura sumergir la muestra durante 10 min. Pesar antes y después de retirar la cáscara con frotación ligera, utilizando guantes, recuperar los residuos y pesarlos. Reportar los cambios de color y textura observados. Pelado con vapor Lavar y secar de la materia prima y pesar. Armar el equipo de generación de vapor de acuerdo con la Figura 1, empezar con el calentamiento hasta llegar al punto de ebullición del agua. Cuando haya generación de vapor constante, introducir la muestra por el tiempo seleccionado. Pesar antes y después de retirar la cáscara con frotación ligera, recuperando los residuos y pesarlos. 143 Reportar los cambios de color y textura observados. Figura 1. Sistema de pelado con vapor. Residuos: R1. Restos sólidos y jugo de vegetales R2. Soluciones acuosas de las determinaciones de acidez R3. Residuos alcalinos R4. Residuos de piel o cáscara CUESTIONARIO 1. Coloque en la Tabla 1 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas de los vegetales analizados, indicando claramente las unidades. Tabla 1. Resultados fisicoquímicos. Materia pH Acidez (%) Prima 2. °Brix Coloque en la Tabla 2 los resultados obtenidos para cada uno de los métodos de pelado empleados. Tabla 2. Resultados de los diferentes métodos de pelado. Método Materia Masa Masa des- Masa de Tiempo de de pelado prima inicial pués del residuos pelado (g) pelado (g) (g) (min) Pérdidas (%) 144 3. 4. Explique cómo es el porcentaje de pérdidas con respecto a cada método de pelado empleado. Defina cuál es el método óptimo de pelado para la materia prima utilizada. Justifique su respuesta. ANALISIS DE RESULTADOS Explicar y discutir las diferencias detectadas en los vegetales sometidos a las diversas condiciones de pelado estudiadas. CONCLUSIONES 1. 2. Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. Sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN DISPOSICIÓN DUOS DE RESI- R1. y R4. Restos vegetales o residuos orgánicos Materia orgánica Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. R2. Soluciones acuosas Agua, sales y jugo de vegetales Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua R3. Soluciones alcalinas Hidróxido de sodio 2 y 8% Neutralizar y desechar en la tarja con abundante agua BIBLIOGRAFÍA ● ● ● ● Bosquez, Elsa; Colina, María L. (2012). Procesamiento térmico de frutas y hortalizas. Segunda edición, México: Trillas. Bodolla, Salvador y Dueñas, Claudia. (2004). Introducción a la tecnología de alimentos. Segunda edición, México: Limusa. Jaromir, L., Hamouz, K., Musilova, J. Hejtman, K., Kotikova, Z., Pazderu, K., Domkarova, J., Pivec, V. y Cimr, J. (2013). Effect of peeling and three cooking methods on the content of selected phytochemicals in potato tubers with various colour of flesh. Food Chemistry. ELSEVIER. Volume 138, Issues 2-3 pp 1189-1197. Pelado químico de frutas y hortalizas. (2004). Revista de Extensión Agraria, 7–8. https://www.mapa.gob.es/ministerio/pags/biblioteca/revistas/pdf_REA/REA_1974_ 01_7_8.pdf Recursos electrónicos 145 Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 4 (unam.mx) 146 PROTOCOLO 4. EFECTO DE LA ADICIÓN DE PECTINAS EN PRODUCTOS VEGETALES OBJETIVO GENERAL Evaluar el efecto del tipo y/o concentración de pectinas en la elaboración de conservas vegetales, para obtener un producto de calidad. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • Normas mexicanas y normas Codex de mermeladas, jaleas y ates. • Fundamento de la conservación de alimentos por adición de azúcar y acidificación. • Estructura y funcionalidad de pectinas de alto y bajo metoxilo. • Procesos de elaboración de conservas a base de pectinas. • Atributos de calidad de una mermelada, jalea y ate. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Indicar cuáles son las variables independientes y cuáles las de respuesta. 6. Elaborar la hipótesis general de trabajo y proponer un diseño experimental a seguir. 7. Revisar el procedimiento experimental. 8. Proponer un diseño experimental con base en las condiciones de referencia para evaluar el efecto de la cantidad y tipo de pectinas. 9. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Ácido cítrico grado alimentario Ácido málico grado alimentario Benzoato de sodio Cloruro de calcio Pectina cítrica de alto metoxilo EQUIPO Balanza analítica Balanza granataria Estufa Pectina cítrica de bajo metoxilo Solución de Fenolftaleína al 1% en etanol (m/v) Solución de NaOH 0.1N Sorbato de potasio Licuadora Potenciómetro Refractómetro MATERIAL POR EQUIPO 147 Bureta de 50 mL 1 Pinzas para bureta 1 Cuchillo Espátula Frascos para mermelada de 500 g Matraz Erlenmeyer de 50 mL 2 1 2 2 1 1 1 1 Matraz aforado de 250 mL Pala de cocina Vaso de precipitados de 500 mL 1 1 1 Pipeta graduada de 10 mL Pipeta volumétrica de 1 mL Probeta de 250 mL Recipiente peltre o de aluminio de 1 a3L Soporte universal Tabla para picar Vaso de precipitados de 250 mL 1 1 2 MATERIA PRIMA El profesor en turno asignará la cantidad y variedad de fruta y producto a trabajar. Azúcar refinada De acuerdo con el producto a elaborar, seguir el procedimiento indicado. Para mermelada y jalea: Caracterizar un producto comercial, en términos de °Bx y acidez titulable. 1) Productos con pectina de alto metoxilo a) Formulación base. • Fruta 55% • Azúcar 45% • Agua potable *Sólo en caso de necesitarse (si la mezcla antes de calentar tiene 63°Bx o más) • Pectina de alto metoxilo. Conforme al diseño de experimentos propuesto • Ácido cítrico. El necesario para ajustar la acidez, considerando la encontrada en la muestra comercial. b) Tabla de especificaciones del contenido de pectina en producto terminado. Formulación Porcentaje de pectina de alto metoxilo 1 2 3 4 c) Procedimiento. 148 Caracterizar la fruta (grados Brix, pH, porcentaje de acidez) Para mermelada: Cortar el 70% de la fruta en cubos de aproximadamente 1 cm por lado (eliminar semillas y pericarpio), la materia prima restante moler en la licuadora. Para jalea: Obtener el jugo de la fruta en un extractor o moler toda la materia prima en una licuadora y pasar por un colador, para obtener una pulpa homogénea. Realizar los balances de matera necesarios para determinar la cantidad de pectina y ácido cítrico a emplear, con base en la cantidad de fruta y calcular la cantidad de sólidos disueltos que suman los ingredientes presentes en la formulación. Si son superiores a 63°Brix calcular la cantidad de agua para ajustar a 55°Brix Separar una quinta parte del azúcar y mezclar con la pectina. Colocar la fruta en un recipiente de peltre o aluminio, calentar y colocar un termómetro. Al llegar a 50 °C, agregar el azúcar restante, e incorporar hasta obtener una pasta homogénea. Cuando la pasta alcance los 85°C, se agrega la mezcla de azúcar-pectina poco a poco evitando la formación de grumos y seguir calentando para la evaporación de agua y se alcancen los grados Brix especificados en la norma. Retirar del fuego, agregar el ácido cítrico, si fuera necesario y mezclar. Envasar el producto a una temperatura no menor de 85°C (envasado en caliente). . Invertir el frasco por espacio de 2 min y regresar a la posición original. Enfriar con un trapo húmedo hasta poder manipular el frasco y posteriormente sumergir en un baño de agua a temperatura ambiente. Realizar las determinaciones fisicoquímicas y sensoriales del producto terminado. 2) Producto con pectina de bajo metoxilo Caracterizar un producto comercial, en términos de °Bx y acidez titulable. a) Formulación. Ingrediente *Fruta Azúcar Solución de Benzoato de sodio al 15% Solución de Sorbato de potasio al 15% Agua potable Ácido cítrico Cloruro de calcio Concentración % 81% 19% 0.3% 0.36% Solo en caso de requerirse (si la mezcla antes de calentar tiene 30 grados Brix o más) Conforme al resultado del producto comercial 0.15 g por cada gramo de pectina. 149 Pectina de bajo metoxilo De acuerdo con el diseño de experimentos b) Procedimiento. Caracterizar la fruta (grados Brix, pH, porcentaje de acidez) Para mermelada: Cortar el 70% de la fruta en cubos de aproximadamente 1 cm por lado (eliminar semillas y pericarpio), la materia prima restante moler en la licuadora. Para jalea: Obtener el jugo de la fruta en un extractor o moler toda la materia prima en una licuadora y pasar por un colador, para obtener una pulpa homogénea. Realizar los balances necesarios para determinar la cantidad de pectina y ácido cítrico a emplear, con base en la cantidad de fruta y calcular la cantidad de sólidos disueltos (°Brix) que suman los ingredientes presentes en la formulación. Si son superiores a 30°Brix ajustar a 25°Brix con el agua necesaria. Mezclar 40 g del azúcar con la cantidad de pectina seleccionada. Colocar la fruta en una olla y calentar hasta llegar a 50 °C, agregar el azúcar restante, e incorporar hasta obtener una pasta homogénea, seguir calentando y cuando la pasta alcance los 65°C, agregar la mezcla de azúcar-pectina poco a poco evitando la formación de grumos, agregar el cloruro de calcio previamente hidratado en 20 mL de agua y seguir calentando hasta llegar a 85 °C. Dejar evaporar hasta que se alcancen los grados Brix del producto comercial. Retirar del fuego, agregar el ácido cítrico, si fuera necesario, los conservadores y mezclar. Envasar el producto a una temperatura no menor de 85°C (envasado en caliente), invertir el frasco por espacio de 2 min y regresar a la posición original. Enfriar con un trapo húmedo hasta poder manipular el frasco y posteriormente sumergir en un baño de agua a temperatura ambiente, para realizar las determinaciones fisicoquímicas y sensoriales del producto terminado. Para ate: Caracterizar un producto comercial, en términos de °Bx y acidez titulable. 1) Productos con pectina de alto metoxilo a) Formulación base. • Fruta 65% • Azúcar 35% • Agua potable *Sólo en caso de necesitarse (si la mezcla antes de calentar tiene 63°Bx o más) 150 • Pectina de alto metoxilo. Conforme al diseño de experimentos • Ácido cítrico. El necesario para ajustar la acidez, considerando la encontrada en la muestra comercial. b) Tabla de especificaciones del contenido de pectina en el producto terminado. Formulación Porcentaje de pectina de alto metoxilo 1 2 3 4 c) Procedimiento. Caracterizar la fruta (grados Brix, pH, porcentaje de acidez). Escaldar la fruta utilizando el procedimiento mas adecuado al tipo de fruta y moler en una licuadora. Realizar los balances necesarios para determinar la cantidad de pectina y ácido cítrico a emplear, con base en la cantidad de fruta. Mezclar una tercera parte del azúcar requerida con la pectina. Colocar la fruta en un recipiente de peltre o aluminio y calentar hasta llegar a 45°Brix, agregar el azúcar con la pectina, seguir calentando, evaporar hasta que alcance los grados Brix especificados en la norma y retirar del fuego, agregar el ácido cítrico, si fuera necesario y mezclar. Vaciar el producto en un envase termoformado, formando una capa de alrededor de 3 cm y dejar enfriar a temperatura ambiente por un periodo de 12 h, mínimo. Realizar las determinaciones fisicoquímicas y sensoriales del producto terminado. 2) Producto con pectina de bajo metoxilo a) Formulación. Ingrediente *Fruta Azúcar Solución de Benzoato de sodio al 15% Solución de Sorbato de potasio al 15% Concentración % 81% 19% 0.3% 0.36% 151 Agua potable Ácido cítrico Cloruro de calcio Pectina de bajo metoxilo Solo en caso de requerirse (si la mezcla antes de calentar tiene 30 grados Brix o más) Conforme al resultado del producto comercial 0.15 g por cada gramo de pectina. De acuerdo con el diseño de experimentos b) Procedimiento. Caracterizar la fruta (grados Brix, pH, porcentaje de acidez). Escaldar la fruta y moler toda la materia prima en una licuadora. Realizar los balances necesarios para determinar la cantidad de pectina y ácido cítrico a emplear, con base en la cantidad de fruta. Mezclar una tercera parte del azúcar requerida con la pectina. Cocer la fruta con el azúcar restante en una olla de aluminio o peltre, y al llegar a 45°Brix, agregar el azúcar con la pectina, mezclar y agregar el cloruro de calcio hidratado en 20 mL de agua. Seguir calentando y evaporar la mezcla a hasta que alcance los grados Brix especificados en la norma. Retirar del fuego, agregar el ácido cítrico, si fuera necesario, los conservadores y mezclar. Vaciar el producto en un envase termoformado, formando una capa mayor a 3 cm, enfriar a temperatura ambiente por un periodo de 12 h, mínimo. Realizar las determinaciones fisicoquímicas y sensoriales del producto terminado. Residuos: R1. Restos sólidos y jugo de vegetales R2. Soluciones acuosas de las determinaciones de acidez CUESTIONARIO 1. Coloque en la Tabla 1 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas de las materias primas empleadas, indicando claramente las unidades. Tabla 1. Resultados fisicoquímicos de las materias primas. Materia prima pH Acidez (%) °Brix 2. ¿Qué importancia tienen los resultados obtenidos para la elaboración del producto terminado? 152 3. Coloque en la Tabla 2 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas de los productos obtenidos, indicando claramente las unidades. Tabla 2. Resultados fisicoquímicos del producto terminado Producto pH Acidez (%) °Brix 4. Verificar el cumplimiento normativo de los productos elaborados (mermelada, jalea o ate). 5. Coloque en la Tabla 3 los resultados sensoriales y textura los productos obtenidos. Tabla 3. Resultados Fisicoquímicos y de textura. Producto pH Acidez (%) °Brix Dureza Adhesividad 6. Analizar el efecto de la variación del tipo y concentración de pectina en las características de textura y sensoriales de los productos elaborados. 7. Discutir los cambios en la estructura del gel formado de los productos elaborados con los diferentes tipos de pectina. 8. Relacionar los resultados de textura, fisicoquímicos y sensoriales, para determinar cómo influyen en la calidad producto terminado. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 1. Comparar los resultados experimentales de la materia prima y el producto terminado con los datos teóricos y la normatividad vigente. 2. Analizar el efecto de la variación del tipo y concentración de pectina en las características de textura y sensoriales de los productos elaborados. 3. Discutir a partir de los cambios de la estructura del gel formado en los productos elaborados. 4. Contrastación de hipótesis. CONCLUSIONES 1. Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. 2. Sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN DISPOSICIÓN DUOS DE RESI- R1. Restos vegetales o residuos orgánicos Materia orgánica Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. 153 R2. Soluciones acuosas Agua, sales y jugo de vegetales Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua BIBLIOGRAFÍA • • • • • • • • Armisen, R., & Galatas, F. (2000). “Handbook of hydrocolloids”. Boca Raton. Handbook of Hydrocolloids, 21–40. https://bit.ly/3hegCm5 Atsushi Ikegaya, Tomoyasu Toyoizumi, Toru Kosugi & Eiko Arai (2020) Taste and palatability of strawberry jam as affected by organic acid content, International Journal of Food Properties, 23:1, 20872096, DOI: 10.1080/10942912.2020.1843484 Castillo, S. (2010). Alimentos no convencionales con base en aguacate: Mermelada de Aguacate. UNAM. Facultad de Química. Tesis profesional. Fraeye I., Duvetter T. (2010). “Fine-tuning the properties of pectin–calcium gels by control of pectin fine structure, gel composition and environmental conditions”. Trends in Food Science & Technology,Volume 21, Issue 5, May 2010, 219228. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2010.02.001 Heinz S. (2000) Tecnología de la fabricación de conservas, Editorial Acribia, pp. 273-274. Islam, M., Monalisa, K., & Hoque, M. (2012). “Effect of Pectin on the processing and preservation of Strawberry (Fragaria ananassa) jam and jelly”. International Journal of Natural Sciences, 2(1), 08–14. https://doi.org/10.3329/ijns.v2i1.10877 Shen M, Lichun L, et al. (2021). Effects of processing parameters on furan formation in canned strawberry jam. Food Chemistry. Volume 358. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.129819 Thakur, B. R., Singh, R. K., & Handa, A. K. (1997). Chemistry and Uses of Pectin - A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 37(1), 47–73. https://doi.org/10.1080/10408399709527767 Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 4 (unam.mx) 154 PROTOCOLO 5. PRODUCTOS ENLATADOS 1. ENLATADO DE ALIMENTOS ÁCIDOS Y/O ACIDIFICADOS OBJETIVO GENERAL Justificar la aplicación del proceso térmico en alimentos ácidos y/o acidificados, para la preservación del producto terminado. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • ¿Cuál es el tratamiento térmico que se aplica a los productos vegetales de alta acidez? • ¿En qué consiste el tratamiento térmico que se aplica a los productos vegetales de alta acidez? • ¿Cuáles son los microorganismos de referencia para el tratamiento térmico por tipo de producto? • ¿Cuál es la norma qué aplica a los alimentos envasados herméticamente? • ¿Cuál es el valor de pH de referencia para considerar que los alimentos son de alta acidez? ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa de los diferentes roles. 2. Mencionar cuáles son las variables independientes y de respuesta. 3. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 4. Revisar el procedimiento experimental. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Ácido cítrico grado alimentario. Solución de Fenolftaleína 1% en etanol (m/v) Hidróxido de sodio 0.1 N EQUIPO Balanza analítica Balanza granataria Engargoladora Estufa Parrilla con agitación Potenciómetro Refractómetro MATERIAL POR EQUIPO 155 Abrelatas 1 Pipeta volumétrica de 1 mL 1 Cuchillo Tabla de picar Olla de metal de aproximadamente 5L Bureta de 25 mL Vasos de precipitados de 250 mL Soporte y pinza para bureta Matraz Erlenmeyer de 250 mL 2 2 1 Probeta de 250 mL Salinómetro (densímetro) Soporte Universal 1 1 1 1 3 1 3 Agitador magnético Lata de aluminio Tapa para la lata 1 1 1 MATERIA PRIMA El número de latas indicadas por el profe- La materia prima necesaria (basándose en sor del producto comercial asignado la norma) para producir una lata semejante al producto asignado por el profesor Azúcar refinada Vinagre de caña o de manzana Sal de mesa Realizar la caracterización fisicoquímica y sensorial de la materia prima, así como la del producto comercial de acuerdo con la normatividad vigente. Realizar los balances de materia para igualar al producto comercial, preparar el jarabe y/o salmuera para elaborar el producto, llenar la lata (de acuerdo con la normatividad vigente) con la fruta y/o verdura y agregar el jarabe o la salmuera. Realizar el agotado de la lata y engargolar. Aplicar el tratamiento térmico y enfriar la lata garantizando choque térmico. Secar y guardar la lata en condiciones controladas, para evaluar el proceso térmico realizado. Revisar el protocolo de microbiología correspondiente. Realizar la evaluación fisicoquímica y sensorial del producto enlatado a partir del tercer día de su elaboración. Residuos: R1. Restos sólidos y jugo de vegetales R2. Soluciones acuosas de las determinaciones de acidez CUESTIONARIO 1. Coloque en la Tabla 1 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas de las materias primas y el producto comercial, indicando claramente las unidades. Tabla 1. Resultados fisicoquímicos de las materias primas y producto comercial. Muestra pH Acidez °Brix Índice de madurez Materia prima Producto comercial 156 2. De acuerdo con los resultados de la Tabla 1 justifique el tratamiento térmico que se aplicará. 3. En la Tabla 2 registre los resultados fisicoquímicos del producto terminado. Tabla 2. Resultados fisicoquímicos del producto terminado. Producto terminado pH Acidez °Brix 4. En la Tabla 3 coloque los resultados sensoriales del producto terminado. Tabla 3. Resultados sensoriales del producto terminado. Producto Textura Sabor dulce Sabor ácido Comercial Elaborado en el laboratorio Color 5. En base con los resultados de la Tabla 3 explique cómo influye el índice de madurez en el producto terminado. Y compare los resultados obtenidos con el producto comercial. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 1. Comparar los resultados experimentales de la materia prima y el producto terminado con los datos teóricos y la normatividad vigente. 2. Discutir a partir de los cambios de la matriz del producto elaborado el efecto del tratamiento térmico y si cumple la normatividad. 3. Contrastación de hipótesis. CONCLUSIONES 1. Redactar las conclusiones con base a los objetivos particulares planteados. 2. Sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN DISPOSICIÓN DUOS DE RESI- R1. Restos sólidos y jugo de vegetales Materia orgánica Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. R2. Soluciones acuosas Agua, sales y jugo de vegetales Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua BIBLIOGRAFÍA 157 • • • • • • • • • Alvarado Mendoza, D. L. (2009), Envasado en la industria de alimentos y sus nuevas tendencias, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, Saltillo, Coahuila, México. Badui Dergal, S. (2012). La ciencia de los alimentos en la práctica, 1ra. Edición, PEARSON EDUCACIÓN, México, pp. 127-128. Bedolla Bernal, S., Dueñas Gallegos, C. (2004). “Introducción a la tecnología de alimentos”. 2da Edición. Limusa Noriega. Berrueta U. T. (2015). Botulismo. Departamento de Microbiología y Parasitología, Facultad de Medicina, UNAM. Bosquez, E., Colina, M.L. (2012). Procesamiento térmico de frutas y hortalizas. México: Trillas. Durst, Robert W., Weaver, George W., (2013), Nutritional content of fresh and canned peaches, Journal of the Science of Food and Agriculture, número 93, pp. 593-603. Featherstone S. (2015). “A complete course in canning and related processes #39; Vol. 2. Microbiology, packaging, HACCP and ingredients. Fourteenth edition. Technology and nutrition, 281. United Kingdom: Whoodhead publishing series in Food Science, Elsevier, 95-112. Garden Robinson, J., Hegerfeld Baker, J., (2009), Home canning fruit and fruit products, South Dakota State University, South Dakota Cooperative Extension Service. United States International Trade Commision. (2007) Canned peaches pears, and fruit mixtures: conditions of competition between U.S. and principal foreign supplier industries. Recursos electrónicos Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 4 (unam.mx) 158 PROTOCOLO 6. PRODUCTOS ENLATADOS 2. ENLATADOS DE ALIMENTOS DE BAJA ACIDEZ OBJETIVO GENERAL Evaluar la efectividad del proceso térmico en un producto enlatado de baja acidez para determinar matemáticamente la letalidad de los posibles microorganismos de referencia. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • • ¿Cuál es el fundamento de la operación unitaria de esterilización? ¿Qué es esterilización comercial? ¿Qué es el agotado y cuál es el objetivo de este en un proceso de enlatado? ¿Por qué es importante hacer un escaldado previo a los productos vegetales antes de enlatar? Explica el concepto de espacio de cabeza y qué importancia tiene en el proceso térmico. Justifica los microorganismos de referencia para el cálculo del tiempo de proceso en alimentos de baja acidez. ¿A qué se refiere el concepto de muerte térmica en la esterilización? ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa del proceso. 2. Identificar si existen variables (independientes y de respuesta) y mencionar cuáles son. 3. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 4. Revisar el procedimiento experimental. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Ácido cítrico grado alimentario. Solución de Hidróxido de sodio 0.1 N Solución de Fenolftaleína 1% en etanol m/v EQUIPO Autoclave con termopares Balanza analítica Balanza granataria Engargoladora Estufa Parrilla con agitación Potenciómetro Refractómetro 159 MATERIAL POR EQUIPO Abrelatas 1 Pipeta volumétrica de 1 mL 1 Cuchillo Tabla de picar Olla de metal de aproximadamente 5L Bureta de 25 mL Vasos de precipitados de 250 mL Soporte y pinza para bureta Matraz Erlenmeyer de 250 mL 2 2 1 Probeta de 250 mL Salinómetro (densímetro) Soporte Universal 1 1 1 1 3 1 3 Agitador magnético Lata de aluminio Tapa para la lata 1 1 1 MATERIA PRIMA El número de latas indicadas por el profe- La materia prima necesaria (basándose en sor del producto comercial asignado la norma) para producir una lata semejante al producto asignado por el profesor Azúcar refinada Vinagre de caña o de manzana Sal de mesa Realizar la caracterización del producto comercial, registrando los valores de peso neto, masa drenada, pH, acidez titulable, °Salinos (Grados Baumé) y características sensoriales (textura, color, olor, etc.). Realizar los balances de materia para igualar al producto comercial y preparar la salmuera de acuerdo con los cálculos realizados. Preparar las tapas de las latas para colocar los termopares (el profesor indica cuántas latas) y llenar la lata (conforme a lo que indica la norma) con la verdura, agregar la salmuera y realizar el agotado, para proceder a engargolar. Colocar el termopar en las latas correspondientes y llevar a cabo el tratamiento térmico, realizando el registro de tiempo y temperatura durante el proceso de acuerdo con la siguiente tabla: Tiempo (min) Temperatura de la autoclave (°C) Temperatura del centro térmico del alimento (°C) 0 1 . . . Tiempo final del proceso 160 Enfriar la lata en baño de agua fuera de la autoclave y continuar con el registro de la temperatura, hasta llegar a la temperatura ambiente. Secar e incubar la lata para evaluar el proceso térmico, observando y registrando cualquier cambio de apariencia durante la incubación. Realizar la evaluación fisicoquímica y sensorial del contenido de la lata a partir del tercer día de su elaboración. Construir la historia térmica con los resultados del monitoreo durante el proceso de esterilización y realizar los cálculos para evaluar el tratamiento térmico, utilizando el método de Ball o algún otro método. Residuos: R1. Restos sólidos y jugo de vegetales R2. Soluciones acuosas de las determinaciones de acidez CUESTIONARIO 1. Coloque en la Tabla 1 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas que apliquen a las materias primas y el producto comercial, indicando claramente las unidades. Tabla 1. Resultados fisicoquímicos de las materias primas y producto comercial. Muestra pH Acidez (%) °Salinos (Baumé) Materia prima Producto comercial 2. De acuerdo con los resultados de la Tabla 1 justifique el tratamiento térmico que se aplicará. 3. En la Tabla 2 registre los resultados fisicoquímicos del producto terminado. Tabla 2. Resultados fisicoquímicos del producto terminado. Producto terminado pH Acidez (%) °Salinos (Baumé) 4. En la Tabla 3 coloque los resultados sensoriales del producto terminado. Tabla 3. Resultados sensoriales del producto terminado. Producto Textura Comercial Elaborado en el laboratorio Sabor dulce Sabor ácido Color 161 5. Evalúe el tratamiento térmico aplicado empleado el método de Ball y explique si el tratamiento fue el adecuado para obtener un producto inocuo. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 1. Comparar los resultados experimentales, datos teóricos y normatividad vigente. 2. Discutir a partir de los cambios fisicoquímicos y sensoriales de la matriz del producto elaborado, operación unitaria y normatividad. 3. Determinar si el tratamiento térmico fue adecuado para garantizar que el alimento enlatado es seguro. 4. Contrastación de hipótesis. CONCLUSIONES 1. Redactar las conclusiones con base a los objetivos planteados. 2. Sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN DISPOSICIÓN DUOS DE RESI- R1. Restos vegetales o residuos orgánicos Materia orgánica Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. R2. Soluciones acuosas Agua, sales y jugo de vegetales Verificar pH y desechar en la tarja con abundante agua BIBLIOGRAFÍA • • • • • • Alvarado Mendoza, D. L. (2009), Envasado en la industria de alimentos y sus nuevas tendencias, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, Saltillo, Coahuila, México. Berrueta U. T. (2015). Botulismo. Departamento de Microbiología y Parasitología, Facultad de Medicina, UNAM. Bosquez, E., Colina, M.L. (2012). Procesamiento térmico de frutas y hortalizas. México: Trillas. Featherstone S. (2015). “A complete course in canning and related processes #39; Vol. 2. Microbiology, packaging, HACCP and ingredients. Fourteenth edition. Technology and nutrition, 281. United Kingdom: Whoodhead publishing series in Food Science, Elsevier, 95-112. NORMA Oficial Mexicana NOM-130-SSA1-1995, Bienes y servicios. Alimentos envasados en recipientes de cierre hermético y sometidos a tratamiento térmico. Disposiciones y especificaciones sanitarias. Orrego Alzate. (2003). Procesamiento de alimentos, Universidad Nacional de Colombia. 162 Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 4 (unam.mx) 163 PROTOCOLO 7. PRODUCTOS ENLATADOS 3. CALIDAD DE CIERRES (sesión opcional) OBJETIVO GENERAL Determinar la calidad del cierre hermético de una lata para verificar el cumplimiento de la normatividad vigente. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • ¿Cómo se representa el diagrama del doble cierre de una lata? identifica cada una de sus partes y la parte de la lata a la cual corresponden. • ¿Qué significa el compactado en el cierre de una lata? • ¿Qué significa el traslape en el cierre de una lata? • ¿Qué significa que un cierre de una lata sea peligroso? • ¿Cuál es la clasificación del tipo de daños que puede tener un cierre hermético en las latas? y a qué se deben cada uno de estos. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares. 2. Elaborar la hipótesis de trabajo. 3. Representar el diagrama del doble cierre de una lata. 4. Revisar el procedimiento experimental. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL EQUIPO Micrómetro Vacuómetro Vernier MATERIAL POR EQUIPO Abrelatas especial Pinzas de corte (alicate) MATERIA PRIMA Una lata de producto enlatado asignado por el profesor 1) EXAMEN EXTERNO Revisar la lata y detectar presencia de abolladuras, escurrimientos, oxidaciones o cualquier defecto observado. 164 Con ayuda de un vacuómetro obtener el valor de vacío dentro de la lata perforando la parte central de la tapa con el equipo. 2) EXAMEN INTERNO Utilizando el abrelatas que evita dañar el cierre, cortar la tapa, con las pinzas alicates se desprende el resto de la tapa de la lata jalándola suavemente y se realiza un corte en el cuerpo de la lata para abrir y observar los ganchos. Separar los ganchos de la tapa y del cuerpo realizando las mediciones con el vernier o el micrómetro, en cuando menos tres puntos distribuidos equitativamente y evitando el punto de unión del cierre lateral del cuerpo de la lata, después de hacer un examen visual de los ganchos para determinar si existen irregularidades como arrugas o malformación de alguno de los ganchos. A) Cálculo de compactado o planchado: Como en el cierre intervienen tres capas de hojalata de la tapa y dos del cuerpo, la ecuación para obtenerlo es: Donde: e t (in) = Espesor de la hojalata de la tapa ec (in) = Espesor de hojalata del cuerpo E (in) = Espesor real del cierre En la práctica se establece la siguiente escala: Superior al 85% Cierre muy bueno Entre 75 y 85% Cierre bueno Inferior al 75% Cierre peligroso B) Cálculo de traslape La ecuación utilizada para el cálculo del traslape es la siguiente: 165 Donde: X (in) = Longitud del gancho del cuerpo Y (in) = Longitud del gancho de la tapa et (in) = Espesor de la hojalata de la tapa ec (in) = Espesor de hojalata del cuerpo L (in) = Altura del cierre Colocar referencia Residuos: R1. Latas metálicas R2. Residuos de productos vegetales en salmuera y/o almíbar CUESTIONARIO 1. En la Tabla 1 coloque los resultados del examen externo. Tabla 1. Resultados del examen externo del producto enlatado. Determinación Si No Observaciones Abolladuras Presencia de escurrimientos Presencia de oxidaciones Arrugas en el cierre 2. En la Tabla 2 coloque los resultados del examen interno. Tabla 1. Resultados del examen interno del producto enlatado. Determinación Si No Observaciones Vacío (mmHg) Cuenta con barniz sanitario o recubrimiento Presencia de puntos azules 3. En la Tabla 3 coloque los resultados de la evaluación del cierre obtenidos. Tabla 3. Resultados de la evaluación del cierre de la lata. Determinación Resultados Altura del cierre (mm) Profundidad del cierre (mm) Longitud del gancho de la tapa (mm) Longitud del gancho del cuerpo de la lata (mm) 166 Espesor del cierre (mm) Espesor de la hojalata de la tapa (mm) Espesor de la hojalata del cuerpo (mm) Compactado (%) Traslape (%) Calidad del cierre 4. De acuerdo con los resultados de la Tabla 3 explique cómo es la calidad del cierre y factores que influyen en ésta. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 1. Comparar los resultados experimentales, datos teóricos y normatividad vigente. 2. Contrastación de hipótesis. CONCLUSIONES 1. Redactar las conclusiones con base a los objetivos planteados. 2. Sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN DISPOSICIÓN DUOS DE RESI- R1. Latas metálicas Hojalata Llevar a los contenedores correspondientes para aluminio y envases metálicos. R2. Restos vegetales o residuos orgánicos Materia orgánica Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. BIBLIOGRAFÍA • • • Ardagh Group, (2018). “Doble cierre y Parámetros críticos”. https://www.ardaghgroup.com/userfiles/files/PDFs/we-are-here-to-help/201705_MBE-CTS-double-seams-poster_ES.pdf Bosquez, E., Colina, M.L. (2012). Procesamiento térmico de frutas y hortalizas. México: Trillas. Muñoz, A., (2012). Diseño de un sistema de control para mejorar la calidad de cierre de latas, garantizando la inocuidad del producto y aumentando la productividad en la línea de llenado”. In Angewandte Chemie International Edition, 6(11), 951–952. (Issue 465) 167 • • NORMA Oficial Mexicana NOM-130-SSA1-1995, Bienes y servicios. Alimentos envasados en recipientes de cierre hermético y sometidos a tratamiento térmico. Disposiciones y especificaciones sanitarias. Orrego Alzate. (2003). Procesamiento de alimentos, Universidad Nacional de Colombia. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 4 (unam.mx) 168 PROTOCOLO 8. DESHIDRATACIÓN DE FRUTAS Y HORTALIZAS OBJETIVO GENERAL Calcular el tiempo de secado mediante la obtención de las curvas de pérdida de humedad en un sistema de convección forzada de aire caliente. Comparar el efecto del tratamiento previo de escaldado en la calidad final del producto deshidratado. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • • • • • • • • • Principio de la conservación de alimentos por deshidratación. Definición de actividad de agua. Tipos de agua que se pueden encontrar en un alimento. Formas de expresar la humedad de un alimento. Factores que afectan la deshidratación de los alimentos. Función del ácido ascórbico, metabisulfito de sodio y ácido cítrico como tratamiento previo a la deshidratación. Curvas de secado. Ventajas y desventajas de la deshidratación de alimentos. Método matemático para estimación de tiempo total de secado. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función del objetivo general y con apoyo de la investigación previa. 2. Mencionar cuáles son las variables independientes y de respuesta. 3. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 4. Revisar el procedimiento experimental. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Solución de ácido ascórbico al 1 % Solución de hidróxido de sodio al 0.1 N Solución de ácido cítrico (grado alimenticio) al 1 % Solución de fenoftaleína en alcohol 1 % Solución de metabisulfito de sodio (grado alimenticio) al 1 % EQUIPO Balanza analítica Balanza granataria Horno de convección mecánica. Termobalanza 169 Higrotermoanemómetro de sensor de paleta de 2 ¾ de pulgada Vernier MATERIAL POR EQUIPO Bolsas chicas de polietileno tipo Ziploc u otro material de empaque 5 Tabla para picar 1 Cuchillo. 2 Termómetro con escala de 0 a 100 °C 1 Espátula 1 Vaso de precipitados de 500 mL 3 MATERIA PRIMA Cada equipo llevará la cantidad del fruto u hortaliza asignado por el profesor. Caracterizar la materia prima y acondicionar la muestra. Deshidratar en el equipo asignado por el profesor. PRIMERA PARTE. SECADO EN HORNO DE CONVECCIÓN Encender el horno de convección y ajustar la temperatura a 55ºC. Colocar el higrotermoanemómetro para monitorear la humedad relativa y la velocidad del aire y verificar que la temperatura en el interior del horno sea de 55°C. Medir el área de la muestra a deshidratar y colocarla sobre la malla metálica. Registrar la masa inicial y su variación en función del tiempo cada 5 min, deteniendo el secado cuando la masa ya no cambia con respecto al tiempo, considerar mínimo 3 valores constantes. Determinar la humedad final del producto, utilizando una termobalanza. SEGUNDA PARTE. EFECTO DEL TRATAMIENTO DE ESCALDADO HORNO CONVENCIONAL Verificar que la temperatura en el interior del horno sea de 65 °C. Realizar el escaldado químico del fruto u hortaliza, de acuerdo con el tratamiento indicado: Control A Control B Lote A Expuesto al ambiente Solo agua Solución 1% de ácido cítrico Lote B Solución 1% de ácido ascórbico Lote C Solución 1% de metabisulfito 170 Escurrir la muestra durante 10 min, utilizando un colador y determinar la humedad inicial utilizando una termobalanza. Colocar en el horno una muestra con masa conocida y deshidratar durante 4 h. Determinar la humedad final con el uso de una termobalanza. Realizar la evaluación de la calidad de las muestras deshidratadas al mismo tiempo que la de un producto comercial de referencia. Residuos: R1. Residuos sólidos de vegetales R2. Soluciones acuosas de ácido cítrico, ascórbico y metabisulfito CUESTIONARIO 1. Coloque en la Tabla 1 los resultados de la evaluación sensorial. Tabla 1. Resultados de la evaluación sensorial. Tratamiento Apariencia Textura Sade escalbor dado Color 2. Coloque en la Tabla 2 los resultados de las determinaciones fisicoquímicas. Tabla 2. Resultados fisicoquímicos Muestra Humedad pH % acidez Aw 3. Coloque en la Tabla 3 los resultados para construir las curvas de secado (pérdida de humedad y flux de secado o segunda curva de secado) y los tiempos de secado calculados. Tabla 3. Resultados para las curvas y tiempos de secado. 171 Tiemp o (min) Mas a (g) Humedad libre en base seca (Xbs) Flux de secado (kg/m2h ) Tiempo constante (min) Tiempo decreciente (min) Tiempo experimental (min) Índice de Reducción (IR) 4. En base al cuadro de resultados cuál es el tratamiento de escaldado que conserva una mejor apariencia en el producto deshidratado. Justifica tu respuesta. 5. De acuerdo con los tiempos calculados en cada zona, explica la diferencia del tiempo de secado en la zona constante y el tiempo de secado en la zona decreciente. 6. ¿Cuáles son los factores que influyen en el tiempo de secado de las zonas constante y decreciente? 7. Qué indica el índice de reducción (IR) obtenido. 8. De acuerdo con la Aw y humedad final ¿cómo se clasifica el producto deshidratado? ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 1. Discutir los resultados de la muestra deshidratada experimental con respecto a la comercial. 2. Analizar el efecto de los diferentes tipos de escaldado. 3. Discutir las diferencias entre el tiempo teórico de secado y el experimental. 4. Contrastación de hipótesis. CONCLUSIONES 1. Redactar las conclusiones con base a los objetivos planteados. 2. Sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN DISPOSICIÓN DUOS R1. Residuos sólidos de vegetales Materia orgánica Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. R2. Soluciones acuosas de ácido cítrico, ascórbico y metabisulfito de sodio Ácido ascórbico 1% (m/v) Neutralizar y desechar en la tarja con abundante agua Ácido cítrico 1% (m/v) DE RESI- Metabisulfito de sodio al 1% (m/v) 172 BIBLIOGRAFÍA • • • • • • • • • Casp A. & Abril, J. (2003). Procesos de Conservación de Alimentos. Editorial MundiPrensa. España. Desrosier W. N. (2002). Conservación de Alimentos. Editorial Continental, México. Heldman D.R. & Hartel R.W. (2005). Principles of Food Processing. Aspen Publishers, Inc. Gaithersburg, Maryland. USA. Kyelink V. (2002). Principles of Food Preservation. Elsevier, TheNetherlands. Megías-Pérez, R., Gamboa-Santos, J., Soria, A. C., Villamiel, M., & Montilla, A. (2014). Survey of quality indicators in commercial dehydrated fruits. Food Chemistry,150, 41–48. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.10.141 Omolola, A. O., Jideani, A. I. O., & Kapila, P. F. (2017). Quality properties of fruits as affected by drying operation. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 57(1),95–108. Ortega Quintana, F. A., Montes, M. & Everaldo, J. (2015). Efecto del escaldado y la temperatura sobre el color y textura de rodajas de yuca en freído por inmersión Revista ION, vol. 28, núm. 1, pp. 19-28. Potter N.N. (2010). Ciencia de los Alimentos. Editorial Edutex. PROCADIS. Deshidratación de frutas y hortalizas. Retrieved 20 March 2021, from http://procadisaplicativos.inta.gob.ar/cursosautoaprendizaje/deshidratacion/l4.html Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 4 (unam.mx) 173 PROTOCOLO 9. CONGELACIÓN DE FRUTAS Y HORTALIZAS OBJETIVOS GENERALES Evaluar el efecto de la composición de un alimento en el perfil de temperatura para conocer el tiempo de congelación. Determinar el efecto del método de congelación en las características finales de un alimento vegetal. CONCEPTOS RELACIONADOS CON LA TEMÁTICA EN ESTUDIO • Fundamento de la operación unitaria de congelación. • Curva de congelación de un alimento e identificación de las diferentes zonas y etapas. • Factores que influyen en el tiempo de congelación. • Congelación rápida y congelación lenta y el impacto que tiene cada una en los alimentos congelados. • Temperatura de almacenamiento recomendada para productos congelados. • Congelación criogénica y su aplicación en alimentos. • Ventajas y desventajas de la congelación en los alimentos. • Ecuación de Plank. ACTIVIDADES PREVIAS 1. Redactar los objetivos particulares en función de los objetivos generales y con apoyo de la investigación previa. 2. Mencionar cuáles son las variables independientes y de respuesta. 3. Elaborar la hipótesis general de trabajo. 4. Revisar el procedimiento experimental. 5. Generar un diagrama de flujo para el proceso y las determinaciones a realizar. DESARROLLO EXPERIMENTAL REACTIVOS Solución de ácido cítrico 1% (si es necesario escaldar) EQUIPO Balanza granataria Cámara de congelación con termistores Envase Dewar Microscopio MATERIAL POR EQUIPO 174 Bolsas de plástico con cierre hermético. 5 Probeta graduada de 50 mL 2 Cubreobjetos 5 Probeta graduada de 500 mL 2 Cuchillo 1 Tabla de picar 1 Espátula 1 Vaso de precipitados 500 mL 3 Portaobjetos 5 Vernier 1 MATERIA PRIMA La cantidad y tipo de fruto u hortaliza será asignado por el(la) profesor(a). PRIMERA PARTE. CÁMARA DE CONGELACIÓN Caracterizar la materia prima y determinar su densidad. Realizar el acondicionamiento del vegetal y cortarlo de acuerdo con la geometría asignada por el profesor (escaldar si es necesario) y registrar las dimensiones. Introducir a la cámara de congelación una cantidad conocida de la materia prima y colocar los termistores en el centro geométrico del alimento, colocar un termisor en el ambiente y otro en un vaso con agua. Monitorear la temperatura de los tres sistemas cada 5 min hasta que no se exista variación en tres tiempos. Terminada la congelación, colocar el producto en una bolsa de cierre hermético y almacenarla congelada a –18°C hasta el día de la evaluación, cuando se deberán medir las características sensoriales y se realiza una observación en el microscopio para evaluar la integridad de la estructura celular, utilizando una muestra antes de congelar y la muestra procesada después de descongelar. CÁLCULO DEL TIEMPO DE CONGELACIÓN Calcular la entalpía de congelación del agua en el alimento, ΔHF y las propiedades termofísicas de las muestras congeladas utilizando los datos de la composición proximal de cada uno de los alimentos. Obtener el coeficiente convectivo con la ecuación de Plank y el tiempo de congelación total con la ecuación de Plank y Plan-Rjutov. Residuos: R1. Residuos sólidos de vegetales 175 CUESTIONARIO 1. Coloca en la Tabla 1 los resultados para el cálculo del tiempo de congelación. Tabla 1. Resultados de congelación Mues tra Humedad (%) Densidad (kg/m3 ) Conductividad térmica (W/m°C) Coeficiente convectivo de transferencia de calor (W/m2°C) Entalpía de congelación (kJ/kg) Temperatura de inicio de congelación (°C) Tiempo de congelación de Plank (s) 2. Explica cómo influye la composición química del alimento en su perfil de congelación. 3. ¿Cómo influye la composición química del alimento en sus propiedades termofísicas? 4. ¿Qué parámetros afectan el tiempo de congelación? 5. ¿Cuáles de los parámetros de la ecuación de Plank dependen de las características del alimento? 6. ¿Cómo se relaciona el cambio de entalpía en cada una de las muestras congeladas? 7. ¿Cómo influye la entalpía en el tiempo final de congelación ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS Comparar: • El perfil térmico de los diferentes alimentos en función de su composición química. • Los tiempos de congelación teóricos y experimentales y su correlación con La ecuación de Plank-Rujtov. • La integridad de la estructura celular de las muestras, antes de congelar y después de descongelar. • Contrastación de hipótesis. CONCLUSIONES 1. Redactar las conclusiones con base a los objetivos planteados. 2. Sugerencias y/o recomendaciones. DISPOSICIÓN DE RESIDUOS RESIDUO COMPOSICIÓN DISPOSICIÓN DUOS DE RESI- R1. Residuos sólidos de vegetales Materia orgánica Empacado y desechar en el contenedor de basura orgánica externo al laboratorio. 176 BIBLIOGRAFÍA 1. Barbosa Cárnovas, G., Altunakar, B., Mejía Lorío, B. J., (2005), Freezing of fruits and vegetables, FAO. 2. Echánove Huacuja, Flavia, (1999), La industria mexicana de hortalizas congeladas 3. 4. 5. 6. 7. y su integración a la economía estadounidense, Investigaciones Geográficas, número 43, México. Ellows, P. (2007). Tecnología del procesado de los alimentos: principio y práctica, Segunda edición, Editorial Acribia, España. Páginas 391 –393, 396 y 397. Ghawate, Prasad, (2020), Frozen fruit and vegetable in Europe market, Van Hall Larenstein University, G Fresh Foods. Gómez Sánchez, A. I., Cerón Carrillo, T. G., Rdoríguez Martínez, V., Vázquez Aguilar, M. M., (2007), Aspectos tecnológicos de la congelación en alimentos, Temas Selectos de Ingeniería de Alimentos I, Universidad de las Américas Puebla, Cholula, Puebla, México, pp. 80-96. López-Leiva, M. & Hallströn, B. (2003). The original Plank equation and its use in the development of food freezing rate predictions, Journal of Food Engineering, 58: 267-275. Singh P. Heldman D. (2014). “Introducción to food engineering”. Fifth edition. Elsevier: Academic Press. Chapter 7. Freezing. Recursos electrónicos • Facultad de Química, UNAM. Plataforma virtual AMYD. Curso: 1809 • Laboratorio de Tecnología de Alimentos, Unidad: Unidad 4 (unam.mx) 177
