tesis mastuerzo
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN “Efecto del almacenamiento sobre la cinética del color de caramelos duros con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum majus)”
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extraccion de colorante
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADASESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA
AGROINDUSTRIAL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
“Efecto del almacenamiento sobre la cinética del color de caramelos duros con adición de colorante natural
de mastuerzo (Tropaelum majus)”
PRESENTADO POR:MUCHAC ROSALES, Yennyfer Katherine.
OBREGON VENTO, Jesús Alfonso.
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL
TARMA – PERÚ2014
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
I. ASPECTOS GENERALES
I.1. Título del proyecto:
“Efecto del almacenamiento sobre la cinética del color de caramelos duros con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum majus)”
I.2. Asesor:Msc. QUISPE SOLANO, Miguel Angel
I.3. ResponsablesMUCHAC ROSALES, Yennyfer Katherine.
OBREGON VENTO, Jesús Alfonso.
I.4. Fecha I.4.1. Fecha de inicio : Agosto de 2014
I.4.2. Fecha de finalización : Agosto de 2015
II. PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO
II.1. Caracterización del problema:
Los alimentos funcionales marcan las nuevas tendencias en producción y
desarrollo del mercado. Entre ellos, los que tienen propiedades antioxidantes
ocupan un importante segmento. Esto, unido a la necesidad de encontrar
sustitutos para algunos ingredientes potencialmente tóxicos o alérgenos,
obliga a la búsqueda permanente de productos naturales.
En el caso de colorantes, el betacaroteno reúne dos propiedades
importantes: es un poderoso antioxidante y a la vez posee poder
pigmentante que varía desde el rojo hasta el amarillo. Se plantea la
posibilidad de sustituir el colorante sintético tartrazina por uno natural, el b-
caroteno, evaluando su estabilidad y capacidad de pigmentación, además de
sus potenciales propiedades funcionales, los cuales bajaran las limitaciones
comestibles del caramelo duro confiriéndole calidad alimenticia.
García et al., en el 2012 realizo la tesis “Cinética del color durante el almacenamiento de caramelos blandos de uchuva adicionados de calcio y sin sacarosa”. Cuyo objetivo fue evaluar la cinética del color
almacenando las muestras en una cámara de humedad relativa del 75%,
temperaturas T1= 50°C, T2= 40°C y T3= 30°C, y seis tiempos diferentes de
acuerdo con cada temperatura: T1 (0, 5, 10, 15, 20 y 25 días), T2 (0, 20, 40,
60, 80 y 100 días) y T3 (0, 30, 60, 90, 120 y 150 días); obteniendo resultados
favorables en luminosidad y cromaticidad los cuales representan los
parámetros de color más importantes en los caramelos, considerándose
como variables adecuadas para la fijación del tiempo de vida útil del
producto.
II.2. Formulación del problema:
¿Cuál será el efecto del almacenamiento sobre la cinética del color de caramelos duros con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum majus)?
II.3. Objetivos de investigación:
II.3.1. General:
Evaluar el efecto del almacenamiento sobre la cinética del color de
caramelos duros con adición de colorante natural de mastuerzo
(Tropaelum majus)
II.3.2. Específicos:
Obtener el flujograma de la obtención de colorante natural a partir
del mastuerzo (Tropaelum majus).
Determinar el rendimiento del colorante natural obtenido a partir
del mastuerzo (Tropaelum majus).
Obtener el Flujograma de la obtención de caramelos duros con
adición de colorante natural a partir del mastuerzo (Tropaelum
majus).
Evaluar el efecto cinético en el color de los caramelos duros a
diferentes condiciones de almacenamiento.
Determinar las características fisicoquímicas, sensoriales y
químicas proximales de los caramelos duros a diferentes
condiciones de almacenamiento.
II.4. Justificación e importancia:
El Perú es un campo abierto para la investigación de su rica flora evaluada
en 17144 especies (gimnospermas y angiospermas), 2458 géneros y 244
familias (Brako y Zaruchi, 1993), distribuida en la región costera, andina y
amazónica. La provincia de Tarma presentan una gran biodiversidad
florística en forma escalonada de acuerdo a los niveles altitudinales en que
cambian las condiciones climáticas, desarrollándose una floricultura bien
reconocida a nivel nacional pero aun así se presenta una flora sub explotada
en parte, por la aplicación de tecnologías empíricas y desconocimiento de
una tecnología apropiada para su transformación.
El uso de los colorantes naturales en el ámbito mundial se ha incrementado
en forma casi explosiva, debido a la exigencia de su uso en las industrias
alimenticias, farmacéuticas y cosméticas establecidas por las legislaciones
de los diferentes países; recientemente al encontrarnos en la era ecológica,
el uso de colorantes naturales en las industrias de cuero y textil ha iniciado
ya su aplicación. El creciente uso de estos colorantes, ha dado como
resultado el incremento de la demanda generando en algunos casos
problemas de abastecimiento en el mercado mundial.
Es por ello que en este proyecto tomando en cuenta que el color en los
caramelos es un parámetro de aceptación sensorial importante, que puede
afectarse por la degradación o formación de algunos compuestos, se busca
evaluar la cinética del color de caramelos duros con adición de colorante
natural de mastuerzo (tropaelum majus) a diferentes condiciones de
almacenamiento, para que mediante esto se pueda también potenciar y
mejorar la calidad y seguridad alimentaria generando al mismo tiempo
impulso económico y cultural a la floricultura e industria local.
III. MARCO TEÓRICO
III.1. Antecedentes De Investigación:
Se han encontrado antecedentes con respecto a este tipo de trabajo de
investigación, que servirán como base y guía, para la realización de este
trabajo de investigación:
III.1.1. Nacional:
Manayay, Ibarz, Castillo y Palacios en el 2013 elaboraron la tesis
“Cinética de la diferencia de color y croma en el proceso térmico de pulpa de mango (Mangifera indica L.) variedad Haden”. Donde
se estudió la cinética de la diferencia de color y croma en el proceso
térmico de pulpa simple (16°Brix) y concentrada (28°Brix) de mango
Haden, a diferentes temperaturas, el ajuste estadístico de la variación
de los parámetros colorimétricos L*, ∆E* y ∆C* con respecto al tiempo,
y los resultados de energías de activación mayores en el análisis del
efecto de la temperatura sobre las constantes cinéticas, condujeron a
concluir que corresponden a una cinética de reacción de orden cero.
III.1.2. Internacional:
Valencia, Cortés y Román en el 2012 desarrollaron la tesis “Cinética del color durante el almacenamiento de caramelos blandos de uchuva adicionados de calcio y sin sacarosa”. Cuyo objetivo fue
evaluar la cinética del desarrollo del color en caramelos de uchuva
adicionados de calcio y sin sacarosa, el color se evaluo a partir de las
coordenadas fijadas por la Comisión Internacional de Iluminación
(CIE), luminosidad (L*), cromaticidad verde-rojo (a*), cromaticidad
amarillo-azul (b*), tono (hab*), saturación (Cab*) y el cambio total de
color (DE). Las cinéticas se evaluaron almacenando las muestras en
una cámara de humedad relativa del 75%, temperaturas T1= 50°C,
T2= 40°C y T3= 30°C, y seis tiempos diferentes de acuerdo con cada
temperatura: T1 (0, 5, 10, 15, 20 y 25 días), T2 (0, 20, 40, 60, 80 y 100
días) y T3 (0, 30, 60, 90, 120 y 150 días). A 30°C el color no es un
atributo de calidad crítico para los caramelos; mientras que a 40 y
50°C, L*, b*, Cab * y hab * están muy afectados por las condiciones de
almacenamiento, tendiendo las muestras a ser oscuras y a disminuir
los tonos amarillos con el incremento del tiempo y la temperatura. Las
cinéticas que mejor ajuste presentaron fueron de orden 0 y 1 a 40 y
50°C, con coeficientes de regresión mayores de 0,90. La L* y la
cromaticidad b* representan los parámetros de color más importantes
en los caramelos, considerándose como variables adecuadas para la
fijación del tiempo de vida útil del producto.
Arrazola, Herazo y Alvis en el 2013 desarrollaron la tesis
“Obtención y Evaluación de la Estabilidad de Antocianinas de Berenjena (Solanum melongena L.) en Bebidas”. Cuyo obteivo fue
obtener extractos de antocianinas de berenjena (Solanum melongena
L.) con maltodextrina mediante secado por aspersión, evaluándose la
estabilidad del pigmento en polvo en bebidas isotónicas y bebidas a
base de aloe vera. Las condiciones de secado por aspersión fueron
temperatura de entrada de aire de 180 °C y concentración de sólidos
en la alimentación del 30 % (en masa). En las bebidas con pigmento
se analizaron los cambios en color y contenido de antocianinas
durante el almacenamiento del producto a 4 °C y 25 °C. La
temperatura de almacenamiento influyó en la estabilidad de
antocianinas y también en los parámetros de color, siendo la
temperatura de 25 °C la que produce mayor velocidad de degradación
en ambas bebidas. La bebida isotónica y la bebida a base de aloe
vera con maltodextrina y almacenada a 4 °C presentaron mayor
retención de antocianinas (54 y 77.5 % respectivamente).
Vergara en el 2013 realizo la tesis “Extracción y estabilización de
betalaínas de tuna púrpura (opuntia ficus-indica) mediante
tecnología de membranas y micro encapsulación, como colorante
alimentario”. El objetivo de esta tesis fue estabilizar las betalaínas del
extracto obtenido por tecnología de membranas y la pulpa de tuna,
utilizando microencapsulación. Para la obtención del extracto de tuna
púrpura se aplicó microfiltración (MF) y ultrafiltración (UF), evaluando
membrana cerámica y polimérica. La MF permitió clarificar la pulpa de
tuna obteniéndose mejores resultados con membrana tipo cerámica.
El extracto UF correspondió a una solución clarificada (sin mucílago),
con un contenido de betalaínas similar al de la pulpa, pero con un
menor contenido de azúcares.
Se encapsuló extracto UF y pulpa de tuna púrpura (P) mediante
secado por atomización utilizando Capsul (C) y K4484 (K) como
agentes encapsulantes de acuerdo a un diseño experimental
Composito central más punto axial para cada sistema de
micropartículas estudiado (P-C, P-K, UF-C y UF-K). La temperatura
del aire de entrada al secador y la relación (P ó UF)/agente
encapsulante tuvieron un efecto significativo sobre la eficiencia de
encapsulación (EE), la recuperación (R) de betacianinas y
betaxantinas y el rendimiento del proceso. La condición óptima de la
temperatura de secado estuvo determinada por el tipo de agente
encapsulante y la relación (P ó UF)/(C ò K) por el tipo de extracto y
agente encapsulante. En los sistemas con pulpa (P-C, P-K) se
incorporó menor cantidad de polímero, sugiriendo la participación del
mucílago como agente encapsulante.
Todos los sistemas de micropartículas obtenidos bajo condiciones
óptimas mostraron EE de betacianinas y betaxantinas sobre 98%
debido a una fuerte interacción betalaínas-polímero por interacciones
electrostáticas y/o formación de puentes de hidrógeno. Las
recuperaciones de betacianinas y betaxantinas alcanzaron valores
entre 68,5 – 77,8 % y 79,2 - 100%, respectivamente y sobre 62% de
rendimiento.
Se estudió la cinética de degradación de betacianinas y betaxantinas
desde micropartículas obtenidas bajo condiciones óptimas, durante el
almacenamiento a 30, 45 y 60°C. La degradación de betalaínas siguió
una cinética de pseudo-primer orden a todas las temperaturas y
sistemas estudiados. Las constantes de velocidad de degradación de
betacianinas y betaxantinas fueron significativamente mayores en el
sistema P-C respecto a P-K, UF-C y UF-K. No se observaron
diferencias significativas en la energía, entalpía (ΔH≠) y entropía (ΔS≠)
de activación entre las micropartículas de los sistemas estudiadas. Se
obtuvo una relación lineal en el gráfico (ΔH≠) versus (ΔS≠)
(R2=0.995), este efecto de compensación señala que todos los
sistemas de micropartículas siguieron un mismo mecanismo de
degradación de betalaínas, siendo la hidrólisis el principal.
Se formuló una mezcla seca para bebida refrescante con los sistemas
de micropartículas obtenidas bajo condiciones óptimas y se evaluó su
estabilidad durante el almacenamiento a 30°C. Las micropartículas
obtenidas en este estudio podrían ser aplicadas como colorantes con
actividad antioxidante en la industria de alimentos para el diseño de
productos instantáneos como jugos, sopas entre otros, debido a su
alta estabilidad y solubilidad en agua.
Escalona en el 2004 realizó la tesis “Encapsulados de luteina-
enocianina y su aplicación en alimentos”, cuyo objetivo general fue
estudiar la estabilidad de encapsulados de color verde formados de
una mezcla de luteína y enocianina y su posible aplicación en un
alimento. Los pigmentos de enocianina-luteína fueron encapsulados
con maltodextrina 19 ED y aislado proteico de soja (APS) por secado
spray. Se observó la estructura externa de ambos encapsulados por
medio de un microscopio de barrido (SEM). Se estudió la estabilidad
de los pigmentos encapsulados a 40, 60 y 80°C en oscuridad y en
presencia de oxígeno. La degradación de los pigmentos encapsulados
con maltodextrina 19 DE siguió una cinética de pseudo-primer orden
presentando dos constantes de velocidad. Los pigmentos
encapsulados con APS prácticamente no presentaron variación a 40 y
60°C. Se realizó un estudio sensorial con consumidores (Focus
Group) utilizando el encapsulado más estable (APS) a 3
concentraciones diferentes, obteniendo posibles usos de este
colorante en alimentos. Se estudió la estabilidad del encapsulado con
APS adicionado a crema espesa durante 30 días a 5°C, mostrando
gran estabilidad del colorante verde natural encapsulado con APS.
Poo en el 2005 realizó la tesis “Concentración de Antocianinas en
Jugo de Cranberries (Vaccinium macrocarpon Ait.) mediante
Nanofiltración”, donde se aplicó la tecnología de nanofiltración a jugo
de cranberries (12,5 ºBrix), para obtener un concentrado de
antocianinas. El objetivo fue determinar el efecto de la presión
transmembrana y el flujo volumétrico de alimentación sobre el flujo de
permeado y la capacidad de retención de antocianinas de la
membrana de nanofiltración HC-50P DDS Filtration.
Se utilizó un equipo de membranas planas (DDS Lab Module-20) con
0,36 m2 de área efectiva de membrana. La temperatura de trabajo se
mantuvo constante a 20 ºC; se trabajó con presiones entre 20 y 40 bar
y flujos volumétricos de alimentación entre 1 y 12 L/min, filtrando hasta
alcanzar un factor de concentración de 3. Se realizaron análisis de pH,
sólidos solubles, densidad, acidez titulable y contenido de
antocianinas a muestras de alimentación, permeado y concentrado.
El flujo de permeado alcanzó un valor máximo de 41,3 L/h·m2 a 40 bar
de presión y 12 L/min. Al incrementar las presiones y los flujos
volumétricos se observó un aumento en los flujos de permeado;
ambos factores influyeron significativamente en este parámetro; no así
en la retención de antocianinas. El coeficiente de retención de
antocianinas varió entre 94 y 99%, obteniendo un concentrado con
290 mg/L de antocianinas y 29 ºBrix.
Se concluyó que el proceso utilizado permite concentrar gran parte de
las antocianinas del jugo de cranberries en el concentrado y obtener
un permeado con un mínimo de pigmentos; ambos productos podrían
ser utilizados como materia prima en la industria de alimentos.
III.2. Teorías Básicas:
III.2.1. Generalidades del Mastuerzo (Tropaeolum majus):
El mastuerzo es una planta ornamental originaria de Perú que se
cultiva en parques y jardines. En las zonas de costa.
Es una planta anual, lampiña, suculenta, extendida y herbácea
trepadora caracterizada por su tallo carnoso, liso, ramificado y sus
hojas laminares de forma redondeada con bordes lobulares y
centralmente peciolados. Existen numerosas variedades con flores
rojas, anaranjadas o amarillas, el cáliz tiene cinco sépalos y la corola
cinco pétalos desiguales. Las flores y las hojas tienen un sabor
picante similar al del berro.
Sus flores son hermafroditas, pedunculadas, con un cáliz de una sola
pieza con cinco divisiones que penetran casi hasta la base; su corola
es dialipétala de color rojo-anaranjado o amarillo con espolón bien
desarrollado. Sus frutos son globulosos e indehiscentes que en
estado fresco se asemejan a las semillas del garbanzo, éstos están
formados por tres coquitos carnosos que al secarse llegan a
separarse.
Esta planta de la Familia Tropaeolaceae cuyo nombre científico es
Tropaeolum majus, es nativa de Sudamérica (Perú) y por lo vistoso
de sus pétalos se cultiva en nuestro país en jardines privados y
parques públicos como una planta ornamental donde el color verde
de sus hojas contrasta armoniosamente con el anaranjado de sus
flores. (Palacios, 1997).
a) Familia:
Estas plantas pertenecen a la familia de las Tropaeolaceae.
b) Origen:
Tiene su origen en América en la zona que va desde México
hasta la cordillera de los Andes. Aparece en Europa a finales del
siglo XVI.
c) Descripción:
Aunque hay variedades con tubérculo, casi todas las especies
son plantas anuales; su crecimiento muy rápido , tapizante o
colgante que puede llegar a casi 3 metros de longitud, hojas casi
redondas con los nervios bien marcados que parten del mismo
centro de la hoja como los radios de una bicicleta; desde el final
de la primavera hasta bien entrado el Otoño produce gran
cantidad de flores redondeadas con una corola de 5 pétalos,
amarillas, rojas o naranjas con una mancha rojiza en el centro e
incluso variedades con las flores variegatas.
d) Propiedades:
Contiene un aceite esencial (tiocianato de bencilo,
glucotropeolina) al que se le atribuyen efectos antibióticos,
utilizado en casos de infecciones de las vías urinarias, nefritis o
gripe. Otros elementos: ácido ascórbico isoquercitina y helenina
Las flores abiertas añadidas a las ensaladas.
En la cocina En algunos países utilizan los capullos de las flores
tiernas, macerados en vinagre para atenuar el gusto de las
alcaparras. Para ello basta macerar en vinagre los capullos
frutales verdes, antes de madurar. Después de la flor, se puede
añadir al vinagre estragón o alguna guindilla. Al ser la capuchina
de origen suramericano, es en ese continente donde se utiliza
más como condimento. Las flores de capuchina, por su
agradable sabor y su inmejorable aspecto, sirven para adornar
platos de carne, pescados, verduras y ensaladas.
III.2.2. Productos de Confitería:
Los productos de confitería son aquellos elaborados principalmente a
partir de azúcar. Su preparación se basa en la preparación de
jarabes concentrados de azúcar. Luego se lo somete a una cocción
para concentrar la mezcla; el resto del proceso dependerá del tipo de
dulce que se quiera fabricar. Los productos de confitería se clasifican
en no cristalinos si el azúcar no es un cristal y cristalinos si el azúcar
se encuentra cristalizada.
a. Estructura Cristalina (no amorfa):
Las moléculas se encuentran en un orden definido, por ejemplo el
hielo, azúcar y la sal.
b. Estructura No Cristalina (Amorfa):
Las moléculas están en un orden aleatorio y desordenado, por
ejemplo el vidrio y el caucho. Los productos con estructura amorfa
se pueden formar por distintas maneras: la primera por una
disminución de temperatura por debajo del punto de fusión y la
segunda forma sometiendo al producto a una evaporación del
agua que contiene
A continuación se presenta una lista de los productos de
confitería que se encuentran en cada grupo:
Tabla 1. Amorfos No Cristalinos
No Amorfos Cristalinos
Caramelos
Melazas
Chicles
Gelatinas
Gomas
Chocolates
Cremas
Fudges
Nougats
Mazapán
Clasificación de productos de Confitería.
Nota: Tomado de Introducción a la Tecnología de
Alimentos (2003).
III.2.2.1. Tipos de caramelos:
Existen una gran variedad de caramelos dentro de los que
están:
Caramelos duros
Caramelos suaves
Productos aireados (Marshmallows)
Pastillas de gomas
Fondants
Fudge
Productos grajeados
a. Caramelos Duros:
Los caramelos duros se elaboran partiendo de una
mezcla de azúcar, agua y glucosa. Luego la mezcla
sela somete a elevadas temperaturas para su
concentración y eliminación de agua. Una vez
concentrada la mezcla se agregan colorantes,
saborizantes y ácidos para finalmente troquelar, enfriar
y envolver el producto.
b. Caramelos Suaves:
Los caramelos suaves son elaborados básicamente de
azúcar, glucosa, leche condensada y grasa. A estos
caramelos se los conoce también en ciertos países
como toffees. Este tipo de caramelo es masticable y no
necesita refrigeración durante su almacenamiento. Para
su elaboración se disuelven todos los sólidos en agua y
luego se agregan los productos lácteos y las grasas. La
emulsión obtenida es llevada a cocción hasta alcanzar
la temperatura de ebullición deseada, luego se enfría la
masa, se coloca en moldeadoras para darle la forma al
caramelo suave y finalmente envolverlo.
c. Producto Aireados:
Los productos aireados tienen como ingrediente al aire.
Dentro de estos productos están: los caramelos
masticables, nogados, marshmellows, negro kisses
entre otros.
d. Pastillas de Goma:
Estos son los productos que tienen en su composición
algún agente de colágeno de naturaleza animal o
vegetal, lo cual los convierte en productos elásticos.
Son de aspecto transparentes, cristalinos y estables.
Dentro de los agentes gelatinizantes utilizados para
estos productos están: la goma arábiga, gelatina, agar-
agar, pectina o almidones modificados.
e. Fondant:
El Fondant contiene principalmente azúcar y agua, se
cocina la mezcla, luego se bate y se enfría. Se pueden
preparar fondants con azúcar impalpable o con
dextrosa en lugar de sacarosa. Al finalizar su
preparación los cristales más pequeños se disuelven y
los grandes crecen.
f. Fudges:
Este es un tipo de dulce que nació en los Estados
Unidos. Para su elaboración se mezcla azúcar,
mantequilla, leche y cocoa, se lo lleva a una elevada
temperatura, luego se enfría y se bate obteniendo una
consistencia suave y cremosa.
g. Productos Grajeados:
Los grajeados son productos con un centro de almidón
y una cobertura de varias capas de azúcar. El proceso
del grajeado se lo hace utilizando bombos (pailas
rotativas) de acero inoxidable o cobre y mediante un
sistema incorporado gira el bombo mientras se añaden
las distintas capas de azúcar, jarabes y gomas y al
mismo tiempo se suministra y extrae aire.
III.2.2.2. Condiciones del proceso influyentes en el producto final:
Los factores que se debe controlar para obtener un producto
final con buenas características sensoriales son:
Temperatura durante el proceso
Dureza del agua utilizada
Composición de la fórmula del caramelo,
porcentaje inicial de sólidos.
III.2.2.3. Composición de caramelos duros:
Dentro de los caramelos duros se incluyen todos aquellos
dulces que posean un porcentaje de glucosa suficiente para
estabilizar al caramelo. Lo más importante al momento de
realizar la formulación de los caramelos duros es la relación
entre el azúcar y la glucosa. Mediante el siguiente grafico se
puede observar las distintas relaciones que existen entre la
glucosa y el azúcar para los diferentes productos de
confitería y como los caramelos duros tiene mayor cantidad
de glucosa en su composición.
La cantidad de agua a utilizar va a depender de la
temperatura a la que se piensa llegar. Los caramelos duros
son en general productos estables por tener un bajo
contenido de agua. Es importante no obtener un producto
demasiado higroscópico que produciría un caramelo muy
poco estable y pegajoso.
Utilizar mayores cantidades de glucosa traería distintos
problemas. El primer problema es que al aumentar la glucosa
aumentaría también la proporción de dextrosa en el producto.
El segundo problema sería el cambio de la temperatura vitrio
de transición (Tg) que se daría por las variaciones de glucosa
en la composición del caramelo.
La fórmula base para la elaboración de caramelos duros se
describe en la Tabla 2.
Tabla 2.Clasificación de productos de Confitería.
Nota: Tomado de La industria del chocolate, bombones,
caramelos y confitería, (1983).
III.2.2.4. Posibles defectos en los Caramelos duros:
Granulación: Causada por un balance incorrecto de
azúcares, por una mala disolución de azúcares, por
envolver caramelos calientes o por continuar agitando
una vez llegado al punto final del proceso.
Pegajosidad: Los caramelos se pueden volver
pegajosos por distintas razones:
Ingredientes Porcentaje
Sacarosa
Glucosa
Agua
Total
54%
19%
27%
100%
1. Uso de aromatizantes naturales demasiados
ácidos.
2. La cocción del proceso es demasiada lenta.
3. Condición atmosférica de la fábrica inadecuada.
4. Temperatura o vacío del vacum demasiado bajo.
5. Condiciones de almacenamiento inadecuadas.
Estos defectos e pueden controlar de acuerdo a lo
establecido en la Tabla 3.
Tabla 3.Problemas y soluciones para los defectos de caramelos duros.
Nota: Tomado de Ma. De Los Ageles Cedeño, (2008).
Problema Solución
Para el uso de aromatizantes
demasiado ácidos
cambiar de aromatizantes, a
aquellos con un pH superior para
que no incluya en la textura del
producto
Condiciones de almacenamiento
inadecuadas
Mejorar el sistema de frío de las
áreas de almacenamiento y de la
planta procesadora. Controlar
periódicamente el
comportamiento de la humedad
y las variaciones de la
temperatura.
Vacío del vacum demasiado bajo Establecer calendarios de
mantenimiento preventivo para
evitar daños en los equipos que
podrían causar problemas al
momento de la fabricación de
masas.
Opacidad: Este defecto es causado principalmente por:
1. Una cocción muy lenta de la masa
2. Por mesas de enfriamiento que no están a una
temperatura adecuada
3. Por una excesiva manipulación de la masa
4. Por utilizar glucosa con un color muy marcado
5. Por emplear envolturas que no son lo
suficientemente herméticas.
3.3 Definición de términos básicos – desarrollo de variables:
III.2.3. Variables Independientes:
Temperatura de almacenamiento (C):
Temperaturas de almacenamiento a las que se someterán los
caramelos duros con adición de colorante natural de mastuerzo
(Tropaelum majus). (García 2012)
Tiempo de almacenamiento (T):
Estimación de la duración de las cosas sujetas a cambios, es el
tiempo de almacenamiento a las que se someterán los caramelos
duros con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum
majus), correspondiente a la temperatura estimada. (García 2012).
III.2.4. Variable Dependiente
Composición fisicoquímica:
Son los componentes macromoleculares propios de los caramelos
duros con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum
majus), la medición de pH, Acidez. (AOAC, 2000).
Composición químico – proximal:
Método que tiene por objetivo determinar los componentes
micromoleculares de los caramelos duros con adición de colorante
natural de mastuerzo (Tropaelum majus). (AOAC, 2000).
Características sensoriales:
Método que tiene por objetivo evaluar el efecto cinético en el color
de los caramelos duros con adición de colorante natural de
mastuerzo (Tropaelum majus) a diferentes condiciones de
almacenamiento. (Comisión Internacional de Iluminación, 2011).
III.3. Hipótesis de investigación:
III.3.1. Hipótesis General:
Existe efecto cinético en el color de los caramelos duros con adición
de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum majus) a diferentes
condiciones de almacenamiento.
III.3.2. Hipótesis de trabajo (estadística):
Ho: Existe efecto cinético en el color de los caramelos duros
con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum
majus) a diferentes condiciones de almacenamiento.
Ha: No existe efecto cinético en el color de los caramelos duros
con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum
majus) a diferentes condiciones de almacenamiento.
Tabla 6Operacionalización de las variables
HIPOTESIS VARIABLES OBJETIVOS INDICADORES
Existe efecto cinético en el color de los caramelos duros con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum majus) a diferentes condiciones de almacenamiento.
Variable independiente
Variable dependiente
Temperatura de almacenamiento (C):
Tiempo de almacenamiento (T)
Composición fisicoquímico
Composición químico proximal
Características colorimetricas
Temperaturas de almacenamiento a las que se someterán los caramelos duros (García 2012)
Estimación de la duración de las cosas sujetas a cambios, es el tiempo de almacenamiento a las que se someterán los caramelos duros. (García 2012).
Son los componentes macromoleculares propios de los caramelos duros la medición de pH, Acidez. (AOAC, 2000).
Método que tiene por objetivo determinar los componentes micromoleculares de los caramelos duros (AOAC, 2000).
Método que tiene por objetivo evaluar el efecto cinético en el color de los caramelos duros
0,20,40,60,80 y 100 días
304050 °C
AcidezpH
HumedadCenizasProteínasGrasaFibra Carbohidratos
Color
(Comisión Internacional de Iluminación, 2011).
IV. METOLODOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
4.1Tipo de investigación:
El tipo de investigación es aplicada experimental ya que se desarrollará bajo
un enfoque aplicado - cuantitativo; así por la cual mide las características
fisicoquímicas y reológicas, además se emplea la estadística. (Hernández, Collado y Batista, 1999).
4.2Nivel de investigación:
El nivel de investigación es tecnológico aplicado ya que se evaluara el efecto
cinético en el color de los caramelos duros con adición de colorante natural de
mastuerzo (Tropaelum majus) a diferentes condiciones de almacenamiento
(relaciones causa-efecto). (Hernández, Collado y Batista,1999).
4.3Métodos de investigación:
4.3.1 Lugar de ejecución:
El presente trabajo de investigación se realizara en el laboratorio de
instrumentación y otros de la Facultad de Ciencias Aplicadas de Tarma
de la UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ y en la
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ– Huancayo.
4.3.2 . Métodos:
Los métodos de investigación utilizados en el trabajo de investigación
son:
a) Análisis a realizarse para la flor del mastuerzo y el caramelo duro con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum majus).
Análisis fisicoquímico:
Estos análisis se realizaran para la materia prima y el producto
final durante el periodo de almacenamiento.
1. Determinación de acidez titulable: Se determinará por un equilibrio estequeométrico utilizando un
álcali (NaOH) 0.1 N en presencia de un indicador
(Fenolftaleína).Método recomendado por la (AOAC, 2000).
2. Determinación de pH:
Método potencio métrico recomendado por la (AOAC, 2000).
Análisis químico-proximal:
Se realizara al producto final durante el periodo de
almacenamiento.
1. Determinación de humedad: Se realizará en una estufa de secado a una temperatura de 60
ºC por 12 horas hasta peso constante (A.O.A.C. 2000).
2. Determinación de ceniza: Se determinará por incineración directa de la muestra en una
mufla a 600ºC hasta obtener cenizas libre de carbón (A.O.A.C.
2000).
3. Determinación de Proteína: Se evaluará a través del Método microKjeldahl, considerando
6,25 como factor de conversión del nitrógeno a proteína
(A.O.A.C. 2000).
4. Determinación de Grasa: Se utilizará el Método Soxhlet regido por la norma de la (A. O.
A.C. 2000).
5. Determinación de Fibra:
Se determinará con la muestra previamente seca y
desgrasada según la (AOAC 2000).
6. Determinación de Carbohidratos Totales: Se determinará por diferencia de la composición porcentual de
la humedad, ceniza, grasa y fibra bruta (AOAC, 2000).
Análisis colorimétrico:
Utilizando el colorímetro la cinética del color se evaluara a partir
de coordenadas fijadas por la Comisión Internacional de la
Iluminación (CIE, 2011).
a. Diseño de investigación:
i. Metodología Experimental:
En la Figura 3, se presenta el esquema experimental que se utilizará en
la investigación, se utilizaran dos factores de prueba que son la
temperatura de almacenamiento y el tiempo de almacenamiento. Para
el primer caso se utilizaran tres niveles de temperatura S1= 30°C, S2=
40°C y S3 = 50°C. Para el segundo caso se utilizó seis tiempos de
almacenamiento θ1 = 0 días, θ2 = 20 días, θ3 = 40 días, θ4 = 60 días,
θ5 = 80 días y θ6 = 100 días. En esta etapa la variable respuesta es el
color del caramelo duro.
Figura 1. Diseño Experimental Propuesto
a) Factores de estudio:
Sn Temperatura de almacenamiento: 30°C, 40°C y 50°C
UNIDAD EXPERIMENTAL (Caramelo duro)
Color del Caramelo duro
S1 S2 S3
Ɵ1 Ɵ2 Ɵ3 Ɵ4 Ɵ5 Ɵ6
Ɵ1 Ɵ2 Ɵ3 Ɵ4 Ɵ5 Ɵ6
ϴn Tiempo de almacenamiento: 0 días, 20 días, 40 días, 60 días,
80 días y 100 días.
b) Factores constantes:
Unidad experimental: color del caramelo duro
Humedad relativa 75%
Presión atmosférico 540 mmHg
b. POBLACIÓN Y MUESTRA:
a. Población: Color del mastuerzo (Tropaelum majus) anaranjado, rojo y
amarillo, procedente del distrito de Palca –Tarma.
b. Muestra: Lo conformaran 10 Kg de flor de mastuerzo (Tropaelum majus)
que se adquirirán de la zona de Santo Domingo del distrito de Palca –
Tarma.
c. Técnica de Muestreo: El tipo de muestreo que se utilizara es el muestreo
probabilístico y la técnica de muestreo aplicada es el muestreo
completamente al azar.
c. TÉCNICAS, INSTRUMENTOS Y PROCEDIMIENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN :
i. TÉCNICAS:
IV.1.1.1. Obtención del colorante de los pétalos de mastuerzo:
Las flores mantenidas en bolsas plásticas de color oscuro, se
trituraran en un procesaros de alimentos, con el fin de lograr
mayor contacto de las partículas con el solvente (Naidu, 2000). El
procedimiento de elaboración se muestra en la Figura 2.
La preparación de los extractos se llevará a cabo teniendo como
referencia las experencias previas de preparaciones populares
(Olaya y Méndez, 2003).
T = 8°C
200 rpm por 24 horas, A 25 – 50 °C
T° Ambiente
Almacenado
Concentrado
Filtrado
Centrifugado
Macerado
Secado y triturado
Pesado y Desinfección
Recepción de Materia Prima
100 ml de solvente
Hipoclorito 5pp
Flores de Mastuerzo
Figura 2.
Diagrama de flujo para la extracción del colorante de las flores
de mastuerzo.
a. Recepción de materia Prima: Se recolectarán las flores de
mastuerzo (Tropaelum Majus), de color anaranjado. Las
cuáles serán previamente desojadas.
b. Pesado y Desinfección: Se realizara el pesado respectivo
para ver el rendimiento de nuestro producto, luego se
pasara a desinfectar en una solución de agua e hipoclorito
de sodio a 5 ppm por litro de agua.
c. Secado y triturado: el secado se realizará a temperatura
ambiente, se extenderán los pétalos de mastuerzo en mesas
metálicas previamente desinfectadas. Luego se pasara al
triturador.
d. Macerado: La maceración se realizara con 100ml de
solvente.
e. Centrifugado: Se agitara las muestras a 200 rpm durante
24 horas, a 25°C y 50°C.
f. Filtrado: Se filtrará a vacío con filtro Whatman no. 2.
g. Concentrado: Concentraremos en el Rota vapor hasta un
volumen de 20ml, tanto el extracto de agua como el etanol.
h. Almacenado: Almacenaren frascos a 8°C hasta su
aplicación.
IV.1.1.2. Obtención de Caramelos duros:
En la Figura 3, se presenta el diagrama de flujo para la
elaboración de caramelos duros:
Recepción de Materia Prima
Mezclado
Cocción
Moldeado
Enfriado
Azúcar, agua, glucosa, ácido cítrico y colorante natural.
T = 110°C
T = 140°C
T = 5-10°C
Figura 3. Diagrama de flujo de la obtención de caramelos duros
a. Recepción de materia prima: Se obtendrán los insumos
previamente pesados.
b. Mezclado: Se diluirá el azúcar en agua a 110°C, luego se
adicionará el ácido cítrico y la glucosa.
c. Cocción: La cocción se realizará a vacío hasta la concentración de
sólidos final (140 °C). Se adicionará el colorante natural.
d. Moldeado: Se realizará con moldes.
e. Enfriado: Enfriamiento de la masa a 5 – 10 °C.
f. Desmoldeado: Se extraerán los caramelos de los moldes
realizando golpes suaves.
Desmoldado
Envoltura primario
Almacenado T = 30 a 40°C
g. Envoltura primaria: Se procederá a envolver los caramelos.
h. Almacenado: A una temperatura de 30 a 40°C.
4.7Técnicas de procesamiento de información:
4.7.1 Procesamiento de datos:
Se utilizaran estadísticos tanto de tipo de descriptivo como
inferencial.
4.7.2 Método estadístico:
Para el análisis de los resultados de la cinética de color de los
caramelos duros de los tratamientos se aplicó el diseño
completamente al azar (D. C. A.), con arreglo factorial de 3x6,
donde se trabajó con los factores: temperatura de almacenamiento
con tres niveles (S1,S2, S3) y tiempo de almacenamiento con seis
niveles (θ1, θ2, θ3, θ4, θ5 y θ6) con dos repeticiones.
El modelo del diseño experimental se basa en la ecuación
siguiente:
i= 1,…,p j=1,..,q k=1,..,rij
Donde:
: Es el valor o rendimiento observado con el ί-ésimo nivel del
factor A, j-ésimo nivel del factor B, k-ésimo repetición.
: Es el efecto de la media general.
i : Es el efecto del i-ésimo nivel del factor A.
j : Es el efecto delj- ésimo nivel del factor B.
( )ij Es el efecto de la interacción en el i-ésimo nivel del factor
A, j-ésimo nivel del factor B.
ijke : Es el efecto del error experimental en el i-ésimo nivel del
factor A, j-ésimo nivel del factor B, k-ésimo repetición.
p: Es el número de niveles del factor A.
q: Es el número de niveles del factor B.
r ij: Es número de repeticiones en el i-ésimo nivel del factor A, j-
ésimo nivel del factor B.
Si al final existiese deferencias significativas se realizará su
correspondiente prueba de TUCKEY al 5% para establecer la diferencia
significativa.
V. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
V.1. Cronograma De Actividades:
Actividades Meses del 2014
ACTIVIDADES PREVIAS D E F M A M J
1. Elaboración del plan de
tesisx
2. Búsqueda de información x
3. Diseño de actividades x
4. Entrega de plan de tesis x
ACTIVIDADES DE EJECUCIÓN
5. Muestreo de papa
variedad Canchanx
6. Análisis fisicoquímicos y
reológicosx x
7. Procesamiento de datos x
8. Redacción de tesis x x
9. Informe final de asesor x
10. Evaluación de resultados x
11. Presentación de tesis x
12. Aprobación y
sustentación de tesisx
V.2. Presupuesto Total:
V.3. Financiamiento:
La investigación será financiada por parte de los tesistas
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS :
CONCEPTO TOTAL S/.BIENES:1. Materia prima, reactivos, equipos y materiales 900
2. Material de procesamiento de datos 90
3. Material fotográfico y filmación 250
4. Impresos 100
SUB TOTAL: 1240SERVICIOS
1. Pasajes y viáticos y asignaciones 400
2. Alquiler de laboratorio 1000
1. Reactivos y materiales 200
4. Publicaciones, Internet 50
5. Impresos 50
6. Elaboración de tesis 200
SUB TOTAL: 1900IMPREVISTOS 10% 100
TOTAL: 3250
VII. ANEXOS:
MATRIZ DE CONSISTENCIA“EFECTO CINÉTICO EN EL COLOR DE CARAMELOS DUROS CON ADICIÓN DE COLORANTE
NATURAL DE MASTUERZO (Tropaelum majus) A DIFERENTES CONDICIONES DE FORMULACION DEL PROBLEMA
OBJETIVOS HIPOTESIS VARIABLES INDICADORES INSTRUMENTOS METODO
¿Cuál será el efecto cinético en el color de caramelos duros con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum majus) a diferentes condiciones de almacenamiento?
Objetivo generalEvaluar el efecto cinético en el color de caramelos duros con adición de colorante natural de mastuerzo (tropaelum majus) a diferentes condiciones de almacenamientoObjetivos específicos
Obtener el flujograma de la obtención de colorante natural a partir del mastuerzo (Tropaelum majus).
Determinar el rendimiento de colorante natural obtenido a partir del mastuerzo (Tropaelum majus).
Obtener el Flujograma de la obtención de caramelos duros con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum majus).
Evaluar el efecto cinético en el color de los caramelos duros a diferentes condiciones de almacenamiento
Determinar las características fisicoquímicas, sensoriales y químicas proximales de los caramelos duros a diferentes condiciones de almacenamiento.
Existe efecto cinético en el color de los caramelos duros con adición de colorante natural de mastuerzo (Tropaelum majus) a diferentes condiciones de almacenamiento.
Variable independiente
Tiempo
Temperatura
Variable dependiente
Composición fisicoquímico
Composición químico proximal
Características colorimétricas
0,20,40,60,80 y 100 días
30, 40 y 50 °C
Acidez
pH
HumedadCenizasProteínas
Grasa
Fibra Carbohidratos
Color
Cronometro
Termómetro
E. titulador
Potenciómetro
EstufaMuflaE. microkjeldahl
E. soxhlet
Butirometro Por diferencia
Colorimetría
Método descrito por GARCIA et al., 2012.Método descrito por GARCIA et al., 2012.
Acidez titulable (AOAC, 2000)Método potenciómetro (AOAC, 2000)
Humedad (AOAC, 2000)Cenizas (AOAC, 2000)Método microkjeldahl (AOAC, 2000)Método soxhlet (AOAC, 2000)Fibra (AOAC, 2000)Carbohidratos (AOAC, 2000)
Método colorimétrico (CIE, 2011)
