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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
ESTUDIO DEL PROCESO PARA LA OBTENCIÓN DE CHIPS
SALADOS DE MASHUA
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO DE ALIMENTOS
JUAN PABLO PILLAJO GARCÍA
DIRECTOR: Ing. JUAN BRAVO, Ph.D.
Quito, Diciembre 2014
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© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014
Reservados todos los derechos de reproducción
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DECLARACIÓN
Yo JUAN PABLO PILLAJO GARCÍA, declaro que el trabajo aquí descrito es
de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o
calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas
que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional
vigente.
_________________________
Juan Pablo Pillajo García
C.I. 172374166-4
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CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Estudio para el
proceso de obtención de ch ips salados de mashua”, que, para aspirar al
título de Ingeniero de Alimentos fue desarrollado por Juan Pablo Pillajo
García, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la
Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento deTrabajos de Titulación artículos 18 y 25.
___________________
Ing. Juan Bravo, Ph.D.
DIRECTOR DEL TRABAJO
C.I. 100136741-4
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DEDICATORIA
A Dios, a quien debo todo lo que tengo y lo que soy, por ser la luz de mi
vida, por cuidarme y guiarme en mi diario caminar.
A mis padres, quienes sin escatimar esfuerzos son el soporte en toda mi
formación tanto personal como profesional, a quienes debo cada logro, a
quienes respeto por ser un ejemplo de vida y a quienes amo con todo el
corazón.
A mis hermanos, Eugenio, Anita, Alfredo y Vicente, por siempre apoyarme y
estar pendientes de mí.
A mi sobrino y sobrinas, por llenar mi vida de alegrías, que este logro les
sirva de inspiración para alcanzar logros mayores.
A mis Amigos, por brindarme su cariño y por compartir conmigo esta etapa
de mi vida.
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AGRADECIMIENTOS
A la Universidad Tecnológica Equinoccial, a la Facultad de Ciencias de la
Ingeniería, a la Escuela de Ingeniería de Alimentos y a los profesores que
me enseñaron con responsabilidad tanto la ciencia como sus valiosas
experiencias.
Al Dr. Juan Bravo, Dra. Gabriela Vernaza, Ing. Rubén Amagua, Ing. Manuel
Coronel, Bioq. María José Andrade, Ing. Nubia Grijalva e Ing. Víctor Carrión
por su paciencia, consejos, sugerencias y por sobretodo su amistad.
A mi padre, por el esfuerzo de toda una vida, por todos los consejos, por
apostarle a mi futuro y por demostrarme que todo es posible con dedicación;
a mi madre, por las madrugadas, por las desveladas, por los enojos, por las
preocupaciones, por saber entenderme y acompañarme todos los días de mi
carrera.
A mi hermano Vicente, por ser la mejor influencia de mi vida, por
incentivarme a estudiar esta carrera y principalmente por creer en mí, te amo
mucho hermano.
Finalmente a Maribel Jaramillo por ser la mejor amiga y soporte, Andre Vaca
por ser mi consejera, Naty Lara por ser mi confidente, Adri Páramo y Pauli
Espín por ser mis complices, Michelle Guijarro por estar día y noche
conmigo en el laboratorio, Naty Parra, Ruby Jervis, Anita Cobos, Monse
Peñaherrera, Gaby Pacheco y Katya Perugachi por su amistad, Lore Albujay Joy Ordoñez por nunca abandonarme, Pablito Ruiz por ser el pana de la
música, Manu Pozo “Sammy”, David Garzón “Monty”, Julio Sánchez, Juan
Se De La Torre y Alex Luque “Cuculí” por ser los panas, y a todos mis
compañeros por compartir estos 5 años conmigo, nunca los olvidaré.
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ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN viii
ABSTRACT ix
1. INTRODUCCIÓN 1
2. MARCO TEÓRICO 3
2.1.
MASHUA 3
2.1.1. CONTENIDO NUTRICIONAL 4
2.1.2. PRODUCCIÓN 7
2.1.3. USOS 8
2.2. COCCIÓN 9
2.3. FRITURA 10
2.3.1. FRITURA A PRESIÓN REDUCIDA 12
2.3.2. BOCADITOS OBTENIDOS POR MEDIO DE FRITURA AL
VACÍO 14
2.3.3. ESTUDIOS REALIZADOS 15
2.4. EVALUACIÓN SENSORIAL 19
3.
METODOLOGÍA 20
3.1. MATERIA PRIMA 20
3.1.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA 20
3.2. PROCESO DE OBTENCIÓN DE CHIPS SALADOS DE MASHUA 21
3.3. DISEÑO EXPERIMENTAL 22
3.4. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL 24
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3.4.1. FRITURA ATMOSFÉRICA 25
3.5. RENDIMIENTO 25
3.6.
EVALUACIÓN SENSORIAL 26
3.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO 26
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 27
4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA 27
4.2. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL 28
4.2.1.
CONTENIDO DE HUMEDAD 29
4.2.2. CONTENIDO DE GRASA 33
4.2.3. TEXTURA 37
4.2.4. ACIDEZ TITULABLE 40
4.2.5. MEJOR TRATAMIENTO 44
4.2.6. FRITURA ATMOSFÉRICA 45
4.3.
RENDIMIENTO 45
4.4. EVALUACIÓN SENSORIAL 46
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 50
5.1. CONCLUSIONES 50
5.2. RECOMENDACIONES 51
BIBLIOGRAFÍA 52
ANEXOS 53
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ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Composición química de la mashua 5
Tabla 2. Métodos de análisis químicos para mashua fresca 20
Tabla 3. Niveles utilizados en el diseño experimental 23
Tabla 4. Ensayos del DCCR 23
Tabla 5. Composición química de la mashua fresca 27
Tabla 6. Resultados de los análisis químicos realizados al
producto final 28
Tabla 7. Tabla ANOVA para humedad 29
Tabla 8. Puntos óptimos para humedad 31
Tabla 9. Tabla ANOVA para grasa 33
Tabla 10. Puntos óptimos para contenido de grasa 36
Tabla 11. Tabla ANOVA para textura 37
Tabla 12. Puntos óptimos para textura 40
Tabla 13. Tabla ANOVA para acidez titulable 41
Tabla 14. Puntos óptimos para acidez titulable 43
Tabla 15. Contenido de grasa de chips obtenidos con fritura
atmosférica y de vacío 45
Tabla 16. Rendimiento en cada etapa del proceso 45
Tabla 17. Muestras evaluadas en la prueba de
ordenamiento. 46
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iv
PÁGINA
Tabla 18. Prueba de múltiples rangos para medias de
prueba de ordenamiento con DCA 47
Tabla 19. Prueba de Kruskal Wallis y Friedman para prueba
de ordenamiento 48
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ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Follaje y flores de mashua 3
Figura 2. Variedades de mashua 4
Figura 3. Distribución de vitamina C de algunas RTAs. 6
Figura 4. Productos fritos al vacío de Alibaba group 14
Figura 5. Productos fritos al vacío de Green Day 14
Figura 6. Diagrama de flujo de la obtención de chips
salados de mashua 21
Figura 7. Equipo de fritura al vacío 22
Figura 8. Disposición de los puntos axiales, factoriales y
centrales del DCCR 24
Figura 9. Efectos principales para la Humedad 30
Figura 10. Superficie de respuesta para el contenido de
humedad 31
Figura 11. Curvas de contorno para el contenido de
humedad 31
Figura 12. Efectos principales para la Grasa 34
Figura 13. Superficie de respuesta para el contenido de
grasa 35
Figura 14. Curvas de contorno para el contenido de grasa 35
Figura 15. Efectos principales de la textura 38
Figura 16. Superficie de respuesta para textura 39
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vi
PÁGINA
Figura 17. Curvas de contorno para textura 39
Figura 18. Efectos principales del grado de acidez 42
Figura 19. Superficie de respuesta para acidez titulable 42
Figura 20. Curvas de contorno para acidez titulable 43
Figura 21. Medias del grado de acidez 47
Figura 22. Diagrama de cajas y bigotes 48
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ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo 1. Formato de encuesta de preselección deconsumidores de chips 58
Anexo 2. Formato para prueba de ordenamiento 59
Anexo 3. Proceso de obtención de chips de mashua 60
Anexo 4. Chips salados de mashua obtenidos por medio de
fritura al vacío 62
Anexo 5. Proceso de obtención de chips salados de
mashua por medio de fritura convencional 63
Anexo 6. Chips salados de mashua obtenidos por medio de
fritura convencional 64
Anexo 7. Análisis fisicoquímicos 65
Anexo 8. Prueba de ordenamiento para chips salados de
mashua 67
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viii
RESUMEN
El objetivo de este trabajo fue obtener chips salados de mashua
(Tropaeolum tuberosum) aplicando la tecnología de fritura al vacío; para
procesar los bocaditos se utilizó la variedad chaucha. Primero se realizó la
caracterización fisicoquímica en fresco, luego se cortaron rodajas
longitudinales de 2 ± 0.5 mm, se sometió a un pretratamiento de cocción a
90 ºC en una solución de NaCl en concentraciones de 0, 0.18, 0.625, 1.07 y
1.25 % y tiempos de cocción de 0, 2.2, 7.5, 12.8 y 15 min. La fritura al vacío
se realizó a una presión absoluta de 5.34 kPa, temperatura de 110 ºC por 14min. En las rodajas fritas se determinó el contenido de humedad, grasa,
textura e índice de acidez. Los resultados fueron evaluados por la
metodología de Superficie de Respuesta para optimizar el proceso y
encontrar un tratamiento que presente menor contenido de grasa. Se realizó
una prueba de ordenamiento a 3 muestras de chips para determinar el grado
de preferencia. La muestra pretratada con 0.625 % de NaCl y 7.5 min de
cocción se consideró como el mejor tratamiento, ya que mostró mayor gradode preferencia y mejores cualidades nutricionales, los chips presentaron 23.8
% de grasa, 1.63 % de humedad, 2.69 N de textura y 0.9 % de acidez.
Finalmente se realizó una comparación del contenido de grasa con fritura
convencional a 170 ºC por 4 min, las muestras se prepararon con las
mismas condiciones de pretratamiento, los chips fritos al vacío presentaron
50% menos de grasa. Se pudo demostrar que la tecnología de fritura al
vacío es una alternativa para producir bocaditos con mejores característicastanto nutricionales como sensoriales.
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ix
ABSTRACT
The aim of the present work is to obtain salty chips (Tropaeolum tuberosum)
applying the vacuum frying; to process the sandwiches the chaucha variety
was used. First a physicochemical characterization in fresh was made, and
then some slices were vertically cut of 2 ± 0.5 mm, it was subject to a
cooking procurement to 90 ºC in a NaCl solution at concentrations of 0, 0.18,
0.625, 1.07 and 1.25 % and cooking times of 0, 2.2, 7.5, 12.8 y 15 min. The
frying at vacuum was done at an absolute pressure of 5.34 kPa, temperature
of 110 ºC per 14 min. It was determined in the fried slices the content ofhumidity, fat, texture and the coefficient of acidity. The results were evaluated
by the methodology of Surface of Answer in order to optimize the process
and find a treatment with less fat content. An arrangement test was made to
a sample of 3 chips to determine the preference rate. The sample pre-treated
with 0.625 % of NaCl and 7.5 min of cooking was considered as the best
treatment, because it showed higher rates of preference and better nutritional
qualities. The chips presented 23.8 % of fat, 1.63 % of humidity, 2.69 N oftexture y 0.9 % of acidity. Finally, a comparison of the fat content with the
conventional frying was made at 170 ºC per 4 min; the samples were
prepared with the same pre-treatment conditions, the fried chips at vacuum
presented 50% less in fat. It could be demonstrated that the technology of
frying at vacuum is an alternative to produce sandwiches with better
characteristics, either nutritional or sensory.
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1. INTRODUCCIÓN
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1. INTRODUCCIÓN
La fritura convencional es un método muy común de cocción que se utiliza
en la gastronomía e industria a nivel mundial, consiste en sumergir un
alimento en aceite o grasa caliente entre 150 y 200 ºC a presión atmosférica;
se generan atributos característicos como: sabor, color dorado y textura
crocante en el producto; sin embargo, las altas temperaturas y la presencia
de oxígeno durante el proceso de fritura provocan efectos negativos en el
alimento como: liberación de vitaminas liposolubles y pigmentos,
volviéndolos más sensibles al calor; así mismo, se producen alteraciones en
la calidad del aceite como: oxidación, disminución del punto de humo y
formación de ácidos grasos libres (Badui, 2006; Franco, 2014).
La demanda de chips o bocaditos fritos aumenta, así como la preocupación
por su alto aporte calórico a la dieta, su aceptación es importante en el
mercado por su facilidad de consumo. Esto incentiva la investigación de
nuevas tecnologías que mejoren su calidad y aceptabilidad (Urbano, García,
& Martínez, 2012).
En este contexto la fritura al vacío es una alternativa para producir bocaditos
con características superiores, esta técnica consiste en sumergir un alimento
en aceite o grasa caliente dentro de un sistema cerrado herméticamente, se
aplica presión subatmosférica con el fin de reducir el punto de ebullición del
agua y por consecuencia freír con aceite a menor temperatura (Garayo &
Moreira, 2002). También se realiza una centrifugación para eliminar losresiduos de acetite de las paredes del alimento. Estas condiciones aportan a
la conservación de vitaminas y pigmentos propios del alimento, mejoran los
atributos sensoriales y disminuyen la absorción de grasa en el producto final;
además, la aplicación de temperaturas menos drásticas provoca una
degradación menor en el aceite (Basuny, Arafat, & Ahmed, 2012; Da Silva &
Moreira, 2008).
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Por otro lado, la producción de tubérculos andinos autóctonos como la
mashua, oca y melloco en el Ecuador ha disminuido debido a la baja
aceptación de su sabor; generalmente se los asocia con la pobreza y su
comercio está restringido a mercados locales y ferias de las zonas rurales
(Vaca, Espinosa, Abad, & Crissman, 1997). La influencia del régimen
alimenticio de los países desarrollados, es la causa del aislamiento de estos
cultivos, ya que ofrece al consumidor ecuatoriano productos con mejor sabor
y fáciles de preparar (CIP, 1997).
La mashua (Tropaeolum tuberosum) es una planta nativa propia de los
Andes, su crecimiento es inicialmente erecto que luego varía entre
semipostrado y trepadora (Barrera, Tapia, & Monteros, 2004). Los tubérculos
pueden ser cónicos alargados rectos o curvos; su color puede variar entre
amarillo, blanco y violeta. Los nutrientes que se presentan en mayor
proporción son: 75.40 % de carbohidratos, 9.17 % de proteína y 77.37 mg de
vitamina C en 100 g me muestra (Espín, Villacrés, & Brito, 2004).
El estudio para la elaboración de chips salados de mashua es una
alternativa para diversificar su uso, promover su producción, ampliar sumercado y crear un beneficio para sus productores y consumidores.
Basándose en lo mencionado se plantean los siguientes objetivos.
OBJETIVO GENERAL
Obtener chips salados de mashua (Tropaeolum tuberosum) aplicando fritura
al vacío.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Caracterizar fisicoquímicamente el tubérculo de mashua fresco.
Aplicar un pretratamiento a la materia prima.
Optimizar el proceso de fritura al vacío con las rodajas de mashua.
Determinar la aceptabilidad sensorial.
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2. MARCO TEÓRICO
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3
2. MARCO TEÓRICO
2.1. MASHUA
La mashua (Tropaeolum tuberosum) es un tubérculo procedente de América
del sur, se cultiva principalmente en países de los Andes centrales como:
Ecuador, Perú y Bolivia; pertenece al grupo denominado raíces y tubérculos
andinos (RTAs) así como el melloco, papa, oca, miso, achira, entre otros.
Los nombres que se utilizan en Ecuador por los agricultores y consumidoresson: mashua, majua y maxua (Barrera et al., 2004; Grau, 2003).
Es una planta herbácea de crecimiento inicialmente erecto que luego varia a
semipostrado y trepadora, capaz de subir cualquier soporte disponible; tiene
tallos cilíndricos, hojas delgadas de color verde oscuro más claro en el envés
y las flores son solitarias, zigomorfas que nacen en las axilas de las hojas
como se muestra en la Figura 1 (CIP, 2007; Grau, 2003).
Figura 1. Follaje y flores de mashua
(Barrera et al., 2004)
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Los tubérculos pueden ser cónicos alargados rectos o curvos, el aspecto
ceroso de la superficie se debe a la epidermis gruesa de sus paredes
exteriores, su color puede variar entre blanco amarillento, amarillo claro,
amarillo oscuro, anaranjado y morado jaspeado dependiendo su variedad,
son por lo general de 5 a 15 cm de largo y de 3 a 6 cm de ancho. La Figura 2
muestra algunas formas de tubérculos de mashua (Grau, 2003).
Figura 2. Variedades de mashua
(Grau, 2003)
2.1.1. CONTENIDO NUTRICIONAL
En la Tabla 1 se detalla el contenido de nutrientes presentes en la mashua
en base a la materia seca, algunos nutrientes pueden ser extremadamente
variables debido a factores como: genética de la especie, tipo de suelo,
prácticas culturales de cultivo y clima (Barrera et al., 2004).
Se puede considerar a la mashua como la RTA con mayor contenido de
provitamina A, vitamina liposoluble expresada en equivalentes de retinol
(ER), presentando un contenido medio de 74 ER/100 g de muestra (Espín et
al., 2004).
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Tabla 1. Composición química de la mashua
Parámetro Valor
Humedad (%) 88.70Cenizas (%) 4.81
Proteína (%) 9.17
Fibra (%) 5.86
Extracto etéreo (%) 4.61
Carbohidrato total (%) 75.40
Almidón (%) 46.92
Azúcar total (%) 42.81
Azucares reductores (%) 35.83
Ca (%) 0.006
P (%) 0.32
Mg (%) 0.11
Na (%) 0.044
K (%) 1.99
Cu (%) 9.00
Fe (%) 42.00Mn (%) 7.00
Zn (%) 48.00
I (ppm) ----
Energía (Kcal/100g) 440.0
Vitamina C (mg/100g mf) 77.37
Eq. Retinol/100g mf 73.56
Ácido Oxálico/100g mf ----*Datos expresados en base seca, muestra entera
(Espín et al., 2004)
La Figura 3 muestra una comparación del contenido de vitamina C de varias
RTAs. La mashua presenta la mayor concentración, con un contenido
promedio de 77.37 mg /100 g de muestra.
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Figura 3. Distribución de vitamina C de algunas RTAs
(Espín et al., 2004)
La mashua posee un sabor picante característico que la distingue de otras
especies de tubérculos andinos, los compuestos químicos responsables deeste sabor son los glucosinolatos que también están presentes en la
mostaza, rábano, col y otras verduras (Grados, 2010).
Los glucosinolatos son compuestos aromáticos que están formados por
aniones orgánicos solubles en agua, su presencia es importante en el
mecanismo natural de defensa de las plantas, puesto que inhiben la
proliferación de insectos, hongos y bacterias (Arias, 2011).
La síntesis de los glucosinolatos aumenta en el corte o trituración de los
tejidos, ya que se exponen a la enzima mirosinaza, dando lugar a un
metabolismo enzimático acelerado que libera compuestos tóxicos como
isotiocianatos, tiocianatos y oxazolidinas; en esta reacción también se
produce glucosa y sulfatos (Arias, 2011).
Los isotiocianatos son los compuestos que afectan en mayor proporción la
calidad de este tubérculo, por tal razón se realizan tratamientos térmicos
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como: cocción, fritura, exposición a rayos solares directos y bajas
temperaturas, con el fin de inactivar la enzima mirosinaza y así evitar la
síntesis de compuestos tóxicos responsables de los sabores indeseables
(CIP, 2007). Una forma de relacionar la concentración de este antinutriente
es determinando el grado de acidez, ya que son directamente
proporcionales; es decir, a mayor grado de acidez y menor pH, existe mayor
concentración de isotiocianatos (Arias, 2011; Grau, 2003; Serrano, 2012).
2.1.2. PRODUCCIÓN
Es una planta fácil de cultivar, no necesita de cuidados ni de fertilizantes y
puede crecer en terrenos pobres en las peores condiciones ambientales
(Barrera et al., 2004).
La mayoría de cultivos se encuentran de 3500 a 3800 msnm y temperaturas
entre 8 y 11 ºC (Grau, 2003). El tiempo de cosecha es de 6 a 9 meses
posteriores a la siembra, la cosecha está lista cuando las plantas se vuelvende color amarillento o marrón, caen sus hojas inferiores y en algunos casos,
cuando los tubérculos se manifiestan en la superficie del terreno (CIP, 2007).
La cosecha se realiza manualmente, los agricultores prefieren cosechar en
suelo seco; con la ayuda de un azadón se abren los surcos y los tubérculos
se recogen en canastas o sacos. Los tubérculos maduros se pueden dejar
en el suelo durante algún tiempo antes de la cosecha y se pueden
almacenar hasta seis meses en lugares fríos y ventilados. El rendimiento de
las plantas individuales puede superar los 2 kg; sin embargo, los
rendimientos de mashua a nivel comercial sólo llegan a 10.05 t / ha (Grau,
2003).
No existe información actualizada sobre la producción nacional de mashua,
puesto que se considera como un cultivo insignificante y sus productores
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cada vez van disminuyendo. La última recopilación de datos fue realizada en
el año 2000 por el MAG.
El decrecimiento en la producción de mashua se da debido a la bajaaceptación de su sabor, este tubérculo está asociado con la pobreza por lo
tanto es discriminado y su comercio está restringido a mercados locales y
ferias de las zonas rurales (Vaca et al., 1997).
La influencia del régimen alimenticio de los países desarrollados es la causa
del aislamiento de estos cultivos, ya que ofrece al consumidor ecuatoriano
una amplia variedad de productos con mejor sabor, más fáciles de preparar
y consumir (CIP, 1997).
2.1.3. USOS
En la agricultura, la mashua es utilizada para repeler insectos y patógenos
de los cultivos, la presencia de isotiocianatos le brindan propiedades
antibióticas e insecticidas, la costumbre es sembrar de forma intercalada con
otras plantas (CIP, 2007). Por otro lado, se le considera una alternativa para
la alimentación y engorde en la crianza de terneros, cerdos y otros animales
domésticos por su facilidad de cultivo y el gran rendimiento de su producción
(CIP, 1997).
En la medicina ancestral se reconoce por su potencial para inhibir
microorganismos patógenos, prevenir el desarrollo de células cancerosas enel estómago, colon, piel y próstata; también efecto diurético y poder curativo
de diferentes tipos de dolencias como: infecciones de las vías urinarias y
enfermedades del riñón (Grau, 2003).
En el ámbito gastronómico se utiliza en la preparación de locros, coladas y
postres, también se consumen cocidas o asadas después de su exposición a
los rayos solares, en cuanto a las hojas se preparan cocidas como vegetales
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9
(Barrera et al., 2004). En la actualidad existen nuevas propuestas para la
utilización de mashua aplicando tratamientos de cocción secos como:
gratinado, horneado, parrilla, rostizado; tratamientos de cocción húmedos
como: cocción al vapor, blanqueados, estofados, salteados, rehogados y
fritos (Almeida, 2008).
En el campo industrial existe escasa información acerca de la utilización de
la mashua a gran escala; sin embargo, se han realizado estudios para la
elaboración de productos como: té, mermelada, harina, pan y bocaditos
“snacks” obtenidos por medio de fritura convencional y fritura al vacío
(Samaniego, 2011).
2.2. COCCIÓN
La cocción se realiza por medio de la inmersión total de los alimentos en un
recipiente abierto con agua, la temperatura va subiendo poco a poco hasta
llegar al punto de ebullición, donde se debe disminuir el calor para evitar una
evaporación brusca del líquido, la máxima temperatura que debe alcanzar el
agua es 100 ºC (Grüner, Metz, & Martínez, 2005).
La utilización de este tratamiento térmico puede provocar cambios físicos,
químicos y microbiológicos que implican también modificaciones
relacionadas con las características organolépticas y nutricionales, estos
efectos pueden ser favorables o desfavorables dependiendo del tipo decocción y las condiciones de su realización (Bello, 1998).
La aplicación de calor en la cocción de un alimento también favorece la
digestibilidad, pero es necesario controlar la temperatura para lograr una
correcta concentración y conservación de sus características nutricionales.
Regularmente el fenómeno ocasiona una coagulación térmica de las
proteínas en la superficie del alimento, fusión de las grasas y pérdida de
peso por evaporación de agua del alimento (Martínez, 2010).
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Si la cocción no supera los 100 ºC, la presencia del agua produce una
gelatinización de los hidratos de carbono debido a la formación de un
engrudo de almidón; a temperaturas mayores de 100 ºC se llevaría a cabo
una isomerización y descomposición de los aminoácidos, es decir, una
desnaturalización de las proteínas; por el contrario, los lípidos se funden en
función de los triglicéridos presentes, abandonando parcialmente el alimento
que los contiene (Mataix, 2013).
Cuando la cocción se realiza a partir de la inmersión del alimento en un
líquido frio, se produce una transferencia hacia afuera de parte de los
nutrientes, enriqueciendo el líquido de cocción con minerales, vitaminas y el
resto de nutrientes; pero también se produce una acumulación de nutrientes
dentro del alimento por medio de fenómenos de osmosis. Estos eventos
también pueden combinarse en el proceso cocción (Bello, 1998).
La acción del calor ablanda los tejidos del alimento y mejora la
biodisponibilidad de los nutrientes, modifica el aroma y el sabor del alimento
al producirse la disolución parcial de las pectinas que fijan la unión entre
células y la celulosa de la pared celular, liberando así sustancias nutritivasintracelulares (Vázquez, De Cos Blanco, & Nomdedeu, 2005). Además, el
proceso de cocción alarga la vida útil de los alimentos porque el calor reduce
la carga microbiana y contribuye a la inactivación de enzimas indeseables
(Martínez, 2010).
2.3. FRITURA
La fritura es un método de preparación de alimentos que consiste en cocinar
un alimento en aceite o grasa caliente entre 150 y 200 ºC a presión
atmosférica, el proceso genera una destrucción de microorganismos,
inactivación de enzimas y reducción de la actividad de agua del alimento.
Los atributos que se generan son: sabor, aroma, textura crocante y color
dorado característico (Franco, 2014).
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La transferencia de calor en la fritura es una combinación de convección
dentro del aceite caliente y conducción al interior del alimento. La relación de
la masa del alimento y el volumen de aceite tienen influencia sobre la
absorción de aceite cuando el alimento se retira de la freidora. La pérdida de
humedad es proporcional al tiempo de fritura y la absorción de aceite está
relacionada con la humedad que se expulsa (Fellows, 2009).
Cuando el alimento se sumerge en aceite caliente, la superficie se calienta
rápidamente y el agua se expulsa en forma de vapor. La superficie comienza
a secarse de una manera parecida al horneado, es decir se forma una costra
en las paredes exteriores (Tirado, Acevedo, & Guzmán, 2012).
La temperatura necesaria para freír está determinada sobre todo por el gasto
energético, a temperaturas elevadas los tiempos de procesamiento son
menores, por lo tanto aumenta la productividad; sin embargo, el empleo de
altas temperaturas también causa un rápido deterioro del aceite por la
formación de ácidos grasos libres que son los responsables de la formación
de espuma, disminución del punto de humo, alteración de la viscosidad y
cambios en el sabor, aroma y color; estos fenómenos dan como resultado unaumento de la frecuencia del reemplazo del aceite (Yagüe, 2003).
La presencia de oxígeno, humedad y altas temperaturas en el proceso de
fritura producen reacciones de oxidación, hidrólisis, degradación térmica,
extracción de pigmentos y vitaminas liposolubles volviéndolos más sensibles
al calor. La naturaleza insaturada del aceite es la causa de la oxidación
(Badui, 2006).
El tiempo necesario para efectuar la fritura de un alimento depende del tipo
de alimento, temperatura del aceite, espesor del alimento y tipo de fritura
(superficial o por inmersión). La reducción de la actividad de agua del
alimento aumenta si se fríe en finas rebanadas (Fellows, 2009).
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2.3.1. FRITURA A PRESIÓN REDUCIDA
La fritura al vacío es una tecnología desarrollada para producir bocaditos conmejor color, textura y menor absorción de aceite. El proceso se efectúa a
presión subatmosférica dentro de un sistema hermético, lo que permite que
el punto de ebullición del agua disminuya y por consecuencia la temperatura
necesaria para efectuar la fritura sea menor; el alimento se sumerge en
aceite caliente entre 100 y 110 ºC, y a medida que se va calentando, el agua
se va evaporando rápidamente (Garayo & Moreira, 2002). Antes de romper
el vacío se efectúa una centrifugación para eliminar los residuos de aceite delas paredes del alimento. Los primeros estudios se realizaron comparándola
con la fritura convencional, los resultados fueron viables y se demostró que
puede ser una alternativa para producir bocaditos saludables y aceptables
para el consumidor (Moreira, Da Silva, & Gomes, 2009).
Garayo y Moreira (2002), explican el fenómeno de absorción de aceite
dividiendo el proceso en tres fases: fritura, presurización y enfriado.
En la etapa de fritura, el vacío generado reduce la temperatura de ebullición
del agua, situándola por debajo de 100 ºC de manera que el agua se
evapora rápidamente; la salida de vapor de agua más la presión ejercida
sobre los poros, impide que el aceite ingrese al interior del alimento (Garayo
& Moreira, 2002). La mayor disminución de la actividad de agua del alimento
se da en los primeros 3 minutos de fritura, la presión de vacío provoca que el
aire ingrese más rápido que el aceite al espacio libre de los poros,
obstruyendo el paso del aceite al interior del alimento (Bravo, 2008; Moreira
et al., 2009).
La presurización inicia cuando el alimento se retira del aceite, se rompe el
vacío y el aire empieza a ingresar al sistema hasta alcanzar la presión
atmosférica, en esta etapa se da un incremento rápido de la presión y
temperatura de los poros, el aceite residual se adhiera a las paredes del
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alimento y se absorbe hasta que los poros se equilibren con la presión
atmosférica (Troncoso & Pedreschi, 2009).
La etapa de enfriamiento se da cuando se retira el alimento del equipo, elsobrante de aceite que se encuentra en la superficie del alimento sigue
penetrando, por tal razón la aplicación de post tratamientos como la
centrifugación es importante para eliminar la mayor cantidad de aceite de la
superficie del producto antes de enfriarlo (Da Silva & Moreira, 2008; Garayo
& Moreira, 2002).
El contenido final de aceite de los chips no está en función de la temperatura
si no depende del tiempo de fritura. La velocidad de absorción del aceite esmayor cuando se incrementa la presión de vacío en la fritura ya que la
presión afecta la velocidad de pérdida de humedad por la disminución del
punto de ebullición del agua (Garayo & Moreira, 2002).
Freír al vacío también sirve para reducir la decoloración, pérdida de
vitaminas y además contribuye a la reducción de otros compuestos que
normalmente se asocian con la oxidación producida por las altas
temperaturas utilizadas en la fritura convencional (Diamante, Presswood,
Savage, & Vanhanen, 2011).
La utilización de pretratamientos mejora la calidad final de los chips, el
secado y deshidratación osmótica mejoran principalmente atributos de
apariencia, sabor, textura, reducción de la absorción de aceite y humedad
(Troncoso & Pedreschi, 2009). También se aplica deshidratación osmótica
con maltodextrina para mejorar la textura, color, retención de carotenoides y
reducción de la absorción de aceite (Nunes & Moreira, 2009).
Shyu, Hau, y Hwang (2005), señalaron que el blanqueo es el pretratamiento
que provoca mayor absorción de aceite en bocaditos fritos, esto se explica
con una correlación entre el patrón de distribución de grasa en la estructura
residual de las rodajas, resultado de la evaporación del contenido inicial de
agua.
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2.3.2. BOCADITOS OBTENIDOS POR MEDIO DE FRITURA AL VACÍO
La tecnología de fritura al vacío ya se aplica en países del continenteasiático como Vietnam, China, Tailandia y Japón, la mayoría de sus
productos son de exportación. La Figura 4 muestra los diferentes productos
elaborados por Alibaba Group (Alibaba Group, 2012).
1 Banana; 2 Piña; 3 Okra; 4 Jack fruit; 5 Mango
Figura 4. Productos fritos al vacío de Alibaba group
( Alibaba Group, 2012)
La marca Green Day también aplica la técnica de fritura al vacío en
vegetales y frutas naturales, ofrece una amplia gama de productos fritos al
vacío. En la Figura 5 se muestran algunas de sus presentaciones.
1 Banana; 2 Uva; 3 manzana; 4 Durazno; 5 Frutilla
Figura 5. Productos fritos al vacío de Green Day
(Envy Group, 2014)
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2.3.3. ESTUDIOS REALIZADOS
Basuny et al. (2012), compararon el efecto de la fritura convencional y alvacío de papas para determinar el comportamiento de algunas propiedades
físicas y sensoriales importantes en la calidad del aceite y del producto final,
las condiciones de fritura atmosférica fueron 180 ºC por 20 minutos y para
fritura al vacío 120 ºC por 6 minutos, 5.34 kPa de presión absoluta y 750 rpm
para centrifugación por 40 s. El resultado de la fritura al vacío mostró
mejores atributos de textura y color, además presentó menor contenido final
de grasa y menor degradación del aceite.
Según Villamizar, Quinceno, y Giraldo (2011), la comparación entre fritura al
vacío y convencional de pasabocas de mango, demostró que los chips
obtenidos a partir de fritura al vacío obtuvieron mejores características
químicas y sensoriales, puesto que contenían menor humedad y grasa que
los chips obtenidos a partir de fritura atmosférica; así mismo, la perdida de
vitamina C en la fritura al vacío fue de 43.2 %, mientras que la fritura
atmosférica presentó 94 % de perdida.
El objetivo del trabajo de Urbano et al. (2012), fue estudiar la influencia de
procesos de fritura atmosférica y al vacío, con y sin pre tratamientos sobre
la absorción de aceite y propiedades sensoriales de chips de yuca. La fritura
al vacío se efectuó a 100, 120, 130 y 140 ºC, y la fritura a presión
atmosférica a 165 ºC, se aplicó blanqueo como pretratamiento. En la
caracterización del producto terminado se realizó análisis de color, textura,
pérdida de peso, humedad y contenido de grasa, donde la fritura al vacío a
130 ºC con blanqueo resultó ser el mejor tratamiento, ya que mostró mejor
color, crocancia y menor absorción de aceite, demostrando de esa manera
que el uso de pretratamientos es una alternativa para mejorar las
propiedades sensoriales del producto final.
Da Silva y Moreira (2008), estudiaron la diferencia entre fritura al vacío y
convencional de camote, frijoles, mango y patata azul. La temperaturas
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utilizadas fueron: 120 y 130 ºC ± 1 ºC; y 160 y 165 ºC ± 1 ºC,
respectivamente, antes del proceso de fritura se aplicó un pretratamiento con
ácido cítrico y maltodextrina. Los productos obtenidos por medio de fritura al
vacío presentaron una reducción en el contenido de grasa de: 24 %, 16 %, 6
% y 5 % respectivamente; en comparación con la fritura convencional el
contenido de antocianinas fue 60 % mayor en los chips de patata azul; el
contenido de carotenoides los frijoles fritos al vacío fue superiores en un 18
%, 19 % en los chips de mango y 51 % los chips de camote. 30 evaluadores
calificaron los bocaditos con una escala hedónica de 9 puntos, donde
demostraron que los productos fritos al vacío presentaron mejor color,
textura, sabor y aceptabilidad global; estos productos presentaron loscolores característicos de la materia prima, mientras que los productos
obtenidos por medio de fritura convencional presentaron un oscurecimiento
excesivo. Los resultados demuestran la aplicabilidad de la fritura al vacío en
la obtención de snacks de frutas y vegetales de buena calidad.
Diamante et al. (2011), aplicaron la metodología de superficie de respuesta
para investigar los efectos del nivel de maltodextrina (MD), temperatura ytiempo de fritura sobre la humedad, color y textura de bocaditos de kiwi
dorado, para determinar las condiciones óptimas de fritura al vacío. El
contenido de humedad disminuyo al aumentar la temperatura de fritura y
tiempo de fritura, el cambio de color aumentó en relación al incremento de la
temperatura de fritura, cuando la temperatura de fritura y tiempo de fritura
aumentaron, aumentó el índice de coloración. El rango medio de
temperatura de fritura y MD reportaron los mejores valores de fuerza deruptura. Las temperaturas de fritura fueron de 72 a 76.3 ºC, tiempos de 35 a
65 min y un nivel de MD del 40 % para lograr productos con humedad, color
y textura aceptables.
El objetivo del estudio de Dueik y Bouchon (2011), fue determinar los
parámetros óptimos de fritura al vacío de zanahoria, patata y rodajas de
manzana, la presión de vacío más importante fue 1.92 pulgadas de Hg, las
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temperaturas de fritura fueron 160 y 180 ºC, y 98 y 118 ºC, atmosférica y de
vacío, respectivamente. Los chips de Zanahoria y papa obtenidas por medio
de fritura convencional absorbieron un 50 % de aceite, mientras que los
chips de manzana fritos al vacío presentaron un 25 % menos de grasa. El
contenido total de carotenoides y ácido ascórbico (AA) se conserva en gran
medida durante la fritura al vacío, los chips de zanahoria frita de vacío a 98
ºC pudieron retener un 90 % de carotenoides totales, mientras que las
rodajas de papa y manzana fritas al vacío a 98 ºC, conservaron 95 % de su
contenido inicial de (AA). La capacidad antioxidante de los chips puede estar
relacionada con la presencia pigmentos propios de la materia prima.
Fan, Zhang, y Mujumdar (2005), estudiaron el efecto de la temperatura y
presión de vacío sobre la humedad, contenido de aceite, color y textura de
chips de papas y zanahoria. Durante la primera etapa de fritura al vacío, la
tasa de eliminación de la humedad y absorción de aceite se incrementó con
el aumento de temperatura del aceite de fritura y presión de vacío. El análisis
estadístico de los datos de color mostró que no había diferencias
significativas en luminosidad, enrojecimiento y amarillo de la zanahoria enfunción de la temperatura y presión de vacío. La fuerza de ruptura de la
zanahoria disminuyó al aumentar la temperatura y la presión de vacío, en la
textura el análisis estadístico también mostró que no hubo diferencias
significativas en función a la temperatura, mientras que fue
significativamente afectado por la presión de vacío.
Dueik, Robert, y Bouchon (2010), estudiaron los parámetros de calidad másimportantes para obtener chips de zanahoria con la tecnología de fritura al
vacío; se estudió la tasa de absorción de aceite, cambios de color y la
degradación de trans b-caroteno. Se utilizaron temperatura de 60 y 80 ºC
para comparar los procesos. Los resultados mostraron que fritura al vacío
puede reducir el contenido de aceite en casi un 50 % y preservar
aproximadamente el 90 % de trans-caroteno y un 86 % de trans b-caroteno.
Este proceso también permitió que se preserve el color original de
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zanahoria, lo que se reflejó por una buena correlación entre el tono y el
contenido total de carotenoides.
Mariscal y Bouchon (2008), compararon el efecto de la fritura al vacío y la
fritura convencional sobre la calidad de chips de manzana. Se midió:
absorción de aceite, humedad y color. Además, Para llevar a cabo las
comparaciones se deshidrató a 40, 50, 60 °C en ambos procesos, el mejor
tratamiento fue con secado a 60 ºC y fritura al vacío, los chips contenían
50% menos de aceite en relación a la fritura convencional, la correlación de
absorción de aceite se manifiesta en relación a la perdida de humedad y
también se observaron mejores resultados en el color del producto final.
Serrano (2012), obtuvo chips de mashua mediante fritura al vacío, las
rodajas se procesaron a una presión absoluta de 5.34 kPa, 110 y 120 ºC y
tiempos de 8, 10, 12, 14, 15 min. Todas las muestras fueron sometidas a 2
pretratamientos, cocción a 90 ºC por 15 min y deshidratación osmótica a 60
ºC por 15 min. La fritura a 110 ºC por 14 min. Los resultados de las variables
dependientes fueron 2 % de humedad, 11 % de grasa y 0.5 % de acidez,además de presentar un 60 % menos grasa que su similar procesada
mediante fritura convencional.
Nunes y Moreira (2009), estudiaron la aplicación de maltodextrina en
deshidratación osmótica previo al proceso de fritura al vacío de rodajas de
mango, se utilizaron varios tiempos en deshidratación, temperaturas de la
solución osmótica y temperaturas de fritura al vacío, el mejor tratamiento se
realizó con una concentración de maltodextrina de 65 % (p/v), durante 60
min a 40 ºC y una temperatura de fritura de 120 ºC. El producto presentó
baja reducción en el contenido de carotenoides.
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2.4. EVALUACIÓN SENSORIAL
La prueba de ordenamiento o de ranking se utiliza para determinardiferencias perceptibles entre varios productos de acuerdo a la intensidad de
una característica o propiedad determinada (Hough & Fiszman, 2005).
Estas pruebas se utilizan cuando se presentan de 3 a 12 muestras y de 3 a
100 panelistas, se aplican para: desarrollo de nuevos productos, medir el
tiempo de vida útil, mejorar el producto, cambiar de tecnología, selección y
entrenamiento de catadores (Hernandez, 2005).
Los jueces son preseleccionados de acuerdo a las características del
estímulo que se va a evaluar. Este método debe ser rápido y sencillo, se
puede utilizar encuestas de referencia (Espinoza, 2007).
La prueba se realiza colocando las muestras en recipientes idénticos
codificados con números aleatorios de 3 dígitos, se presentan todas las
muestras simultáneamente, el evaluador debe probar cada una, usando un
neutralizante para cambiar de muestra, se permite que los evaluadoressaboreen las muestras más de una vez y no se puede asignar un mismo
lugar a dos muestras (Ramírez, 2012).
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3. METODOLOGÍA
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3. METODOLOGÍA
3.1. MATERIA PRIMA
Se utilizó mashua (Tropaeolum tuberosum) variedad chaucha
correspondiente al ecotipo Ecu-1124, adquirida en el mercado local de
Sangolquí, provincia de Pichincha; proveniente de Salquisilí, provincia de
Cotopaxi.
3.1.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
Se realizó la caracterización química de la mashua fresca mediante los
métodos detallados en la Tabla 2.
Tabla 2. Métodos de análisis químicos para mashua fresca
Análisis Método Norma
Humedad 105Termogravimetría/Precisa
Manual de instrucciones (2008)
GrasaExtracción por
solventes (soxlet)INEN 0523:81 (2010d)
Acidez titulable Potenciométrico INEN 0381:29 (2010b)
El análisis de humedad se realizó por medio la Termobalanza, Precisa XM
60 / XM 66 (Dietikon, Switzerland). Para demostrar la veracidad de los datos,
también se realizó el análisis por el método de estufa detallado en la norma
técnica INEN 1513:156 (2010c).
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3.2. PROCESO DE OBTENCIÓN DE CHIPS SALADOS DE
MASHUA
Para la obtención de los bocaditos salados de mashua se utilizó el proceso
que se indica en la Figura 6.
Figura 6. Diagrama de flujo de la obtención de chips salados de mashua
En la selección, se descartaron los tubérculos que presentaron daños físicos
o microbiológicos, los tubérculos sanos se lavaron con agua potable y cepillo
para remover los residuos de las hendiduras, se eliminaron los extremos yse cortó en rodajas longitudinales de 2.5 ± 0.2 mm de espesor, con una
cortadora eléctrica AURORA FS04.
Las rodajas se cocieron en medio acuoso, con una relación 1:5
rodajas/solución, a una temperatura de 90 ºC en una olla de acero. El tiempo
de cocción y el porcentaje de sal se aplicaron de acuerdo al diseño
experimental; rápidamente se realizó un choque térmico por inmersión en
agua fría utilizando un colador metálico; posteriormente se escurrieron con
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una centrifuga manual TRAMONINA AGILE durante 1 min para eliminar el
exceso de agua.
Para la fritura se utilizaron 300 g de rodajas de mashua y 13 litros de aceitede origen vegetal de marca Danolin FRI 3317 adquirido en DANEC S.A. El
proceso se realizó a 110 ºC por 14 minutos y 5.34 kPa de presión absoluta.
La Figura 7 muestra el equipo de fritura al vacío del Centro de Investigación
de Alimentos de la UTE.
1 Cámara de vacío; 2 Controles digitales de presión y temperatura; 3 Aceite; 4 Fuente de calor;5 Bomba de vacío; 6 Válvula para romper el vacío; 7 Canasta.
Figura 7. Equipo de fritura al vacío
3.3. DISEÑO EXPERIMENTAL
Para el proceso de cocción, se utilizó un Diseño Central Compuesto
Rotacional (DCCR) 22, se aplicó la metodología de superficie de respuesta
para medir los efectos de las variables independientes (tiempo de cocción y
porcentaje de sal) sobre la calidad del producto final (Gutiérrez & Salazar,
2008). Se utilizó un nivel alto y bajo para cada factor como se observa en la
Tabla 3.
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Tabla 3. Niveles utilizados en el diseño experimental
Variable independienteNiveles
Mínimo (-α)
-1.41
Bajo
-1
Medio
0
Alto
1
Máximo (α)
1.41Tiempo de cocción (min) 0 2.2 7.5 12.8 15
Porcentaje de sal (%) 0 0.18 0.625 1.07 1.25
En el diseño se planteó doce puntos experimentales (ensayos) divididos en:
cuatro centrales, cuatro axiales y cuatro factoriales, con la ayuda del
programa Statgraphics Centurion XVII. En la Tabla 4 se detallan las los
ensayos del DCCR.
Tabla 4. Ensayos del DCCR
Variablescodificadas
Tiempo de cocción(min)
Porcentaje de sal(%)
-1 -1 2.2 0.18
-1 1 2.2 1.07
1 -1 12.8 0.18
1 1 12.8 1.07
-α 0 0 0.625
Α 0 15 0.625
0 - α 7.5 0
0 α 7.5 1.250 0 7.5 0.625
0 0 7.5 0.625
0 0 7.5 0.625
0 0 7.5 0.625
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En la Figura 8 se ilustra la disposición de los ensayos del DCCR, donde se
explican las combinaciones de las variables codificadas distribuidas en un
plano cartesiano.
Figura 8. Disposición de los puntos axiales, factoriales y centrales del DCCR
(Meilgaard, Vance, & Carr, 2006)
El eje de las ordenadas representa el tiempo de cocción y el eje de las
abscisas el porcentaje de sal, en la gráfica se presentan 9 ensayos; sin
embargo, en este estudio el punto central se procesó 4 veces, las
repeticiones se ejecutaron cada 2 ensayos, dividiendo el diseño en 4 partes,
cada una con 3 tratamientos, que sumados dan un total de 12 ensayos.
La similitud entre los resultados de los 4 puntos centrales demuestra una
correcta dispersión de los datos obtenidos en los otros tratamientos,
excluyendo posibles errores en el proceso.
3.4. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL
En la caracterización del producto final se determinó el contenido de
humedad, grasa y acidez titulable con los métodos detallados en la Tabla 2,
también se realizó el análisis de textura.
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La medición de textura se realizó en el Laboratorio de nutrición del INIAP,
Estación Santa Catalina, provincia de Pichincha. Para realizar las lecturas,
se utilizó un texturómetro TAXT2.Plus (Stable Micro Systems, Reino Unido),
con una sonda esférica P/0.25S de 1/4 pulgadas de diámetro. Los
parámetros de la prueba fueron: velocidad de prueba 1 mm/s, fuerza de
activación 5 gf y distancia de sonda 3 mm.
3.4.1. FRITURA ATMOSFÉRICA
Se tomó en cuenta el mejor tratamiento determinado en la optimización, para
procesar una muestra de chips por medio de fritura atmosférica; el ensayo
se realizó a 170 ºC por 4 min, bajo las mismas condiciones de
pretratamiento. Se realizó un análisis de grasa utilizando el método descrito
en la Tabla 2, el resultado se comparó con el contenido de grasa encontrado
en los chips procesado con fritura al vacío, se identificó la muestra con
mayor absorción de grasa.
3.5. RENDIMIENTO
Para determinar el rendimiento de cada etapa del proceso, se utilizó la
Ecuación 1 que se muestra a continuación, el cálculo se aplicó al mejor
tratamiento.
% Rendimiento =
× 100
[1]
Dónde:
Pf= Peso final
Pi= Peso Inicial
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3.6. EVALUACIÓN SENSORIAL
Antes de realizar la prueba, se aplicó una encuesta de preselección aestudiantes de la Universidad Tecnológica Equinoccial con edades
comprendidas entre 18 y 28 años de ambos sexos, con el fin de obtener
consumidores frecuentes de chips. El formato de la encuesta de
preselección se detalla en el Anexo 1.
La prueba de ordenamiento se realizó con el formato que se detalla en el
Anexo 2. Los participantes recibieron 3 muestras codificadas con números
aleatorios de tres dígitos, los evaluadores debían probar todas las muestras
y ordenar una a una de acuerdo a su grado de preferencia, para pasar de
una muestra a otra se usó agua como agente neutralizante del sabor.
El arreglo de los datos se realizó, asignando un número en función del grado
de preferencia; siendo 1, mayor preferencia; 2, preferencia media y; 3,
menor preferencia.
Para analizar los datos se utilizó el método no paramétrico de Kruskal Wallisy Friedman, con un nivel de significancia de 95 %, se utilizó un diagrama de
cajas y bigotes para determinar el mejor tratamiento, por medio del programa
estadístico Statgraphics Centurion XV.II.
3.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Para analizar los resultados obtenidos en los ensayos del Diseño Central
Compuesto Rotacional DCCR 22, se utilizó la metodología de superficie de
respuesta, con un nivel se significancia de 95%, utilizando el paquete
estadístico Statgraphics Centurion XV.II.
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4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
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27
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
En la Tabla 5 se presentan los resultados de la caracterización química de la
metería prima.
Tabla 5. Composición química de la mashua fresca
Parámetro Valor
Humedad (%) 87.33 ± 0.20
Grasa (%) LND
Acidez titulable (%) 2.19 ± 0.03*Valores promedio (n=2) ± desviación estándar*LND= Límite no detectable
En los resultados obtenidos en la caracterización química de la mashua
fresca, se observa un 87.33 % de humedad, valor que coincide con los
resultados reportados en otros estudios, cuyos valores que van desde 88.7
% hasta 89.63 %; así mismo, se puede apreciar un grado de acidez de 2.19
%, que también concuerda con la bibliografía, donde se detallan índices de
acidez que van desde 1.93 % hasta 3.2 % (Espín et al., 2004; Quelal, 2012; Samaniego, 2011; Serrano, 2012).
El contenido de estos compuestos puede ser variable en función de factores
como: condiciones agrícolas, variedad genética, clima, entre otros (Espín et
al., 2004).
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28
4.2. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL
Los resultados de los análisis fisicoquímicos realizados al producto final semuestran en la Tabla 6.
Tabla 6. Resultados de los análisis químicos realizados al producto final
Tiempode
cocción
(min)
Porcentajede sal
(%)
Humedad
(%)
Grasa
(%)
Textura
(N)(n=8)
Acideztitulable
(%)
2.2 0.18 1.83 ± 0.134 25.32 ± 0.698 5.26 ± 0.762 1.66 ± 0.02
2.2 1.07 2.14 ± 0.014 22.92 ± 0.086 3.23 ± 0.561 1.20 ± 0.05
12.8 0.18 1.67 ± 0.049 32.20 ± 0.170 2.26 ± 0.376 0.69 ± 0.01
12.8 1.07 2.02 ± 0.035 30.92 ± 0.109 1.95 ± 0.187 0.40 ± 0.02
0 0.625 2.31 ± 0.085 19.02 ± 0.366 2.42 ± 0.310 2.01 ± 0.01
15 0.625 1.95 ± 0.085 29.19 ± 0.086 2.01 ± 0.327 0.44 ± 0.01
7.5 0 2.19 ± 0.057 28.16 ± 0.267 3.62 ± 0.378 0.87 ± 0.017.5 1.25 2.09 ± 0.092 28.61 ± 0.035 1.95 ± 0.187 0.6 ± 0.03
7.5 0.625 1.64 ± 0.021 21.72 ± 0.031 2.87 ± 0.387 0.91 ± 0.01
7.5 0.625 1.62 ± 0 23.63 ± 0.038 2.93 ± 0.579 0.94 ± 0.02
7.5 0.625 1.63 ± 0.007 25.64 ± 0.642 2.28 ± 0.401 0.89 ± 0.01
7.5 0.625 1.63 ± 0.035 24.13 ± 0.416 2.58 ± 0.476 0.86 ± 0.02
*Valores promedio (n=2) ± desviación estándar
Para obtener un valor óptimo de respuesta, es necesario ajustar
debidamente los datos, para ello se utiliza el coeficiente de determinación
R2, que indica el comportamiento del modelo matemático en la región
experimental, si este es superior al 70%, los datos se ajustarán
favorablemente a una gráfica de superficie de respuesta (Gutiérrez &
Salazar, 2008).
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29
4.2.1. CONTENIDO DE HUMEDAD
Al ajustar los datos del modelo, se obtuvo un análisis de varianza ANOVA,que indica componentes de p menores a 0.05, valores dados por el
coeficiente de determinación R2, que mostró un 74.18 % de variabilidad en
los datos de humedad, afirmando así la influencia significativa de las
variables independientes del proceso, como se muestra en la Tabla 7.
Tabla 7.Tabla ANOVA para humedad
FuenteSuma deCuadrados
GlCuadradoMedio
Razón-F Valor-P
A: Tiempo de cocción 0.0778382 1 0.0778382 2.54 0.1621
B: Porcentaje de sal 0.0336157 1 0.0336157 1.10 0.3353
AA 0.24336 1 0.24336 7.94 0.0304
AB 0.0004 1 0.0004 0.01 0.9128
BB 0.256 1 0.256 8.35 0.0277
Error total 0.183846 6 0.030641Total (corr.) 0.711867 11
R2 74.18 %
El coeficiente R2 es satisfactorio, lo que permite ajustar el modelo
matemático a una gráfica de superficie de respuesta. A continuación sepresenta la Ecuación 2, de regresión para el contenido de humedad en
función al tiempo de cocción y el porcentaje de sal.
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30
%Humedad= 2.4879 - 0.1253 * T - 1.1656 * P + 0.0069 * T2 + 0.0043 * T *
P + 1.0242 * P2
[2]
Dónde:
T= Tiempo de cocciónP= Porcentaje de sal
En la Figura 9 se puede apreciar dos tendencias cuadráticas, que ilustran el
efecto del tiempo de cocción y el porcentaje de sal sobre el contenido final
humedad, cada tendencia presenta un mínimo cerca del punto central.
Figura 9 . Efectos principales para la Humedad
La Figura 10 muestra el comportamiento de la humedad en funcion del
tiempo de cocción y el porcentaje de sal con una gráfica de superficie de
respuesta, donde se obserba que el valor mínimo de humedad se encuentra
cerca del punto central de la región experimenal.
2.1967Porcentaje de sal
1.0669
1.6
1.7
1.8
1.9
2
H u m
e d a d
Tiempo de cocción12.8033 0.1831
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31
Figura 10. Superficie de respuesta para el contenido de humedad
Los contornos de la superficie de respuesta se muestran con una escala de
color en la Figura 11. Se puede apreciar la optimización del proceso con un
tiempo de cocción de 7.5 min y un porcentaje de sal de 0. 625 %, siendo el
valor óptimo de humedad 1. 63 %, punto mínimo de la región experimental.
Los valores también se detallan en la Tabla 8.
Figura 11. Curvas de contorno para el contenido de humedad
0 3 6 9 12
15Tiempo de cocción
0 0.2
0.40.60.8
1 1.2
Porcentaje de sal
1.6
1.8
2
2.2
2.4
2.6
H u m e d a d
Humedad
1.6
1.7
1.81.9
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
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32
Tabla 8. Puntos óptimos para humedad
FACTOR PUNTO ÓPTIMO
Tiempo de cocción (min) 7.5Porcentaje de sal (%) 0.625
Porcentaje de humedad (%) 1.63
El punto óptimo de humedad alcanzó un valor de 1.63 %, resultado que
cumple con los requisitos establecidos en la Norma técnica INEN 2 561:2010
para bocaditos de productos vegetales, que señala como máximo el 5 %,
tomando en cuenta que a menor contenido de agua, existen mejores
atributos de calidad y mayor tiempo de vida útil (INEN, 2010a).
El contenido de humedad obtenido en este estudio es menor en
comparación a otros estudios realizados con la tecnología de fritura al vacío
en tubérculos andinos, Suntaxi (2013) reportó un valor de 2.52 % en chips
de oca pretratados con deshidratación osmótica y Serrano (2012), obtuvo 2
% de humedad en bocaditos de mashua pretratados con cocción y
deshidratación osmótica. Se puede afirmar que la adición de una dosis baja
de sal en el proceso de cocción contribuye a la reducción del contenido final
de humedad de los chips, sin embargo, la adición excesiva revierte el efecto.
La mayoría de estudios realizados para obtener bocaditos con la tecnología
de fritura al vacío reportan valores menores del 5% de humedad. Garayo y
Moreira (2002) obtuvieron 1.9 % de humedad en chips de papa, Shyu et al. (2005) obtuvieron 1.7 % de humedad en chips de zanahoria, Diamante et al.
(2011) reportaron un valor de humedad de 2.85 % en chips de Kiwi,
Villamizar et al. (2011) obtuvieron chips de mango con una humedad final de
1.25 %, Dueik y Bouchon (2011) alcanzaron niveles de humedad final de 2
% en chips de manzana y papa.
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33
4.2.2. CONTENIDO DE GRASA
Para buscar la optimización del proceso, el ajuste de los datos del modelomatemático de la grasa generó un ANOVA detallado en la Tabla 9, donde se
presentan valores de p menores a 0.05, correspondientes a las variables
independientes que tuvieron influencia significativa sobre el proceso, el valor
del coeficiente R2 mostró un 91.01% de variabilidad en los datos.
Tabla 9. Tabla ANOVA para grasa
FuenteSuma deCuadrados
GlCuadradoMedio
Razón-F Valor-P
A:Tiempo de cocción 106.987 1 106.987 41.88 0.0006
B:Porcentaje de sal 1.15692 1 1.15692 0.45 0.5260
AA 2.01959 1 2.01959 0.79 0.4082
AB 0.3136 1 0.3136 0.12 0.7380
BB 46.7338 1 46.7338 18.29 0.0052
Error total 15.3274 6 2.55457
Total (corr.) 170.522 11
R2 91.01%
El valor del coeficiente de determinación R2, es favorablemente alto,
parámetro que permite ajustar de los datos del modelo matemático a unagráfica de superficie de respuesta.
A continuación se presenta la Ecuación 3, de regresión para el contenido de
grasa en función del tiempo de cocción y el porcentaje de sal.
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34
% Grasa = 26.2337 + 0.3153 * T - 19.0543 * P + 0.01997 * T 2 + 0.1195 * T *
P + 13.8381 * P2
[3]
Dónde:
T= tiempo de cocciónP= porcentaje de sal
En la Figura 12 se puede apreciar dos tendencias cuadráticas que
representan el efecto del porcentaje de sal y tiempo de cocción sobre el
contenido final de grasa; a medida que va incrementando el tiempo de
cocción, el contenido de grasa va aumentando; por el contrario, en el
porcentaje de sal, el contenido de grasa presenta un mínimo cerca al punto
central.
Figura 12. Efectos principales para la Grasa
La superficie de respuesta para el contenido de grasa se muestra en la
Figura 13, donde se observa que el menor contenido de grasa se da en el
punto mínimo del tiempo de cocción, a diferencia del porcentaje de sal que
se ubica cerca al punto central.
2.1967Porcentaje de sal
1.0669
20
22
24
26
28
G r a s a
Tiempo de cocción12.8033 0.1831
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35
Figura 13. Superficie de respuesta para el contenido de grasa
La Figura 14 detalla la superficie de respuesta en contornos para este
modelo, la escala de color ubica el punto mínimo en 19.67 %, valor
considerado como óptimo para contenido de grasa, resultado obtenido con
un tiempo de cocción de 0 min y un porcentaje de sal de 0.69 %. Estos
valores también se detallan en la Tabla 10.
Figura 14. Curvas de contorno para el contenido de grasa
0 3 6 9 12 15Tiempo de cocción
0 0.2
0.40.60.8
1 1.2
Porcentaje de sal
19
22
25
28
31
34
37
G r a s a
Grasa
19.0
20.8
22.6
24.4
26.2
28.0
29.8
31.6
33.4
35.2
37.0
38.8
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36
Tabla 10. Puntos óptimos para contenido de grasa
FACTOR PUNTO ÓPTIMO
Tiempo de cocción (min) 0Porcentaje de sal (%) 0.69
Porcentaje de grasa (%) 19.67
El valor reportado en el porcentaje de grasa cumple con los requisitos
establecidos en la Norma técnica INEN 2 561:2010 para bocaditos de
productos vegetales, que señala como máximo 40 % de contenido final de
grasa (INEN, 2010a).
El contenido óptimo de grasa es 19.05 %, valor superior al de otros estudios
realizados con la técnica de fritura al vacío en tubérculos andinos, Serrano
(2012) reportó 11 % en el contenido final de grasa de chips de mashua y
Suntaxi (2013) obtuvo chips de oca con un contenido de grasa de 10 %.
El contenido de humedad de las rodajas de mashua aumenta después de la
cocción (Quelal, 2012; Serrano, 2012). Si las rodajas ingresan al proceso de
fritura con mayor humedad, al transcurrir los 3 primeros minutos, se elimina
la mayor cantidad de agua, dejando mayor espacio para que el aceite
ingrese en la fase de enfriamiento (Moreira et al., 2009). esto explica porque
el incremento en el contenido de grasa se da únicamente con productos
pretratados con cocción (Gómez, 2014; Shyu et al., 2005). A diferencia de
los productos pretratados con deshidratación osmótica, que ingresan con
una concentración mayor de solidos solubles al proceso de fritura, dejando
menor espacio para el ingreso de aceite después de la evaporación del agua
(Moreira et al., 2009; Parra, 2014).
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37
4.2.3. TEXTURA
Para determinar el valor óptimo de respuesta en la textura, se ajustó losdatos del modelo, utilizando un ANOVA, generado por coeficiente de
determinación R2, que señaló un 70.13 % de variabilidad en los datos; El
análisis de varianza indica que el tiempo de cocción tiene influencia
significativa sobre la textura, ya que el componente de p en este factor es
menor a 0.05, como se muestra en la Tabla 11.
Tabla 11. Tabla ANOVA para textura
FuenteSuma deCuadrados
GlCuadradoMedio
Razón-F Valor-P
A:Tiempo de cocción 2.93508 1 2.93508 6.03 0.0493
B:Porcentaje de sal 2.76329 1 2.76329 5.68 0.0545
AA 0.0207024 1 0.0207024 0.04 0.8434
AB 0.7396 1 0.7396 1.52 0.2636
BB 0.340403 1 0.340403 0.70 0.4349
Error total 2.91806 6 0.486344
Total (corr.) 9.76717 11
R2 70.13 %
El valor de R2 permite optimizar el proceso, ajustando el modelo a una
gráfica de superficie de respuesta. El análisis del diseño presenta la
Ecuación 4, de regresión para la textura, en función de las variables
independientes codificadas.
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38
TEXTURA = 5.5580 - 0.1986 * T - 4.1824 * P - 0.0020 * T2 + 0.1835 * T * P
+ 1.1810 * P2
[4]
Dónde:
T= tiempo de cocciónP= porcentaje de sal
Los coeficientes de regresión señalan una tendencia lineal para el tiempo de
cocción y una tendencia cuadrática para el porcentaje de sal. En la Figura 15
se puede observar que medida que el tiempo de cocción aumenta, la texturadisminuye, de la misma manera, cuando el porcentaje de sal aumenta, la
textura disminuye.
Figura 15. Efectos principales de la textura
En la Figura 16 se muestra la gráfica de la superficie de respuesta, donde se
observa que el tiempo de cocción tiene influencia directa, ya que a medida
que aumenta, la textura disminuye.
2.1967Porcentaje de sal
1.0669
1.9
2.3
2.7
3.1
3.5
T e x t u r a
Tiempo de cocción12.8033 0.1831
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Figura 16. Superficie de respuesta para textura
La Figura 17 muestra la superficie de repuesta del modelo ajustado en
contornos, donde la optimización del proceso se localiza en el punto máximo
de la textura, con un valor 5.55 N, resultado obtenido con un tiempo de
cocción de 0 min y un porcentaje de sal de 0 %. Esto indica que los chips
obtienen mejor textura cuando las rodajas ingresan crudas al proceso de
fritura. Los valores óptimos también se detallan en la Tabla 12.
Figura 17. Curvas de contorno para textura
0 3 6 9 12 15Tiempo de cocción
0 0.2
0.40.60.8
1 1.2
Porcentaje de sal
1.6
2.6
3.6
4.6
5.6
T e x
t u r a
Textura
1.6
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6
4.0
4.4
4.8
5.2
5.6
6.0
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Tabla 12. Puntos óptimos para textura
FACTOR PUNTO ÓPTIMO
Tiempo de cocción (min) 0Porcentaje de sal (%) 0
Textura (N) 5.55
Se obtuvo un valor óptimo de textura de 5.55 N, que se traducen como la
máxima fuerza de rompimiento del chip. Si se compara con otros estudios,
se puede decir que el valor es mayor.
Urbano et al. (2012) reportó un valor de 3.54 N en chips de yuca, Villamizar
et al. (2011) obtuvieron chips de mango con un valor de textura de 2.51 N,
Garayo y Moreira (2002) reportaron un valor de textura de 2.71 N en chips
de papa.
Dueik et al. (2010), obtuvieron chips de zanahoria con una textura similar,
5.01 N, demostrando que freír rodajas crudas confiere mejor textura al
producto ya que durante la fritura se produce un ablandamiento inicial que es
seguido de un endurecimiento debido al desarrollo progresivo de costra, en
rodajas crudas estos cambios en la micro estructura de los tejidos se dan
con mayor rapidez.
4.2.4. ACIDEZ TITULABLE
El ajuste de datos en el modelo matemático del grado de acidez, presenta un
ANOVA que se detalla en la Tabla 13, generado en base al coeficiente R2
que mostró un 98.16 % de variabilidad en los datos. El análisis de varianza
indica componentes de p menores a 0.05, valores que identifican los factores
que tienen influencia significativa sobre el índice de acidez.
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Tabla 13. Tabla ANOVA para acidez titulable
FuenteSuma deCuadrados
GlCuadradoMedio
Razón-F Valor-P
A:Tiempo de cocción 1.99047 1 1.99047 263.34 0.0000
B:Porcentaje de sal 0.16048 1 0.16048 21.23 0.0037
AA 0.173762 1 0.173762 22.99 0.0030
AB 0.007225 1 0.007225 0.96 0.3660
BB 0.0415005 1 0.0415005 5.49 0.0576
Error total 0.045351 6 0.00755849
Total (corr.) 2.46229 11
R2 98.16 %
El análisis del diseño presenta la Ecuación 5, de regresión para la acidez
titulable, en función de las variables codificadas de tiempo de cocción y
porcentaje de sal.
ACIDEZ TITULABLE= 2.0586 - 0.1932 * T + 0.0591 * P + 0.0059 * T2 + 0.0180 *
T * P - 0.4109 * P2
[5]
Dónde:
T= tiempo de cocciónP= porcentaje de sal
En la Figura 18, se muestran 2 tendencia cuadráticas para las variables
independientes del proceso (tiempo de cocción y porcentaje de sal), que a
medida que se van incrementando, el grado de acidez va disminuyendo.
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Figura 18. Efectos principales del grado de acidez
El valor ajustado de R2 es favorablemente alto, por lo tanto permite ajustar
los datos a una gráfica de superficie de respuesta que se muestra en la
Figura 19, donde se observa que a mayor tiempo de cocción y mayor
porcentaje de sal, existe menor índice de acidez.
Figura 19. Superficie de respuesta para acidez titulable
En la Figura 20 se muestra una gráfica de las curvas de contorno para el
índice de acidez, donde se puede apreciar un valor mínimo de 0.25 %, que
representa al punto óptimo, resultado obtenido con un tiempo de cocción
2.1967Porcentaje de sal
1.0669
0.56
0.76
0.96
1.16
1.36
1.56
1.76
A c i d e z t i t u l a b
l e
Tiempo de cocción12.8033 0.1831
0 3 6 9 12 15Tiempo de cocción
0 0.20.40.6
0.81
1.2
Porcentaje de sal
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
2.4
Acideztitulable
Acidez titulable0.0
0.25
0.5
0.75
1.0
1.25
1.5
1.75
2.0
2.252.5
2.75
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43
14.57 min y un porcentaje de sal de 1.25 %. Estos valores también se
detallan en la Tabla 14.
Figura 20. Curvas de contorno para acidez titulable
Tabla 14. Puntos óptimos para acidez titulable
FACTOR PUNTO ÓPTIMO
Tiempo de cocción (min) 14.57
Porcentaje de sal (%) 1.25
Acidez titulable (%) 0.25
La aplicación de pretratamientos ayuda a disminuir el sabor picante de la
mashua, ya que se reduce el grado de acidez, la aplicación de sal en la
cocción pudo reducir 86.7 % en el grado de acidez.
La reducción del grado de acidez es mayor en comparación con otros
estudios, Quelal (2012) demostró que aplicando cocción se puede reducir un
81 % del grado de acidez en chips de mashua obtenidos por medio de fritura
0 3 6 9 12 15
Tiempo de cocción
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Porcentajedesal
Acidez titulable
0.0
0.24
0.48
0.72
0.96
1.2
1.44
1.68
1.92
2.16
2.42.64
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44
convencional; así mismo, Serrano (2012) pudo reducir en un 77 % en el
grado de acidez aplicando cocción y deshidratación osmótica.
4.2.5. MEJOR TRATAMIENTO
Para seleccionar el mejor tratamiento, se tomó en cuenta los puntos óptimos
de respuesta de cada variable dependiente.
En la humedad, el valor óptimo se localizó en el punto central de la región
experimental (7.5 min de cocción y 0.625 % de NaCl), mientras que el
porcentaje óptimo de grasa alcanzó la muestra que ingresó cruda al proceso
de fritura, es decir 0 min de cocción y 0.69 % de sal, donde también se
generó el punto óptimo de textura; sin embargo, cuando no se aplica un
tratamiento térmico previo, el alto índice de acidez genera oscurecimiento
excesivo y sabor desagradable en el producto, por lo tanto, para obtener un
grado de acidez óptimo, es necesario aplicar 15 min de cocción y 1.25 % de
sal; sin embargo, la desventaja de minimizar el índice de acidez con estosparámetros, es la absorción excesiva de grasa.
Al ser un producto procesado con fritura al vacío, la selección se realizó en
función al contenido final de grasa, el punto óptimo de este factor se
descartó debido su alto índice de acidez, por tal razón, se escogió la muestra
pretratada con 7.5 min de cocción y 0.625 % de sal, ya que presentó el
menor porcentaje de humedad y los resultados fueron aceptables en cuanto
al contenido de grasa, textura e índice de acidez, con valores de 1.63 %,
23.8 %, 2.69 N y 0.9 %, respectivamente.
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4.2.6. FRITURA ATMOSFÉRICA
Los resultados del contenido final de grasa de las muestras de chips procesados con fritura atmosférica y de vacío se detallan en la Tabla 15.
Tabla 15. Contenido de grasa de chips obtenidos con fritura atmosférica y devacío
Mejor tratamiento Contenido de grasa (%)
Tiempo decocción(min) Porcentaje desal (%) Fritura atmosférica Fritura al vacío
7.5 0.625 43.81 21.72
Los chips obtenidos mediante fritura al vacío presentaron un 50.42 % menos
en el contenido final de grasa, en comparación con la muestra procesada
con fritura atmosférica, en las mismas condiciones de pretratamiento.
4.3. RENDIMIENTO
En la Tabla 16, se detallan los datos del rendimiento obtenido en el mejor
tratamiento, el cálculo se realizó en cada etapa del proceso.
Tabla 16. Rendimiento en cada etapa del proceso
Operación Peso inicial (g) Peso final (g) Rendimiento (%)
Selección y Lavado 450 400 88.89
Corte 400 300.23 66.72
Cocción 300.23 282.58 62.80
Fritura al vacío 282.58 39.3 8.73
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Después de la selección y lavado, el peso fue 400 g de materia prima, en la
cocción se muestra la menor pérdida de peso, con 17.65 g de merma,
mientras que la mayor pérdida de peso se presentó en la fritura al vacío, con
243.28 g de agua evaporada, seguida del proceso de corte con 99.77g de
perdida. Finalmente se obtuvo 39.3 g de chips salados de mashua, dando un
rendimiento general de 8.73 %.
4.4. EVALUACIÓN SENSORIAL
La selección de muestras para la prueba de ordenamiento se realizó en
función a los puntos óptimos de respuesta de cada variable independiente.
Se tomó en cuenta el punto óptimo de humedad, grasa y textura; sin
embargo, se descartó el punto óptimo del índice de acidez, puesto que para
obtener la minimización de este factor es necesario aplicar el mayor tiempo
de cocción, dando como resultado una absorción excesiva de grasa, por tal
razón se preparó una muestra con un tiempo de cocción de 7.5 min y el
máximo porcentaje de sal, 1.25 %, ya que contribuyó a la reducción del
índice de acidez y se presentó un contenido final de grasa aceptable.
En la Tabla 17 se detallan los ensayos seleccionados para la prueba de
ordenamiento, se utilizó una letra mayúscula para diferenciar cada muestra
en el programa estadístico.
Tabla 17. Muestras evaluadas en la prueba de ordenamiento
Tiempo decocción(min)
Porcentajede sal(%)
Variablescodificadas
Muestra
0 0.625 -α 0 A
7.5 1.25 0 α B
7.5 0.625 0 0 C
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Los promedios de preferencia por cada muestra se detallan en la Figura 21,
donde se puede observar que el ensayo C se aproxima más al punto mayor
de preferencia, a diferencia del ensayo A, que es el ensayo con menor grado
de preferencia.
*Valores promedio (n=100) ± desviación estándar
Figura 21. Medias del grado de preferencia por muestra
En la Tabla 18 se muestra una prueba de múltiples rangos, que indica al
menos una diferencia estadísticamente significativa entre las medias de las 3
muestras, con un nivel del 95.0 % de confianza en un diseño completamente
al azar DCA.
Tabla 18. Prueba de múltiples rangos para prueba de ordenamiento.
Muestra Casos MediaGrupos
Homogéneos
C 100 1.67 X
B 100 1.96 X
A 100 2.37 X
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La Tabla 19 muestra la prueba de Kruskal Willis y Friedman, donde se indica
que existen diferencias significativas en al menos una mediana de los 3
ensayos, ya que el valor de p es menor a 0.05.
Tabla 19. Prueba de Kruskal Wallis y Friedman para prueba deordenamiento
EnsayoTamaño de
MuestraRango
Promedio
A 100 187.5
B 100 146.5C 100 117.5
Estadístico = 36.9863 Valor-P = 9.30094E-9
La Figura 22 muestra un diagrama de cajas y bigotes, donde se puede
observar cuales medianas son estadisticamente diferentes.
Figura 22. Diagrama de cajas y bigotes
Se observa que ningún ensayo muestra valores atípicos, en el ensayo A la
mediana se concentra en el menor grado de preferencia, el bigote se ubica
en el mayor grado de preferencia, indicando que en ese punto existe la
A
B
C
1 1.4 1.8 2.2 2.6 3
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menor concentración de datos, seguido del ensayo B que manifiesta la
mayor dispersión, ya que no existe un bigote que indique una concentración
mínima de datos; sin embargo, la mediana se inclina al mayor grado de
preferencia, finalmente la mediana del ensayo C se concentra en el mayor
grado de preferencia, además el bigote muestra la menor concentración de
datos en el menor grado de preferencia.
El analisis estadistico aplicado a las medias y medianas de las 3 muestras
aclara que la muestra C indicó mayor grado de preferencia, seguida de la
muestra B, a diferencia de la muestra A, que presentó menor preferencia
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5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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50
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
En el análisis químico de la mashua en estado fresco se obtuvo 87.33
% de humedad, 0 % de grasa y 2.19 % de acidez, resultados que
concuerdan con otros estudios, cuyos valores van de 88.7 % hasta
89.63 %; 0% y 1.93 % hasta 3.2 %, respectivamente.
Se demostró que el producto final adquiere mejor textura y menor
absorción de aceite cuando las rodajas ingresan crudas al proceso de
fritura al vacío; sin embargo, el no aplicar un tratamiento térmico
previo provoca oscurecimiento excesivo y sabor desagradable en los
chips.
La adición de sal en el pretratamiento de cocción contribuye a la
reducción del porcentaje de acidez en las rodajas de mashua; sin
embargo, puede provocar un aumento en el contenido final de
humedad y grasa de los bocaditos.
El contenido final de grasa de los chips se ve afectado directamente
por el tiempo de cocción, si este aumenta, también se incrementa la
humedad final de las rodajas; una vez realizado el proceso de fritura,
el agua evaporada deja mayor espacio para que el aceite ingrese al
producto hasta que la estructura se equilibre con la temperatura y
presión atmosférica.
Los chips obtenidos por medio de fritura al vacío presentaron 50%
menos de grasa en comparación con los obtenidos con fritura
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convencional a 170 ºC por 4 min, procesados con las mismas
condiciones de pretratamiento.
La presencia de isotiocianatos en la mashua limita su aceptabilidad,
por lo tanto es necesario aplicar un tratamiento térmico previo a su
consumo o procesamiento.
El mejor tratamiento, se obtuvo optimizando el proceso con un tiempo
de cocción de 7.5 min y 0.625% de sal en el pretratamiento; una
temperatura de fritura de 110 ºC por 14 min a una presión absoluta de
5.3 kPa, donde el contenido de humedad, grasa, textura y acidez
titulable alcanzaron valores de 1.63 %, 23.8 %, 2.69 N y 0.9 %
respectivamente.
Según el test de ordenamiento, la muestra pretratada con 7.5 min de
cocción y 0.625 % de NaCl, presentó el mayor grado de preferencia.
Se comprobó que la fritura al vacío reduce la absorción de aceite y
mejora características sensoriales como, sabor, apariencia y textura;
obteniendo así, un producto agradable y saludable para el
consumidor.
5.2. RECOMENDACIONES
Realizar un estudio de la vida útil de éste producto.
Efectuar la adición de sal después del proceso de cocción.
Realizar un estudio para la aplicación de un tratamiento térmico previo
al proceso de fritura, que reduzca el porcentaje de acidez y el
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contenido de humedad, sin afectar la microestructura del alimento,
para obtener chips con menor contenido de grasa.
Profundizar el estudio, tomando en cuenta otras variables que pueden
afectar la calidad del producto final tales como, espesor de la rodaja,
tiempo y velocidad de centrifugación, temperatura, presión y tiempo
de fritura.
Elaborar un estudio para la obtención de un bocadito funcional que
aproveche las cualidades medicinales propias del tubérculo de
mashua.
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BIBLIOGRAFÍA
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ANEXOS
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ANEXO 1
FORMATO DE ENCUESTA DE PRESELECCIÓN DE
CONSUMIDORES DE CHIPS
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ANEXO 2
FORMATO PARA PRUEBA DE ORDENAMIENTO
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ANEXO 3
PROCESO DE OBTENCIÓN DE CHIPS DE MASHUA
Figura 1. Recepción y Selección de la materia prima
Figura 2. Lavado y Corte
Figura 3. Rebanado y Cocción
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Figura 4. Enfriado y Escurrido
Figura 5. Fritura al vacío y Empacado
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ANEXO 4
CHIPS SALADOS DE MASHUA OBTENIDOS POR MEDIO DE
FRITURA AL VACÍO
2.2 min de cocción 0.18% NaCl 2.2 min de cocción 1.07% NaCl 12.8 min de cocción 0.18 % NaCl
12.8 min de cocción y 1.07% NaCl 0 min de cocción y 0.625 % NaCl 15 min de cocción y 0.625% NaCl
7.5 min de cocción y 0 % NaCl 7.5 min de cocción y 1.25 % NaCl 7.5 min de cocción y 0.625% NaCl
7.5 min de cocción y 0.625% NaCl 7.5 min de cocción y 0.625% NaCl 7.5 min de cocción y 0.625% NaCl
Figura 6. Chips salados de mashua obtenidos por fritura al vacío
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ANEXO 5
PROCESO DE OBTENCIÓN DE CHIPS SALADOS DE
MASHUA POR MEDIO DE FRITURA CONVENCIONAL
Figura 7. Preparación de las muestras en las mismas condicionespretratamiento
Figura 8. Fritura convencional
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ANEXO 6
CHIPS SALADOS DE MASHUA OBTENIDOS POR MEDIO DE
FRITURA CONVENCIONAL
0 min de cocción y 0.625 % NaCl 7.5 min de cocción y 0 % NaCl 15 min de cocción 0.18 % NaCl
12.8 min de cocción y 1.25 % NaCl 7.5 min de cocción y 0.625 % NaCl
Figura 9. Chips salados de mashua obtenidos por fritura convencional
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ANEXO 7
ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS
Figura 10. Determinación de humedad
Figura 11. Determinación de grasa
Figura 12. Determinación de acidez titulable
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Figura 13. Determinación de Textura
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ANEXO 8
PRUEBA DE ORDENAMIENTO PARA CHIPS SALADOS DE
MASHUA
Figura 14. Cartilla para prueba de ordenamiento