escuela superior politÉcnica del litoral · el presente estudio tuvo como objetivo desarrollar un...
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ESCUELA SUPERIOR POLITEacuteCNICA DEL LITORAL
Facultad de Ingenieriacutea en Mecaacutenica y Ciencias de la
Produccioacuten
ldquoMODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN EN EL
DESARROLLO DE UN NUEVO PRODUCTO LAacuteCTEO
(HELADO)rdquo
TRABAJO FINAL DE GRADUACIOacuteN
(PROYECTO DE GRADUACIOacuteN)
JOCSY KARINA GARATE HIDALGO
(EXAMEN COMPLEXIVO)
JOSEacute ARREAGA GUAYAQUIL
Previa a la obtencioacuten del Tiacutetulo de
INGENIEROS DE ALIMENTOS
Guayaquil ndash Ecuador
Antildeo 2014
AGRADECIMIENTO
A Dios por ser nuestro creador y guiacutea
a nuestras familias que comprendieron
el tiempo que invertimos en este
trabajo a nuestra Directora del
proyecto Ing Karin Coello y a todas las
personas que enriquecieron con su
conocimiento y dedicacioacuten para lograr
culminar este proyecto
Jocsy
Joseacute
DEDICATORIA
Lo dedico a
Nuestro Padre Celestial Creador y Redentor
Mi Madre Emma QPD
Mi Padre Magno viejo amado
Mi Esposa Rociacuteo
Mi Hija Joselyne
Mis Tutores
Mis Amigos
Joseacute
DEDICATORIA
Lo dedico a
Nuestro Padre Celestial Creador y Redentor
Mi Familia
Mis Tutores
Mis Amigos
Jocsy
TRIBUNAL DE SUSTENTACIOacuteN
Ing Jorge Duque R MSc Karin Coello O
DECANO DE LA FIMCP DIRECTORA DEL TFG
PRESIDENTE
MSc Priscilla Castillo S
VOCAL
DECLARACIOacuteN EXPRESA
ldquoLa responsabilidad del contenido de este Trabajo Final de
Graduacioacuten nos corresponde exclusivamente y el patrimonio
intelectual del mismo a la ESCUELA SUPERIOR POLITEacuteCNICA
DEL LITORALrdquo
(Reglamento de Graduacioacuten de la ESPOL)
_________________________ ______________________
Jocsy Garate Hidalgo Joseacute Arreaga Guayaquil
i
RESUMEN
Las normativas establecidas en el Acuerdo Interministerial No 004-10 entre
los Ministerios de Educacioacuten y Salud Puacuteblica junto a la Norma Teacutecnica
Ecuatoriana INEN indican los lineamientos que debe cumplir cualquier tipo de
alimento para que pueda ser comercializado dentro de las instituciones
educativas del paiacutes El presente estudio tuvo como objetivo desarrollar un
nuevo producto laacutecteo (helado de leche con grasa vegetal) que cumpla
paraacutemetros nutricionales en funcioacuten del acuerdo en referencia vigente desde
octubre del 2010
De un grupo objetivo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos de edad de una escuela fiscal
de Guayaquil se seleccionoacute una muestra se determinoacute sus medidas
antropomeacutetricas y su gasto energeacutetico por actividades fiacutesicas para establecer
su requerimiento energeacutetico diario promedio Para determinar las variables de
respuesta que se desea mejorar tanto en lo nutricional como teacutecnico y
organoleacuteptico se empleoacute disentildeo de experimentos para preestablecer
ingredientes proceso y caracteriacutesticas deseables del producto a elaborar
empleando formulaciones y corridas experimentales que permitan obtener la
informacioacuten maacutes idoacutenea estadiacutesticamente como la caracteriacutestica de
ii
derretimiento y textura como factor de calidad del helado En el disentildeo
experimental el orden de las corridas experimentales y los datos
obtenidos luego de su realizacioacuten fueron analizados con el programa
estadiacutestico Minitab 15 permitiendo eacuteste realizar graacuteficos y caacutelculos
representativos
Se ejecutaron pruebas sensoriales con individuos en edad escolar de 11 a 12
antildeos para la determinacioacuten de su aceptacioacuten con jueces entrenados se
realizoacute pruebas de diferenciacioacuten y perfil de textura
Para el nuevo producto laacutecteo se utilizoacute la herramienta de optimizacioacuten lineal
para determinar la proporcioacuten de ingredientes necesarios que cumplan las
restricciones de la normativa y las teacutecnicas de la Norma INEN al menor costo
Los caacutelculos de las foacutermulas para el helado fueron realizados con el
complemento de Microsoft Excel Solver para la optimizacioacuten lineal
Finalmente se realizaron anaacutelisis de resultados para la determinacioacuten del
tiempo de vida uacutetil del producto y la estimacioacuten de costos para establecer el
precio de venta al puacuteblico
iii
IacuteNDICE GENERAL
RESUMEN i
IacuteNDICE GENERAL iii
ABREVIATURAS vii
SIMBOLOGIacuteA ix
IacuteNDICE DE FIGURAS x
IacuteNDICE DE TABLAS xi
INTRODUCCIOacuteN 1
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL 3
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN 3
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea 4
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado 11
14 Composicioacuten nutricional del helado 13
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar 18
16 Decreto Ejecutivo 004-10 18
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS 21
21 Identificacioacuten del grupo objetivo 21
iv
22 Muestreo 22
23 Caacutelculos 24
231 Medidas antropomeacutetricas 24
232 Requerimiento energeacutetico 29
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas 34
25 Disentildeo experimental 35
251 Determinacioacuten de variables experimentales 35
252 Corridas experimentales 38
26 Pruebas sensoriales 42
261 Pruebas de aceptacioacuten 42
262 Pruebas discriminativas 47
263 Perfil de Texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip52
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 54
271 Material de empaque 54
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico 55
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto 57
29 Estimacioacuten de costos 58
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN 59
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten 59
32 Restricciones 60
321 Restricciones nutricionales 60
v
322 Restricciones teacutecnicas 61
33 Funcioacuten objetivo 62
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico 63
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico 67
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS 68
41 Resultados de pruebas experimentales 68
42 Resultados de caacutelculos nutricionales 77
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 78
431 Resultado del material de empaque 78
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico 78
433 Resultados microbioloacutegicos 79
44 Resultados de pruebas sensoriales 80
45 Resultados de la optimizacioacuten 88
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico 94
CAPIacuteTULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95
APENDICES 99
BIBLIOGRAFIacuteA 113
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
BIBLIOGRAFIacuteA
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ALIMENTOS EN LA TEORIacuteA Y LA PRAacuteCTICA Editorial Acribia SA
Zaragoza ndash Espantildea 1994 paacuteg 77-131-161
(2) Centro tecnoloacutegico de la leche VII Curso sobre tecnologiacutea de Helados
Universidad Austral de Chile 1992
(3) Formulacioacuten del Helado Disponible en
httpesscribdcomdoc61256264Libro-de-helados
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FAOOMS 2002
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la dieta saludable OFFARM Vol 26 Numero 8 2007
(7) Gutieacuterrez Pulido Humberto Romaacuten de la Vara Salazar Anaacutelisis y
Disentildeo de Experimentos 2004)
(8) Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) Norma Teacutecnica
Ecuatoriana INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados Requisitos
Primera Edicioacuten 2013
(9) Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) Norma Teacutecnica
Ecuatoriana INEN 31984 Primera Revisioacuten Leche y Productos Laacutecteos
Terminologiacutea Primera Edicioacuten 2012
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Sixth Edition New York 2013
(11) Ministerio de Educacioacuten y Salud Puacuteblica Reglamento Sustitutivo para
el Funcionamiento de Bares Escolares del Sistema Nacional de
Educacioacuten Acuerdo Nordm 0004-10 2010
(12) Pedrero Daniel Pangborn Rose Marie Evaluacioacuten Sensorial de los
Alimentos - Meacutetodos Analiacuteticos Editorial Alhambra Mexicana Meacutexico
DF Primera Edicioacuten 1997 paacuteg105-145-146-237-238
(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
AGRADECIMIENTO
A Dios por ser nuestro creador y guiacutea
a nuestras familias que comprendieron
el tiempo que invertimos en este
trabajo a nuestra Directora del
proyecto Ing Karin Coello y a todas las
personas que enriquecieron con su
conocimiento y dedicacioacuten para lograr
culminar este proyecto
Jocsy
Joseacute
DEDICATORIA
Lo dedico a
Nuestro Padre Celestial Creador y Redentor
Mi Madre Emma QPD
Mi Padre Magno viejo amado
Mi Esposa Rociacuteo
Mi Hija Joselyne
Mis Tutores
Mis Amigos
Joseacute
DEDICATORIA
Lo dedico a
Nuestro Padre Celestial Creador y Redentor
Mi Familia
Mis Tutores
Mis Amigos
Jocsy
TRIBUNAL DE SUSTENTACIOacuteN
Ing Jorge Duque R MSc Karin Coello O
DECANO DE LA FIMCP DIRECTORA DEL TFG
PRESIDENTE
MSc Priscilla Castillo S
VOCAL
DECLARACIOacuteN EXPRESA
ldquoLa responsabilidad del contenido de este Trabajo Final de
Graduacioacuten nos corresponde exclusivamente y el patrimonio
intelectual del mismo a la ESCUELA SUPERIOR POLITEacuteCNICA
DEL LITORALrdquo
(Reglamento de Graduacioacuten de la ESPOL)
_________________________ ______________________
Jocsy Garate Hidalgo Joseacute Arreaga Guayaquil
i
RESUMEN
Las normativas establecidas en el Acuerdo Interministerial No 004-10 entre
los Ministerios de Educacioacuten y Salud Puacuteblica junto a la Norma Teacutecnica
Ecuatoriana INEN indican los lineamientos que debe cumplir cualquier tipo de
alimento para que pueda ser comercializado dentro de las instituciones
educativas del paiacutes El presente estudio tuvo como objetivo desarrollar un
nuevo producto laacutecteo (helado de leche con grasa vegetal) que cumpla
paraacutemetros nutricionales en funcioacuten del acuerdo en referencia vigente desde
octubre del 2010
De un grupo objetivo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos de edad de una escuela fiscal
de Guayaquil se seleccionoacute una muestra se determinoacute sus medidas
antropomeacutetricas y su gasto energeacutetico por actividades fiacutesicas para establecer
su requerimiento energeacutetico diario promedio Para determinar las variables de
respuesta que se desea mejorar tanto en lo nutricional como teacutecnico y
organoleacuteptico se empleoacute disentildeo de experimentos para preestablecer
ingredientes proceso y caracteriacutesticas deseables del producto a elaborar
empleando formulaciones y corridas experimentales que permitan obtener la
informacioacuten maacutes idoacutenea estadiacutesticamente como la caracteriacutestica de
ii
derretimiento y textura como factor de calidad del helado En el disentildeo
experimental el orden de las corridas experimentales y los datos
obtenidos luego de su realizacioacuten fueron analizados con el programa
estadiacutestico Minitab 15 permitiendo eacuteste realizar graacuteficos y caacutelculos
representativos
Se ejecutaron pruebas sensoriales con individuos en edad escolar de 11 a 12
antildeos para la determinacioacuten de su aceptacioacuten con jueces entrenados se
realizoacute pruebas de diferenciacioacuten y perfil de textura
Para el nuevo producto laacutecteo se utilizoacute la herramienta de optimizacioacuten lineal
para determinar la proporcioacuten de ingredientes necesarios que cumplan las
restricciones de la normativa y las teacutecnicas de la Norma INEN al menor costo
Los caacutelculos de las foacutermulas para el helado fueron realizados con el
complemento de Microsoft Excel Solver para la optimizacioacuten lineal
Finalmente se realizaron anaacutelisis de resultados para la determinacioacuten del
tiempo de vida uacutetil del producto y la estimacioacuten de costos para establecer el
precio de venta al puacuteblico
iii
IacuteNDICE GENERAL
RESUMEN i
IacuteNDICE GENERAL iii
ABREVIATURAS vii
SIMBOLOGIacuteA ix
IacuteNDICE DE FIGURAS x
IacuteNDICE DE TABLAS xi
INTRODUCCIOacuteN 1
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL 3
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN 3
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea 4
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado 11
14 Composicioacuten nutricional del helado 13
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar 18
16 Decreto Ejecutivo 004-10 18
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS 21
21 Identificacioacuten del grupo objetivo 21
iv
22 Muestreo 22
23 Caacutelculos 24
231 Medidas antropomeacutetricas 24
232 Requerimiento energeacutetico 29
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas 34
25 Disentildeo experimental 35
251 Determinacioacuten de variables experimentales 35
252 Corridas experimentales 38
26 Pruebas sensoriales 42
261 Pruebas de aceptacioacuten 42
262 Pruebas discriminativas 47
263 Perfil de Texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip52
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 54
271 Material de empaque 54
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico 55
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto 57
29 Estimacioacuten de costos 58
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN 59
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten 59
32 Restricciones 60
321 Restricciones nutricionales 60
v
322 Restricciones teacutecnicas 61
33 Funcioacuten objetivo 62
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico 63
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico 67
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS 68
41 Resultados de pruebas experimentales 68
42 Resultados de caacutelculos nutricionales 77
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 78
431 Resultado del material de empaque 78
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico 78
433 Resultados microbioloacutegicos 79
44 Resultados de pruebas sensoriales 80
45 Resultados de la optimizacioacuten 88
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico 94
CAPIacuteTULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95
APENDICES 99
BIBLIOGRAFIacuteA 113
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
BIBLIOGRAFIacuteA
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ALIMENTOS EN LA TEORIacuteA Y LA PRAacuteCTICA Editorial Acribia SA
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Universidad Austral de Chile 1992
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Ecuatoriana INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados Requisitos
Primera Edicioacuten 2013
(9) Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) Norma Teacutecnica
Ecuatoriana INEN 31984 Primera Revisioacuten Leche y Productos Laacutecteos
Terminologiacutea Primera Edicioacuten 2012
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(11) Ministerio de Educacioacuten y Salud Puacuteblica Reglamento Sustitutivo para
el Funcionamiento de Bares Escolares del Sistema Nacional de
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(12) Pedrero Daniel Pangborn Rose Marie Evaluacioacuten Sensorial de los
Alimentos - Meacutetodos Analiacuteticos Editorial Alhambra Mexicana Meacutexico
DF Primera Edicioacuten 1997 paacuteg105-145-146-237-238
(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
DEDICATORIA
Lo dedico a
Nuestro Padre Celestial Creador y Redentor
Mi Madre Emma QPD
Mi Padre Magno viejo amado
Mi Esposa Rociacuteo
Mi Hija Joselyne
Mis Tutores
Mis Amigos
Joseacute
DEDICATORIA
Lo dedico a
Nuestro Padre Celestial Creador y Redentor
Mi Familia
Mis Tutores
Mis Amigos
Jocsy
TRIBUNAL DE SUSTENTACIOacuteN
Ing Jorge Duque R MSc Karin Coello O
DECANO DE LA FIMCP DIRECTORA DEL TFG
PRESIDENTE
MSc Priscilla Castillo S
VOCAL
DECLARACIOacuteN EXPRESA
ldquoLa responsabilidad del contenido de este Trabajo Final de
Graduacioacuten nos corresponde exclusivamente y el patrimonio
intelectual del mismo a la ESCUELA SUPERIOR POLITEacuteCNICA
DEL LITORALrdquo
(Reglamento de Graduacioacuten de la ESPOL)
_________________________ ______________________
Jocsy Garate Hidalgo Joseacute Arreaga Guayaquil
i
RESUMEN
Las normativas establecidas en el Acuerdo Interministerial No 004-10 entre
los Ministerios de Educacioacuten y Salud Puacuteblica junto a la Norma Teacutecnica
Ecuatoriana INEN indican los lineamientos que debe cumplir cualquier tipo de
alimento para que pueda ser comercializado dentro de las instituciones
educativas del paiacutes El presente estudio tuvo como objetivo desarrollar un
nuevo producto laacutecteo (helado de leche con grasa vegetal) que cumpla
paraacutemetros nutricionales en funcioacuten del acuerdo en referencia vigente desde
octubre del 2010
De un grupo objetivo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos de edad de una escuela fiscal
de Guayaquil se seleccionoacute una muestra se determinoacute sus medidas
antropomeacutetricas y su gasto energeacutetico por actividades fiacutesicas para establecer
su requerimiento energeacutetico diario promedio Para determinar las variables de
respuesta que se desea mejorar tanto en lo nutricional como teacutecnico y
organoleacuteptico se empleoacute disentildeo de experimentos para preestablecer
ingredientes proceso y caracteriacutesticas deseables del producto a elaborar
empleando formulaciones y corridas experimentales que permitan obtener la
informacioacuten maacutes idoacutenea estadiacutesticamente como la caracteriacutestica de
ii
derretimiento y textura como factor de calidad del helado En el disentildeo
experimental el orden de las corridas experimentales y los datos
obtenidos luego de su realizacioacuten fueron analizados con el programa
estadiacutestico Minitab 15 permitiendo eacuteste realizar graacuteficos y caacutelculos
representativos
Se ejecutaron pruebas sensoriales con individuos en edad escolar de 11 a 12
antildeos para la determinacioacuten de su aceptacioacuten con jueces entrenados se
realizoacute pruebas de diferenciacioacuten y perfil de textura
Para el nuevo producto laacutecteo se utilizoacute la herramienta de optimizacioacuten lineal
para determinar la proporcioacuten de ingredientes necesarios que cumplan las
restricciones de la normativa y las teacutecnicas de la Norma INEN al menor costo
Los caacutelculos de las foacutermulas para el helado fueron realizados con el
complemento de Microsoft Excel Solver para la optimizacioacuten lineal
Finalmente se realizaron anaacutelisis de resultados para la determinacioacuten del
tiempo de vida uacutetil del producto y la estimacioacuten de costos para establecer el
precio de venta al puacuteblico
iii
IacuteNDICE GENERAL
RESUMEN i
IacuteNDICE GENERAL iii
ABREVIATURAS vii
SIMBOLOGIacuteA ix
IacuteNDICE DE FIGURAS x
IacuteNDICE DE TABLAS xi
INTRODUCCIOacuteN 1
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL 3
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN 3
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea 4
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado 11
14 Composicioacuten nutricional del helado 13
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar 18
16 Decreto Ejecutivo 004-10 18
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS 21
21 Identificacioacuten del grupo objetivo 21
iv
22 Muestreo 22
23 Caacutelculos 24
231 Medidas antropomeacutetricas 24
232 Requerimiento energeacutetico 29
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas 34
25 Disentildeo experimental 35
251 Determinacioacuten de variables experimentales 35
252 Corridas experimentales 38
26 Pruebas sensoriales 42
261 Pruebas de aceptacioacuten 42
262 Pruebas discriminativas 47
263 Perfil de Texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip52
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 54
271 Material de empaque 54
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico 55
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto 57
29 Estimacioacuten de costos 58
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN 59
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten 59
32 Restricciones 60
321 Restricciones nutricionales 60
v
322 Restricciones teacutecnicas 61
33 Funcioacuten objetivo 62
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico 63
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico 67
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS 68
41 Resultados de pruebas experimentales 68
42 Resultados de caacutelculos nutricionales 77
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 78
431 Resultado del material de empaque 78
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico 78
433 Resultados microbioloacutegicos 79
44 Resultados de pruebas sensoriales 80
45 Resultados de la optimizacioacuten 88
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico 94
CAPIacuteTULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95
APENDICES 99
BIBLIOGRAFIacuteA 113
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
BIBLIOGRAFIacuteA
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(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
DEDICATORIA
Lo dedico a
Nuestro Padre Celestial Creador y Redentor
Mi Familia
Mis Tutores
Mis Amigos
Jocsy
TRIBUNAL DE SUSTENTACIOacuteN
Ing Jorge Duque R MSc Karin Coello O
DECANO DE LA FIMCP DIRECTORA DEL TFG
PRESIDENTE
MSc Priscilla Castillo S
VOCAL
DECLARACIOacuteN EXPRESA
ldquoLa responsabilidad del contenido de este Trabajo Final de
Graduacioacuten nos corresponde exclusivamente y el patrimonio
intelectual del mismo a la ESCUELA SUPERIOR POLITEacuteCNICA
DEL LITORALrdquo
(Reglamento de Graduacioacuten de la ESPOL)
_________________________ ______________________
Jocsy Garate Hidalgo Joseacute Arreaga Guayaquil
i
RESUMEN
Las normativas establecidas en el Acuerdo Interministerial No 004-10 entre
los Ministerios de Educacioacuten y Salud Puacuteblica junto a la Norma Teacutecnica
Ecuatoriana INEN indican los lineamientos que debe cumplir cualquier tipo de
alimento para que pueda ser comercializado dentro de las instituciones
educativas del paiacutes El presente estudio tuvo como objetivo desarrollar un
nuevo producto laacutecteo (helado de leche con grasa vegetal) que cumpla
paraacutemetros nutricionales en funcioacuten del acuerdo en referencia vigente desde
octubre del 2010
De un grupo objetivo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos de edad de una escuela fiscal
de Guayaquil se seleccionoacute una muestra se determinoacute sus medidas
antropomeacutetricas y su gasto energeacutetico por actividades fiacutesicas para establecer
su requerimiento energeacutetico diario promedio Para determinar las variables de
respuesta que se desea mejorar tanto en lo nutricional como teacutecnico y
organoleacuteptico se empleoacute disentildeo de experimentos para preestablecer
ingredientes proceso y caracteriacutesticas deseables del producto a elaborar
empleando formulaciones y corridas experimentales que permitan obtener la
informacioacuten maacutes idoacutenea estadiacutesticamente como la caracteriacutestica de
ii
derretimiento y textura como factor de calidad del helado En el disentildeo
experimental el orden de las corridas experimentales y los datos
obtenidos luego de su realizacioacuten fueron analizados con el programa
estadiacutestico Minitab 15 permitiendo eacuteste realizar graacuteficos y caacutelculos
representativos
Se ejecutaron pruebas sensoriales con individuos en edad escolar de 11 a 12
antildeos para la determinacioacuten de su aceptacioacuten con jueces entrenados se
realizoacute pruebas de diferenciacioacuten y perfil de textura
Para el nuevo producto laacutecteo se utilizoacute la herramienta de optimizacioacuten lineal
para determinar la proporcioacuten de ingredientes necesarios que cumplan las
restricciones de la normativa y las teacutecnicas de la Norma INEN al menor costo
Los caacutelculos de las foacutermulas para el helado fueron realizados con el
complemento de Microsoft Excel Solver para la optimizacioacuten lineal
Finalmente se realizaron anaacutelisis de resultados para la determinacioacuten del
tiempo de vida uacutetil del producto y la estimacioacuten de costos para establecer el
precio de venta al puacuteblico
iii
IacuteNDICE GENERAL
RESUMEN i
IacuteNDICE GENERAL iii
ABREVIATURAS vii
SIMBOLOGIacuteA ix
IacuteNDICE DE FIGURAS x
IacuteNDICE DE TABLAS xi
INTRODUCCIOacuteN 1
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL 3
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN 3
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea 4
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado 11
14 Composicioacuten nutricional del helado 13
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar 18
16 Decreto Ejecutivo 004-10 18
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS 21
21 Identificacioacuten del grupo objetivo 21
iv
22 Muestreo 22
23 Caacutelculos 24
231 Medidas antropomeacutetricas 24
232 Requerimiento energeacutetico 29
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas 34
25 Disentildeo experimental 35
251 Determinacioacuten de variables experimentales 35
252 Corridas experimentales 38
26 Pruebas sensoriales 42
261 Pruebas de aceptacioacuten 42
262 Pruebas discriminativas 47
263 Perfil de Texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip52
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 54
271 Material de empaque 54
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico 55
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto 57
29 Estimacioacuten de costos 58
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN 59
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten 59
32 Restricciones 60
321 Restricciones nutricionales 60
v
322 Restricciones teacutecnicas 61
33 Funcioacuten objetivo 62
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico 63
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico 67
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS 68
41 Resultados de pruebas experimentales 68
42 Resultados de caacutelculos nutricionales 77
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 78
431 Resultado del material de empaque 78
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico 78
433 Resultados microbioloacutegicos 79
44 Resultados de pruebas sensoriales 80
45 Resultados de la optimizacioacuten 88
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico 94
CAPIacuteTULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95
APENDICES 99
BIBLIOGRAFIacuteA 113
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
BIBLIOGRAFIacuteA
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(9) Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) Norma Teacutecnica
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(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
TRIBUNAL DE SUSTENTACIOacuteN
Ing Jorge Duque R MSc Karin Coello O
DECANO DE LA FIMCP DIRECTORA DEL TFG
PRESIDENTE
MSc Priscilla Castillo S
VOCAL
DECLARACIOacuteN EXPRESA
ldquoLa responsabilidad del contenido de este Trabajo Final de
Graduacioacuten nos corresponde exclusivamente y el patrimonio
intelectual del mismo a la ESCUELA SUPERIOR POLITEacuteCNICA
DEL LITORALrdquo
(Reglamento de Graduacioacuten de la ESPOL)
_________________________ ______________________
Jocsy Garate Hidalgo Joseacute Arreaga Guayaquil
i
RESUMEN
Las normativas establecidas en el Acuerdo Interministerial No 004-10 entre
los Ministerios de Educacioacuten y Salud Puacuteblica junto a la Norma Teacutecnica
Ecuatoriana INEN indican los lineamientos que debe cumplir cualquier tipo de
alimento para que pueda ser comercializado dentro de las instituciones
educativas del paiacutes El presente estudio tuvo como objetivo desarrollar un
nuevo producto laacutecteo (helado de leche con grasa vegetal) que cumpla
paraacutemetros nutricionales en funcioacuten del acuerdo en referencia vigente desde
octubre del 2010
De un grupo objetivo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos de edad de una escuela fiscal
de Guayaquil se seleccionoacute una muestra se determinoacute sus medidas
antropomeacutetricas y su gasto energeacutetico por actividades fiacutesicas para establecer
su requerimiento energeacutetico diario promedio Para determinar las variables de
respuesta que se desea mejorar tanto en lo nutricional como teacutecnico y
organoleacuteptico se empleoacute disentildeo de experimentos para preestablecer
ingredientes proceso y caracteriacutesticas deseables del producto a elaborar
empleando formulaciones y corridas experimentales que permitan obtener la
informacioacuten maacutes idoacutenea estadiacutesticamente como la caracteriacutestica de
ii
derretimiento y textura como factor de calidad del helado En el disentildeo
experimental el orden de las corridas experimentales y los datos
obtenidos luego de su realizacioacuten fueron analizados con el programa
estadiacutestico Minitab 15 permitiendo eacuteste realizar graacuteficos y caacutelculos
representativos
Se ejecutaron pruebas sensoriales con individuos en edad escolar de 11 a 12
antildeos para la determinacioacuten de su aceptacioacuten con jueces entrenados se
realizoacute pruebas de diferenciacioacuten y perfil de textura
Para el nuevo producto laacutecteo se utilizoacute la herramienta de optimizacioacuten lineal
para determinar la proporcioacuten de ingredientes necesarios que cumplan las
restricciones de la normativa y las teacutecnicas de la Norma INEN al menor costo
Los caacutelculos de las foacutermulas para el helado fueron realizados con el
complemento de Microsoft Excel Solver para la optimizacioacuten lineal
Finalmente se realizaron anaacutelisis de resultados para la determinacioacuten del
tiempo de vida uacutetil del producto y la estimacioacuten de costos para establecer el
precio de venta al puacuteblico
iii
IacuteNDICE GENERAL
RESUMEN i
IacuteNDICE GENERAL iii
ABREVIATURAS vii
SIMBOLOGIacuteA ix
IacuteNDICE DE FIGURAS x
IacuteNDICE DE TABLAS xi
INTRODUCCIOacuteN 1
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL 3
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN 3
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea 4
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado 11
14 Composicioacuten nutricional del helado 13
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar 18
16 Decreto Ejecutivo 004-10 18
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS 21
21 Identificacioacuten del grupo objetivo 21
iv
22 Muestreo 22
23 Caacutelculos 24
231 Medidas antropomeacutetricas 24
232 Requerimiento energeacutetico 29
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas 34
25 Disentildeo experimental 35
251 Determinacioacuten de variables experimentales 35
252 Corridas experimentales 38
26 Pruebas sensoriales 42
261 Pruebas de aceptacioacuten 42
262 Pruebas discriminativas 47
263 Perfil de Texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip52
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 54
271 Material de empaque 54
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico 55
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto 57
29 Estimacioacuten de costos 58
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN 59
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten 59
32 Restricciones 60
321 Restricciones nutricionales 60
v
322 Restricciones teacutecnicas 61
33 Funcioacuten objetivo 62
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico 63
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico 67
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS 68
41 Resultados de pruebas experimentales 68
42 Resultados de caacutelculos nutricionales 77
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 78
431 Resultado del material de empaque 78
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico 78
433 Resultados microbioloacutegicos 79
44 Resultados de pruebas sensoriales 80
45 Resultados de la optimizacioacuten 88
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico 94
CAPIacuteTULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95
APENDICES 99
BIBLIOGRAFIacuteA 113
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
BIBLIOGRAFIacuteA
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Primera Edicioacuten 2013
(9) Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) Norma Teacutecnica
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(12) Pedrero Daniel Pangborn Rose Marie Evaluacioacuten Sensorial de los
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DF Primera Edicioacuten 1997 paacuteg105-145-146-237-238
(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
DECLARACIOacuteN EXPRESA
ldquoLa responsabilidad del contenido de este Trabajo Final de
Graduacioacuten nos corresponde exclusivamente y el patrimonio
intelectual del mismo a la ESCUELA SUPERIOR POLITEacuteCNICA
DEL LITORALrdquo
(Reglamento de Graduacioacuten de la ESPOL)
_________________________ ______________________
Jocsy Garate Hidalgo Joseacute Arreaga Guayaquil
i
RESUMEN
Las normativas establecidas en el Acuerdo Interministerial No 004-10 entre
los Ministerios de Educacioacuten y Salud Puacuteblica junto a la Norma Teacutecnica
Ecuatoriana INEN indican los lineamientos que debe cumplir cualquier tipo de
alimento para que pueda ser comercializado dentro de las instituciones
educativas del paiacutes El presente estudio tuvo como objetivo desarrollar un
nuevo producto laacutecteo (helado de leche con grasa vegetal) que cumpla
paraacutemetros nutricionales en funcioacuten del acuerdo en referencia vigente desde
octubre del 2010
De un grupo objetivo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos de edad de una escuela fiscal
de Guayaquil se seleccionoacute una muestra se determinoacute sus medidas
antropomeacutetricas y su gasto energeacutetico por actividades fiacutesicas para establecer
su requerimiento energeacutetico diario promedio Para determinar las variables de
respuesta que se desea mejorar tanto en lo nutricional como teacutecnico y
organoleacuteptico se empleoacute disentildeo de experimentos para preestablecer
ingredientes proceso y caracteriacutesticas deseables del producto a elaborar
empleando formulaciones y corridas experimentales que permitan obtener la
informacioacuten maacutes idoacutenea estadiacutesticamente como la caracteriacutestica de
ii
derretimiento y textura como factor de calidad del helado En el disentildeo
experimental el orden de las corridas experimentales y los datos
obtenidos luego de su realizacioacuten fueron analizados con el programa
estadiacutestico Minitab 15 permitiendo eacuteste realizar graacuteficos y caacutelculos
representativos
Se ejecutaron pruebas sensoriales con individuos en edad escolar de 11 a 12
antildeos para la determinacioacuten de su aceptacioacuten con jueces entrenados se
realizoacute pruebas de diferenciacioacuten y perfil de textura
Para el nuevo producto laacutecteo se utilizoacute la herramienta de optimizacioacuten lineal
para determinar la proporcioacuten de ingredientes necesarios que cumplan las
restricciones de la normativa y las teacutecnicas de la Norma INEN al menor costo
Los caacutelculos de las foacutermulas para el helado fueron realizados con el
complemento de Microsoft Excel Solver para la optimizacioacuten lineal
Finalmente se realizaron anaacutelisis de resultados para la determinacioacuten del
tiempo de vida uacutetil del producto y la estimacioacuten de costos para establecer el
precio de venta al puacuteblico
iii
IacuteNDICE GENERAL
RESUMEN i
IacuteNDICE GENERAL iii
ABREVIATURAS vii
SIMBOLOGIacuteA ix
IacuteNDICE DE FIGURAS x
IacuteNDICE DE TABLAS xi
INTRODUCCIOacuteN 1
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL 3
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN 3
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea 4
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado 11
14 Composicioacuten nutricional del helado 13
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar 18
16 Decreto Ejecutivo 004-10 18
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS 21
21 Identificacioacuten del grupo objetivo 21
iv
22 Muestreo 22
23 Caacutelculos 24
231 Medidas antropomeacutetricas 24
232 Requerimiento energeacutetico 29
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas 34
25 Disentildeo experimental 35
251 Determinacioacuten de variables experimentales 35
252 Corridas experimentales 38
26 Pruebas sensoriales 42
261 Pruebas de aceptacioacuten 42
262 Pruebas discriminativas 47
263 Perfil de Texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip52
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 54
271 Material de empaque 54
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico 55
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto 57
29 Estimacioacuten de costos 58
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN 59
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten 59
32 Restricciones 60
321 Restricciones nutricionales 60
v
322 Restricciones teacutecnicas 61
33 Funcioacuten objetivo 62
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico 63
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico 67
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS 68
41 Resultados de pruebas experimentales 68
42 Resultados de caacutelculos nutricionales 77
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 78
431 Resultado del material de empaque 78
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico 78
433 Resultados microbioloacutegicos 79
44 Resultados de pruebas sensoriales 80
45 Resultados de la optimizacioacuten 88
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico 94
CAPIacuteTULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95
APENDICES 99
BIBLIOGRAFIacuteA 113
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
BIBLIOGRAFIacuteA
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ALIMENTOS EN LA TEORIacuteA Y LA PRAacuteCTICA Editorial Acribia SA
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Universidad Austral de Chile 1992
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FAOOMS 2002
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Disentildeo de Experimentos 2004)
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Ecuatoriana INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados Requisitos
Primera Edicioacuten 2013
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Ecuatoriana INEN 31984 Primera Revisioacuten Leche y Productos Laacutecteos
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(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
i
RESUMEN
Las normativas establecidas en el Acuerdo Interministerial No 004-10 entre
los Ministerios de Educacioacuten y Salud Puacuteblica junto a la Norma Teacutecnica
Ecuatoriana INEN indican los lineamientos que debe cumplir cualquier tipo de
alimento para que pueda ser comercializado dentro de las instituciones
educativas del paiacutes El presente estudio tuvo como objetivo desarrollar un
nuevo producto laacutecteo (helado de leche con grasa vegetal) que cumpla
paraacutemetros nutricionales en funcioacuten del acuerdo en referencia vigente desde
octubre del 2010
De un grupo objetivo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos de edad de una escuela fiscal
de Guayaquil se seleccionoacute una muestra se determinoacute sus medidas
antropomeacutetricas y su gasto energeacutetico por actividades fiacutesicas para establecer
su requerimiento energeacutetico diario promedio Para determinar las variables de
respuesta que se desea mejorar tanto en lo nutricional como teacutecnico y
organoleacuteptico se empleoacute disentildeo de experimentos para preestablecer
ingredientes proceso y caracteriacutesticas deseables del producto a elaborar
empleando formulaciones y corridas experimentales que permitan obtener la
informacioacuten maacutes idoacutenea estadiacutesticamente como la caracteriacutestica de
ii
derretimiento y textura como factor de calidad del helado En el disentildeo
experimental el orden de las corridas experimentales y los datos
obtenidos luego de su realizacioacuten fueron analizados con el programa
estadiacutestico Minitab 15 permitiendo eacuteste realizar graacuteficos y caacutelculos
representativos
Se ejecutaron pruebas sensoriales con individuos en edad escolar de 11 a 12
antildeos para la determinacioacuten de su aceptacioacuten con jueces entrenados se
realizoacute pruebas de diferenciacioacuten y perfil de textura
Para el nuevo producto laacutecteo se utilizoacute la herramienta de optimizacioacuten lineal
para determinar la proporcioacuten de ingredientes necesarios que cumplan las
restricciones de la normativa y las teacutecnicas de la Norma INEN al menor costo
Los caacutelculos de las foacutermulas para el helado fueron realizados con el
complemento de Microsoft Excel Solver para la optimizacioacuten lineal
Finalmente se realizaron anaacutelisis de resultados para la determinacioacuten del
tiempo de vida uacutetil del producto y la estimacioacuten de costos para establecer el
precio de venta al puacuteblico
iii
IacuteNDICE GENERAL
RESUMEN i
IacuteNDICE GENERAL iii
ABREVIATURAS vii
SIMBOLOGIacuteA ix
IacuteNDICE DE FIGURAS x
IacuteNDICE DE TABLAS xi
INTRODUCCIOacuteN 1
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL 3
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN 3
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea 4
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado 11
14 Composicioacuten nutricional del helado 13
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar 18
16 Decreto Ejecutivo 004-10 18
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS 21
21 Identificacioacuten del grupo objetivo 21
iv
22 Muestreo 22
23 Caacutelculos 24
231 Medidas antropomeacutetricas 24
232 Requerimiento energeacutetico 29
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas 34
25 Disentildeo experimental 35
251 Determinacioacuten de variables experimentales 35
252 Corridas experimentales 38
26 Pruebas sensoriales 42
261 Pruebas de aceptacioacuten 42
262 Pruebas discriminativas 47
263 Perfil de Texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip52
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 54
271 Material de empaque 54
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico 55
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto 57
29 Estimacioacuten de costos 58
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN 59
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten 59
32 Restricciones 60
321 Restricciones nutricionales 60
v
322 Restricciones teacutecnicas 61
33 Funcioacuten objetivo 62
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico 63
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico 67
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS 68
41 Resultados de pruebas experimentales 68
42 Resultados de caacutelculos nutricionales 77
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 78
431 Resultado del material de empaque 78
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico 78
433 Resultados microbioloacutegicos 79
44 Resultados de pruebas sensoriales 80
45 Resultados de la optimizacioacuten 88
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico 94
CAPIacuteTULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95
APENDICES 99
BIBLIOGRAFIacuteA 113
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
BIBLIOGRAFIacuteA
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(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
ii
derretimiento y textura como factor de calidad del helado En el disentildeo
experimental el orden de las corridas experimentales y los datos
obtenidos luego de su realizacioacuten fueron analizados con el programa
estadiacutestico Minitab 15 permitiendo eacuteste realizar graacuteficos y caacutelculos
representativos
Se ejecutaron pruebas sensoriales con individuos en edad escolar de 11 a 12
antildeos para la determinacioacuten de su aceptacioacuten con jueces entrenados se
realizoacute pruebas de diferenciacioacuten y perfil de textura
Para el nuevo producto laacutecteo se utilizoacute la herramienta de optimizacioacuten lineal
para determinar la proporcioacuten de ingredientes necesarios que cumplan las
restricciones de la normativa y las teacutecnicas de la Norma INEN al menor costo
Los caacutelculos de las foacutermulas para el helado fueron realizados con el
complemento de Microsoft Excel Solver para la optimizacioacuten lineal
Finalmente se realizaron anaacutelisis de resultados para la determinacioacuten del
tiempo de vida uacutetil del producto y la estimacioacuten de costos para establecer el
precio de venta al puacuteblico
iii
IacuteNDICE GENERAL
RESUMEN i
IacuteNDICE GENERAL iii
ABREVIATURAS vii
SIMBOLOGIacuteA ix
IacuteNDICE DE FIGURAS x
IacuteNDICE DE TABLAS xi
INTRODUCCIOacuteN 1
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL 3
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN 3
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea 4
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado 11
14 Composicioacuten nutricional del helado 13
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar 18
16 Decreto Ejecutivo 004-10 18
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS 21
21 Identificacioacuten del grupo objetivo 21
iv
22 Muestreo 22
23 Caacutelculos 24
231 Medidas antropomeacutetricas 24
232 Requerimiento energeacutetico 29
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas 34
25 Disentildeo experimental 35
251 Determinacioacuten de variables experimentales 35
252 Corridas experimentales 38
26 Pruebas sensoriales 42
261 Pruebas de aceptacioacuten 42
262 Pruebas discriminativas 47
263 Perfil de Texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip52
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 54
271 Material de empaque 54
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico 55
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto 57
29 Estimacioacuten de costos 58
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN 59
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten 59
32 Restricciones 60
321 Restricciones nutricionales 60
v
322 Restricciones teacutecnicas 61
33 Funcioacuten objetivo 62
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico 63
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico 67
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS 68
41 Resultados de pruebas experimentales 68
42 Resultados de caacutelculos nutricionales 77
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 78
431 Resultado del material de empaque 78
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico 78
433 Resultados microbioloacutegicos 79
44 Resultados de pruebas sensoriales 80
45 Resultados de la optimizacioacuten 88
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico 94
CAPIacuteTULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95
APENDICES 99
BIBLIOGRAFIacuteA 113
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
BIBLIOGRAFIacuteA
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ALIMENTOS EN LA TEORIacuteA Y LA PRAacuteCTICA Editorial Acribia SA
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Primera Edicioacuten 2013
(9) Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) Norma Teacutecnica
Ecuatoriana INEN 31984 Primera Revisioacuten Leche y Productos Laacutecteos
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Alimentos - Meacutetodos Analiacuteticos Editorial Alhambra Mexicana Meacutexico
DF Primera Edicioacuten 1997 paacuteg105-145-146-237-238
(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
iii
IacuteNDICE GENERAL
RESUMEN i
IacuteNDICE GENERAL iii
ABREVIATURAS vii
SIMBOLOGIacuteA ix
IacuteNDICE DE FIGURAS x
IacuteNDICE DE TABLAS xi
INTRODUCCIOacuteN 1
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL 3
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN 3
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea 4
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado 11
14 Composicioacuten nutricional del helado 13
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar 18
16 Decreto Ejecutivo 004-10 18
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS 21
21 Identificacioacuten del grupo objetivo 21
iv
22 Muestreo 22
23 Caacutelculos 24
231 Medidas antropomeacutetricas 24
232 Requerimiento energeacutetico 29
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas 34
25 Disentildeo experimental 35
251 Determinacioacuten de variables experimentales 35
252 Corridas experimentales 38
26 Pruebas sensoriales 42
261 Pruebas de aceptacioacuten 42
262 Pruebas discriminativas 47
263 Perfil de Texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip52
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 54
271 Material de empaque 54
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico 55
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto 57
29 Estimacioacuten de costos 58
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN 59
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten 59
32 Restricciones 60
321 Restricciones nutricionales 60
v
322 Restricciones teacutecnicas 61
33 Funcioacuten objetivo 62
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico 63
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico 67
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS 68
41 Resultados de pruebas experimentales 68
42 Resultados de caacutelculos nutricionales 77
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 78
431 Resultado del material de empaque 78
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico 78
433 Resultados microbioloacutegicos 79
44 Resultados de pruebas sensoriales 80
45 Resultados de la optimizacioacuten 88
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico 94
CAPIacuteTULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95
APENDICES 99
BIBLIOGRAFIacuteA 113
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
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(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
iv
22 Muestreo 22
23 Caacutelculos 24
231 Medidas antropomeacutetricas 24
232 Requerimiento energeacutetico 29
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas 34
25 Disentildeo experimental 35
251 Determinacioacuten de variables experimentales 35
252 Corridas experimentales 38
26 Pruebas sensoriales 42
261 Pruebas de aceptacioacuten 42
262 Pruebas discriminativas 47
263 Perfil de Texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip52
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 54
271 Material de empaque 54
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico 55
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto 57
29 Estimacioacuten de costos 58
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN 59
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten 59
32 Restricciones 60
321 Restricciones nutricionales 60
v
322 Restricciones teacutecnicas 61
33 Funcioacuten objetivo 62
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico 63
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico 67
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS 68
41 Resultados de pruebas experimentales 68
42 Resultados de caacutelculos nutricionales 77
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 78
431 Resultado del material de empaque 78
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico 78
433 Resultados microbioloacutegicos 79
44 Resultados de pruebas sensoriales 80
45 Resultados de la optimizacioacuten 88
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico 94
CAPIacuteTULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95
APENDICES 99
BIBLIOGRAFIacuteA 113
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
BIBLIOGRAFIacuteA
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(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
v
322 Restricciones teacutecnicas 61
33 Funcioacuten objetivo 62
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico 63
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico 67
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS 68
41 Resultados de pruebas experimentales 68
42 Resultados de caacutelculos nutricionales 77
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado 78
431 Resultado del material de empaque 78
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico 78
433 Resultados microbioloacutegicos 79
44 Resultados de pruebas sensoriales 80
45 Resultados de la optimizacioacuten 88
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico 94
CAPIacuteTULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 95
APENDICES 99
BIBLIOGRAFIacuteA 113
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
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(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
vi
ABREVIATURAS
INEN Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten
NTE Norma Teacutecnica Ecuatoriana
g Gramo
SNGL Soacutelidos No Grasos Laacutecteos
IR Ingesta Recomendada de Nutrientes
LPD Leche en Polvo Descremada
PED Poder Edulcorante
PAC Poder Anti Congelante
Kcal
IMC
Min
Kilocaloriacuteas
Iacutendice de Masa Corporal
Minutos
Kg Kilogramos
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
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(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
vii
g
FAO
TMB
GET
P
DOE
COF
BOPP
GF
AOAC
Miligramos
Food and Agriculture Organization
Tasa de Metabolismo Basal
Gasto Energeacutetico Total
Peso Corporal
Disentildeo de Experimentos
Coeficiente de Friccioacuten
Polipropileno Biorientado
Gramos Fuerza
Association of Analytical Communities
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
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(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
viii
SIMBOLOGIacuteA
Porcentaje
α Nivel de Significancia
lt Menor que
gt= Mayor o igual que
lt= Menor o igual que
H0 Hipoacutetesis Nula
H1 Hipoacutetesis Alterna
ordmC Grados Celsius
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
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DF Primera Edicioacuten 1997 paacuteg105-145-146-237-238
(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
ix
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Resultado de la clasificacioacuten seguacuten la Edad ndash IMC - Percentil 28
Figura 2 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Peacuterdida de masa (40 min) 69
Figura 3 Graacutefica de efectos principales para la Peacuterdida de masa (40min)
71
Figura 4 Graacutefica de cajas de Peacuterdida de masa (40 min) 72
Figura 5 Graacutefica de residuos (4 en 1) para Dureza (gF) 73
Figura 6 Graacutefica de efectos principales para Dureza (gF) 75
Figura 7 Graacutefica de caja de Dureza (gF) 76
Figura 8 Graacutefica de perfil de textura helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 87
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
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(13) Yeacutepez Rodrigo Baldeon Manuel Loacutepez Pablo Obesidad Editorial
SECIAN Quito - Ecuador 2008
x
IacuteNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla para helados 12
Tabla 2 Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla para helados
concentrada o liacutequida 13
Tabla 3 Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres
o meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar) 15
Tabla 4 Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes 18
Tabla 5 Contenido de nutrientes e indicadores de exceso 20
Tabla 6 Muestreo de Nintildeos entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 7 Muestreo de Nintildeas entre 5 y 9 antildeos 23
Tabla 8 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeos) 25
Tabla 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (Nintildeas) 26
Tabla 10 Estado Nutricional de Nintildeos y Adolescentes seguacuten valor del IMC 27
Tabla 11 Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del
peso corporal (P) 30
Tabla 12 Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares
en un diacutea para calcular su Gasto Energeacutetico Total (Kcaldiacutea) 32
Tabla 13 Caracterizacioacuten de materia prima 34
Tabla 14 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta Dureza36
Tabla 15 Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
Derretimiento 37
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
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SECIAN Quito - Ecuador 2008
xi
Tabla 16 Tabla de Aleatorizacioacuten 41
Tabla 17 Prototipos 43
Tabla 18 Codicacioacuten de muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 44
Tabla 19 Orden de las muestras en Pruebas de Aceptacioacuten 45
Tabla 20 Muestras para prueba triangular 48
Tabla 21 Coacutedigo de las muestras para Prototipo D414 vs Patroacuten en Prueba
Triangular 48
Tabla 22 Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs Patroacuten en
Prueba Triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49
Tabla 23 Orden de presentacioacuten para Prototipo D414 vs Patroacuten en prueba
triangularhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 50
Tabla 24 Orden de presentacioacuten para Prototipo D814 vs Patroacuten en prueba
triangular helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 51
Tabla 25 Informacioacuten nutricional teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip57
Tabla 26 Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad utilizadahellip63
Tabla 27 Aporte nutricionales de cada uno de los ingredienteshelliphelliphelliphelliphellip64
Tabla 28 Resultados para la elaboracioacuten de 100 KGhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip67
Tabla 29 Tabla ANOVA de dos factores Peacuterdida de masa (40 min) vs
grasa azuacutecarhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip70
Tabla 30 Tabla ANOVA de dos factores Dureza (g F) vs Grasa azuacutecarhellip74
Tabla 31 Resultado de las pruebas afectivashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip80
Tabla 32 Resultados de las pruebas discriminativashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip83
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
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SECIAN Quito - Ecuador 2008
xii
Tabla 33 Resultados del perfil de texturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip86
Tabla 34 Modelacioacuten Matemaacuteticahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip89
Tabla 35 Informe de liacutemiteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip90
Tabla 36 Informe de confidencialidadhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip91
Tabla 37 Informa de respuestashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip93
INTRODUCCIOacuteN
El desarrollo del TFG abarca principalmente lo siguiente
En el capiacutetulo 1 se describe brevemente aspectos generales del helado su
clasificacioacuten seguacuten Norma Teacutecnica INEN composicioacuten de los ingredientes maacutes
comuacutenmente usados en su elaboracioacuten paraacutemetros de calidad normativos
higieacutenicos y de aceptacioacuten requerimientos nutricionales de nintildeos en edad
escolar y referencia el decreto ejecutivo 004-10 que determina los
requerimientos que deben cumplir lo alimentos que deben comercializarse en
bares escolares para contribuir a un estilo de vida saludable en nintildeos y
adolescentes que fue el motivo principal de este trabajo para desarrollar un
producto laacutecteo ( helado ) que cumpla con las limitaciones basados en la
composicioacuten y porcentajes de nutrientes
En el capiacutetulo 2 se detalla los materiales y meacutetodos empleados para
Seleccionar muestra de estudiantes de una Escuela Fiscal de la ciudad de
Guayaquil y determinar el Gasto Energeacutetico Total por actividad en nintildeos y nintildeas
entre 5 y 9 antildeos Desarrollar foacutermulas tentativas considerando criterios de
calidad de aceptacioacuten como dureza y derretimiento que son influenciados por
dos factores azuacutecar y grasa y empleando Disentildeo de Experimentos (DOE)
2
establecer dos niveles para cada uno de los ingredientes mencionados para
Estadiacutesticamente analizar sus interacciones con las variables de respuesta
seleccionadas Posteriormente Realizar anaacutelisis sensorial para definir las
mejores foacutermulas y atributos que permitan inferir paraacutemetros para preestablecer
una receta Estimar tiempo de vida uacutetil del helado Definir el empaque y el
anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico normado Realizar el caacutelculo teoacuterico
nutricional del producto y finalmente estimar su costo
Con estos antecedentes en el capiacutetulo 3 se realizoacute la modelacioacuten matemaacutetica y
optimizacioacuten de la receta o foacutermula preestablecida considerando
restricciones nutricionales seguacuten normativa teacutecnicas y organoleacutepticas que se
definieron
En el capiacutetulo 4 se describen los resultados obtenidos en el DOE en los caacutelculos
nutricionales en el tiempo de vida uacutetil y su material de empaque en las pruebas
sensoriales en la optimizacioacuten y el la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Finalmente en el capiacutetulo 5 se daraacuten las respectivas conclusiones y
recomendaciones
CAPIacuteTULO 1
1 CARACTERIZACIOacuteN GENERAL
11 Clasificacioacuten de los helados de acuerdo a norma INEN
El Instituto Ecuatoriano de Normalizacioacuten (INEN) en su Norma Teacutecnica
Ecuatoriana NTE INEN 7062013 en su segunda revisioacuten de Marzo del
2013 indica en el apartado 4 la clasificacioacuten de los helados [1]
De acuerdo con su composicioacuten e ingredientes baacutesicos el helado se
clasifica en
bull De crema de leche
bull De leche
bull De leche con grasa vegetal De yogur
bull De yogur con grasa vegetal No laacutecteo
4
bull Sorbete o ldquosherbetrdquo
bull De fruta
bull De agua o nieve
bull De bajo contenido caloacuterico
12 Composicioacuten y propiedades de los principales componentes de la
mezcla base laacutectea
Los helados son elaborados a partir de una mezcla base compuesta por los
siguientes ingredientes
bull Leche entera liacutequida y derivados laacutecteos leche en polvo suero de
leche etc
bull Grasas de origen animal y vegetal
bull Azuacutecares y edulcorantes sacarosa (azuacutecar de cantildea) sucralosa
(edulcorante) etc
bull Agua y aire
bull Estabilizantes y emulsionantes
bull Colorantes aromatizantes y acidificante
Leche entera liquida y derivados laacutecteos
Es el producto iacutentegro sin adicioacuten ni sustraccioacuten alguna exento de calostro
obtenido por ordentildeo higieacutenico completo de vacas sanas y bien alimentadas
5
[2] la cual para ser utilizada en el proceso de elaboracioacuten del helado se
estandariza homogeniza y pasteuriza industrialmente
Soacutelidos no grasos laacutecteos (SNGL)
Los SNGL estaacuten constituidos por 36 de proteiacutenas laacutecteas en su
mayoriacutea caseiacutena 55 de lactosa (azuacutecar de la leche) 9 de sales
minerales (calcio potasio hierro etc) ([3]
Sus principales funciones son
bull Otorgan cuerpo
bull Actuacutean parcialmente como estabilizantes (proteiacutenas) aumentando
la resistencia al derretimiento
bull Contribuyen con la captacioacuten del aiacutere durante el batido
bull Influyen en la depresioacuten del punto de congelacioacuten principalmente
por el contenido de lactosa
Grasas
En la fabricacioacuten de helados se emplea grasas de origen animal (crema de
leche) o de origen vegetal (grasa de palma grasa vegetal hidrogenada de
soya aceite de coco aceite de coco hidrogenado aceite de palmiste
etc)Sus principales funciones son
6
bull Contribuyen en el sabor
bull Estabilizan las burbujas del aire incorporado en el batido
bull Otorga textura suave y cremosa
bull Confiere cuerpo y controla el derretimiento
Endulzantes (Azuacutecares)
Influyen en la aceptacioacuten del producto al hacerlo dulce y potencian la
cremosidad en el helado y los delicados sabores frutales que este
pudiere tener Ademaacutes disminuye el punto de congelacioacuten de la mezcla
[4]
Proporciona estructura y cuerpo al helado El azuacutecar maacutes utilizado en las
formulaciones es el azuacutecar de cantildea la sacarosa la misma que es una
gran fuente de energiacutea (caloriacuteas)
Se puede sustituir entre el 20 al 25 de sacarosa con jarabe de glucosa
para evitar la cristalizacioacuten en los helados por tener en conjunto una
mayor captacioacuten o adsorcioacuten del agua libre por ser maacutes solubles que en
forma individual y otorgar un efecto maacutes refrescante
La lactosa es un azuacutecar naturalmente presente en la leche y productos
laacutecteos En el caso de la leche en polvo descremada (LPD) le aporta con
el 52 de los soacutelidos laacutecteos Tiene un bajo poder edulcorante (PED)
7
con un valor de 02 en relacioacuten con la sacarosa pero contiene el mismo
poder anticongelante (PAC) Una de sus desventajas es que es proclive
a la cristalizacioacuten dando una sensacioacuten arenosa al degustar el helado
por lo que no es aconsejable sobrepasar el 10 de LPD en un mix lo
que aportariacutea un 5 de lactosa capaz de absorber un 50 de agua [5]
Otra forma de evitar la cristalizacioacuten en los helados es mantener una
relacioacuten entre lactosa y agua en la mezcla no superior a 0104 [6]
En la actualidad existe una mayor conciencia en cuanto a la alimentacioacuten
y nutricioacuten y las normativas vigentes estaacuten tendiendo a reemplazar parte
del azuacutecar por edulcorantes de alto poder endulzante con menor valor
energeacutetico y que contribuyen con un menor grado en el punto de
depresioacuten en la congelacioacuten de la mezcla El edulcorante permitido por
el Acuerdo Interministerial 004-10 es la sucralosa el cual es elaborado
a partir de la sacarosa por reemplazo de los tres grupos hidroxilos por
cloro lo que lo hace 600 veces maacutes dulce que en comparacioacuten con la
sacarosa y a su vez lo convierte en un elemento no digerible que se
elimina iacutentegramente del organismo (no se metaboliza no aporta
caloriacuteas)
Agua y aire
8
El agua debe ser potable no deberaacute tener sustancias ni cuerpos
extrantildeos de origen bioloacutegico orgaacutenico inorgaacutenico o radioactivo de tal
forma que lo haga peligrosas para la salud
El aire y el agua son elementos que afectan enormemente en la firmeza
del helado El agua en la mezcla del helado proviene de los productos
laacutecteos y los jarabes o de agua antildeadida al proceso [4]
El aumento del volumen del helado debido a la inclusioacuten de aire en el
mismo mediante batido recibe el nombre de ldquocrecidardquo (conocido
generalmente por su nombre en ingleacutes ldquooverrunrdquo) y se expresa en tanto
por ciento
La crecida oacuteptima de un producto depende de la composicioacuten de la
mezcla principalmente del porcentaje de grasa asiacute como de la clase y
calidad del estabilizante y emulsionante utilizados
Estabilizante
Los estabilizantes en los helados son un grupo de ingredientes
comuacutenmente usados en las formulaciones Son conocidos tambieacuten como
agentes gelificantes espesantes o hidrocoloides
9
Son poliacutemeros de alto peso molecular solubles en el agua y pueden o no
formar gel son clasificados como polisacaacuteridos o gomas
Los principales propoacutesitos de su uso son
En el proceso
bull Incrementar la sequedad y firmeza de la masa
bull Disminuye la migracioacuten de la humedad del producto al empaque o
al ambiente
bull Incrementar la viscosidad de la mezcla
bull Estabilizar la mezcla para prevenir que se salga el suero (disminuye
la sineacuteresis)
bull Ayuda en la suspensioacuten de las partiacuteculas de sabor
bull Facilita la incorporacioacuten de aire y su distribucioacuten
En el producto
bull Retardar o reducir el hielo y el crecimiento del cristal de lactosa y
azuacutecar durante el almacenamiento
bull Proveer uniformidad al producto y resistencia al derretimiento
Impactar en el cuerpo y producir suavidad en la textura durante el
consumo
bull Disminuir el encogimiento
bull Contribuir con la liberacioacuten del sabor
10
Comercialmente se los provee con una mezcla de varios tipos de
estabilizantes por sus propiedades o sinergias Carboximetil celulosa
goma guar goma garrofiacuten carragenina alginatos goma xanthan etc y
emulsionantes
Emulsionantes
Son usualmente integrados con los estabilizantes en las mezclas
Constan de una parte hidrofiacutelica que puede ser el glicerol que puede
esterificarse con aacutecido aceacutetico laacutectico o ciacutetrico y una parte hidrofoacutebica
que es por lo general el aacutecido graso (lipofiacutelica) Entre los principales
utilizados estaacuten los mono y digliceacuteridos de aacutecidos grasos polisorbatos
fosfoliacutepidos
Y proteiacutenas Las principales funciones de los emulsionantes se detallan a
continuacioacuten
bull Recuperar la velocidad de recristalizacioacuten de la grasa
bull Disminuir la cantidad de proteiacutena en la interface del gloacutebulo de grasa
bull Recuperar las propiedades de batido despueacutes de la
homogenizacioacuten de la mezcla
bull Obtener una buena distribucioacuten del aire
bull Aumentar la cremosidad del helado
11
13 Principales paraacutemetros de calidad del helado
Referirse al concepto de calidad es impliacutecito de satisfacer las demandas
necesidades o exigencias del cliente desde el punto de vista fiacutesico o
quiacutemico (relacionada con la sensorial) nutritivo e higieacutenico al menor
costo esto uacuteltimo puede ser relativo si el producto genera una
satisfaccioacuten de estatus y funcionalidad especiacutefica
Calidad fiacutesica referida a textura cuerpo y otros atributos del helado como
el color
Calidad quiacutemica incluye las sensaciones del sabor tambieacuten relacionada
a la cantidad y tipo de cada ingrediente baacutesico del producto que aporta
al contenido nutricional del mismo tales como contenido de grasas
totales Grasas saturadas grasas Trans azuacutecares sal Los cuales estaacuten
bajo control de las agencias gubernamentales
Calidad higieacutenica la cual puede incluir no solamente la cantidad y tipo de
microorganismos sino que ademaacutes algunas caracteriacutesticas esteacuteticas
El estudio se centraraacute en estos 3 puntos de calidad Los consumidores
juzgan la calidad del helado sobre la base de las caracteriacutesticas de
textura cuerpo y apariencia del producto ya que la calidad sensorial del
estiacutemulo de los sabores es uno de los maacutes importantes en la aceptacioacuten
global Ademaacutes se deberaacute dar importancia a la calidad quiacutemica -
nutricional para que el producto cumpla los requisitos legales aplicables
12
para ser comercializado en los bares escolares y finalmente un punto
muy importante la calidad higieacutenica del producto
Las tablas 1 y 2 que se adjuntan a continuacioacuten son los paraacutemetros exigidos
por la normativa NTE-INEN 7062013 [1]
TABLA 1
Requisitos fiacutesico quiacutemicos para helados y mezcla
Para helados
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
13
TABLA 2
Requisitos microbioloacutegicos para helados y mezcla
Para helados concentrada o liacutequida
Fuente NTE INEN 7062013 Segunda Revisioacuten Helados
14 Composicioacuten nutricional del helado
El helado es una excelente fuente de energiacutea alimenticia El hecho de
que sus constituyentes son casi por completo asimilados hace del helado
un alimento deseable para nintildeos en crecimiento y personas que
necesitan ganar peso [4] La amplia variacioacuten en la composicioacuten del
helado hace impraacutectico proveer informacioacuten nutricional que aplique a
todos los productos Sin embargo es posible calcular sus valores
energeacuteticos y nutricionales si se conoce su constitucioacuten
14
Contenido caloacuterico
El valor caloacuterico total del helado depende del porcentaje de carbohidratos
incluyendo lactosa endulzantes antildeadidos agentes de relleno como la
maltodextrina y azuacutecares que pueden estar presentes en frutas o
aderezos complementarios Tambieacuten depende del porcentaje de
proteiacutenas presentes en la leche proteiacutena de suero de leche de los
estabilizantes y el porcentaje de grasa que contenga la formulacioacuten
Aunque pueda tenerse una percepcioacuten diferente una racioacuten de helado
de base laacutectea tiene un aporte energeacutetico superior al de la leche entera
pero maacutes proacuteximo a los productos laacutecteos que otros alimentos ingeridos
como postres o meriendas como los productos de pasteleriacutea o
bocadillos incluso en el caso de los helados de crema [7] En la tabla 3
se puede observar una comparacioacuten de energiacutea de los helados vs otros
alimentos consumidos en Espantildea
15
TABLA 3
Energiacutea y nutrientes de 100 g de distintos alimentos que son postres o
meriendas y de 150 g de bocadillos (media y desviacioacuten estaacutendar)
Fuente Vidal MC 2005
Contenido de proteiacutenas
El helado tiene una alta concentracioacuten de soacutelidos laacutecteos no grasos que
es generalmente de 34-36 proteiacutena de leche La proteiacutena laacutectea
contenida en el helado es de excelente valor bioloacutegico por su contenido
de todos los aminoaacutecidos esenciales como la lisina aminoaacutecido limitante
16
de muchas proteiacutenas Estas proteiacutenas aportan con 4 kilocaloriacuteas por
cada gramo de proteiacutena consumida
Contenido de grasa laacutectea
Proveen energiacutea Entre algunos de los componentes que conforman este
contenido de grasa laacutectea estaacuten los aacutecidos grasos esenciales saturados
y no saturados vitaminas solubles en grasa y esteroles incluyendo
colesterol Aportan con caloriacuteas (9 kcalg) Es uno de los limitantes en el
acuerdo interministerial 004-10
Contenido de carbohidratos
Los carbohidratos sirven como una fuente de calor y energiacutea en el cuerpo
Son descompuestos en azuacutecares simples bajo la accioacuten de enzimas
especiacuteficas secretadas en el tracto digestivo y su principal producto final
es la glucosa Su contenido en la formulacioacuten es principalmente motivo
para no consumir helado en exceso Aportan al igual que las proteiacutenas
con la misma cantidad de caloriacuteas (4 kcalg) Los azuacutecares antildeadidos
como sacarosa es otro de los limitantes en el acuerdo 004-10
17
Contenido de minerales
El contenido de calcio y foacutesforo en el helado se derivan enteramente de
los SNGL El calcio de los helados de crema y leche y de otros derivados
laacutecteos es maacutes biodisponible y asimilable que cualquier otro alimento El
contenido de calcio en los helados de base laacutectea oscila entre 148
mg100g de media en los helados de leche a 89 mg100 g en los helados
de crema la relacioacuten de calcio y fosforo en el alimento es determinante
para la absorcioacuten de ambos elementos y esto en el helado es oacuteptima[7]
Contenido de vitaminas
Es una buena fuente de vitamina B2 especialmente en los helados de
leche
Palatabilidad y digestibilidad
La alta palatabilidad del helado es un factor importante en su eleccioacuten
como alimento El masticado no es requerido en la mayoriacutea de helados y
su textura es suave al paladar Su condicioacuten helada lo hace
especialmente deseable durante el clima caliente Su digestibilidad es
generalmente alta siendo su excepcioacuten en las personas intolerantes a la
lactosa
18
15 Requerimiento nutricional de los nintildeos en edad escolar
De acuerdo a la FAO los siguientes son los valores nutricionales
recomendados por grupos de edades en edad escolar (nintildeos y
adolescentes) (Tabla 4) [8]
TABLA 4
Ingestas diarias recomendadas de energiacutea y nutrientes
Sexo
Edad Peso Energiacutea Proteiacutenas Calcio Hierro Zinc Vit A
ER Vit C Folato
EFD
Kg Kcal g Mg Mg mg mcg mg Mcg
Ambos sexos
4 ndash 6
antildeos 182 1350 273 600 6 103 450 30 200
7 ndash 9
antildeos 252 1700 367 700 9 113 500 35 300
Nintildeas
10 ndash 18
antildeos 467 2000 56 1300 1432a 155 600 40 400
Nintildeos
10 ndash 18
antildeos 497 2400 575 1300 17 192 600 40 400
ER= Equivalente de retinol EFD= Equivalente de folato dieteacutetico a= Cantidad necesaria para iniciar la
menstruacioacuten
Fuente Extracto de ENERGIacuteA FAO 2004 PROTEIacuteNAS OMS 1985
UNUFundacioacuten CAVENDES 1988 MICRONUTRIENTES FAOOMS 2002
16 Decreto Ejecutivo 004-10
El decreto ejecutivo No 004-10 indica en su capiacutetulo 3 de ALIMENTOS
BEBIDAS EQUIPOS Y UTENSILIOS los tipos de alimentos a
19
expenderse no podraacuten expenderse alimentos y bebidas procesadas que
contengan cafeiacutena edulcorantes artificiales (excepto sucralosa) y
alimentos que sean densamente energeacuteticos
Con altos contenidos de grasa hidratos de carbono simple y sal [9] como
se detalla en la Tabla 5
20
TABLA 5
Contenido de nutrientes e indicadores de exceso
Fuente Acuerdo interministerial No 0004-10 2010
CAPIacuteTULO 2
2 MATERIALES Y MEacuteTODOS
21 Identificacioacuten del grupo objetivo
El motivo de este estudio es aportar con un alimento que al cumplir
el acuerdo 004-10 contribuya a reducir los iacutendices de obesidad y
diabetes en la poblacioacuten escolar
El grupo objetivo fueron nintildeos y nintildeas de la escuela fiscal ubicada en
el centro de la ciudad de Guayaquil en las calles 9 de Octubre y
Avenida del Ejeacutercito que opera bajo el nombre de ldquoEscuela Pedro
Carbordquo
De este grupo objetivo se segmentoacute a los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9
antildeos de edad dado que muchas observaciones sugieren que dos o
22
posiblemente tres periacuteodos criacuteticos existen para el desarrollo de la
obesidad y sus complicaciones periacuteodo de gestacioacuten la primera
infancia
(entre 5 y 7 antildeos de edad) y la adolescencia [10] La obesidad que
empieza en estas etapas parece incrementar el riesgo de obesidad
persistente y sus complicaciones Los mecanismos de riesgo
asociado al incremento de obesidad en estos periacuteodos criacuteticos no
estaacuten todaviacutea claros Sin embargo el reconocimiento del problema en
tales periacuteodos deberiacutean servir para focalizar los esfuerzos
preventivos en estos niveles de desarrollo infantil
La obesidad en los primeros tres meses de vida no es predictiva de
obesidad en el adulto no obstante cuando se presenta entre los 6 y
9 antildeos de edad se asocia con una prevalencia de obesidad en el
adulto del 55 y esta cifra aumenta hasta el 75 si la obesidad estaacute
presente entre los 10 y los 14 antildeos de edad [10]
22 Muestreo
Para el caacutelculo de la cantidad de muestra de nintildeos y nintildeas se
utilizoacute el sistema de muestreo Military Standar 105 D De acuerdo
al nuacutemero de estudiantes entre 5 a 9 antildeos se segmentoacute la
poblacioacuten por edades y se establecioacute la letra coacutedigo para el
23
tamantildeo de la muestra Se empleoacute el Nivel General de Inspeccioacuten
II que conduce a la tabla para inspeccioacuten normal muestreo simple
(ver APEacuteNDICE A y B) A continuacioacuten se detalla de acuerdo al
sexo y edades el nuacutemero de muestra a tomar (Tabla 6)
TABLA 6 Muestreo de nintildeos entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 15 3
6 20 5
7 25 5
8 23 5
9 20 5
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
TABLA 7 Muestreo de nintildeas entre 5 y 9 antildeos
Edad (antildeos) Poblacioacuten Muestra
5 24 5
6 25 5
7 38 8
8 50 8
9 30 8
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
24
Los valores de muestras en nintildeos y nintildeas fueron tomados aleatoriamente
de la lista de cada grado seguacuten la edad por lo que todos tuvieron la
misma probabilidad de ser escogidos dentro de la poblacioacuten
23 Caacutelculos
Se realizaron tomas de las medidas antropomeacutetricas y caacutelculos del
requerimiento energeacutetico de las nintildeas y nintildeos del grupo objetivo
231 Medidas antropomeacutetricas
Se tomaron medidas de peso y talla de los nintildeos escogidos al azar
Los datos recolectados se presentan a continuacioacuten en Tabla 8 y 9
25
TABLA 8
Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo (nintildeos)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
26
TABLA 9 Medidas antropomeacutetricas del grupo objetivo
(nintildeas)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Edad Altura (m) Peso (Kg) IMC PercentilEstado
Nutricional
1 5 115 1908 144 25 Peso Normal
2 5 109 1725 145 25-50 Peso Normal
3 5 100 1453 145 25-50 Peso Normal
4 5 116 2028 151 85-90 Sobrepeso
5 5 115 2015 152 85-90 Sobrepeso
6 6 105 1589 144 10-25 Peso Normal
7 6 119 2253 159 50-75 Peso Normal
8 6 120 2319 161 50-75 Peso Normal
9 6 120 2332 162 50-75 Peso Normal
10 6 122 2478 166 75lt85 Peso Normal
11 7 118 2179 156 50-75 Peso Normal
12 7 117 1952 143 10-25 Peso Normal
13 7 117 2043 149 25-50 Peso Normal
14 7 120 2225 155 50-75 Peso Normal
15 7 129 2724 164 50-75 Peso Normal
16 7 117 227 166 75 Peso Normal
17 7 123 2489 165 50-75 Peso Normal
18 7 132 3378 194 90lt95 Sobrepeso
19 8 124 2609 170 50-75 Peso Normal
20 8 121 2315 158 50 Peso Normal
21 8 123 2542 168 50-75 Peso Normal
22 8 128 2981 182 85lt09 Sobrepeso
23 8 128 302 184 85 Sobrepeso
24 8 128 3047 186 85lt90 Sobrepeso
25 8 129 3073 185 85lt90 Sobrepeso
26 8 129 3126 188 85lt90 Sobrepeso
27 9 128 302 184 50-75 Peso Normal
28 9 128 3034 185 50-75 Peso Normal
29 9 134 3484 194 85lt09 Sobrepeso
30 9 134 3523 196 85lt09 Sobrepeso
31 9 135 3706 203 90lt95 Sobrepeso
32 9 135 3629 199 90 Sobrepeso
33 9 137 3762 200 90 Sobrepeso
34 9 135 3589 197 85lt90 Sobrepeso
27
Para determinar el Estado Nutricional de la muestra se emplearon las
graacuteficas (ver APEacuteNDICE C y D) que correlacionan de acuerdo al sexo
el IMC la edad y el percentil correspondiente (ver tabla 8 y 9) dado que
a diferencia de los adultos los nintildeos estaacuten en crecimiento tanto en peso
como talla por lo tanto el IMC cambia con relacioacuten al tiempo
TABLA 10
Estado nutricional de nintildeos y adolescentes
seguacuten valor del imc
Fuente Obesidad por Rodrigo Yeacutepez Manuel
Baldeoacuten y Pablo Loacutepez Sociedad Ecuatoriana de
Ciencias de la Alimentacioacuten y Nutricioacuten Quito
2008
28
FIGURA 1 RESULTADO DE LA CLASIFICACIOacuteN SEGUacuteN LA EDADndash IMC
PERCENTIL PREVALENCIA DE SOBREPESOOBESIDAD EN
ESCOLARES ENTRE 5 A 9 ANtildeOS DE LA ESCUELA PEDRO CARBO
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En este muestreo se puede apreciar que la tendencia en exceso de peso
en el grupo objetivo en estudio (sobrepeso y obesidad) estaacute en el orden
del 5652 y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente Este valor
es elevado en relacioacuten con el estudio en escolares realizado en el 2001
por maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten de la Universidad Central
(Diana Aguilar Edeliacutena Alarcoacuten Argentina Guerroacuten Pablo Loacutepez
Soledad Mejiacutea y Linda Riofrio) cuyos promedios tomados en 5
Ciudades del paiacutes dio como resultado en exceso de peso 14 (87
sobrepeso y 53 de obesidad)
29
Debido a que la muestra tomada en este proyecto por limitados
recursos y tiempo es significativamente inferior a la empleada por los
maestrantes en Alimentacioacuten y Nutricioacuten (93105 nintildeos y nintildeas entre
edades comprendidas entre 75 y 85 antildeos) pero refleja una realidad
presente que motivoacute a realizar este proyecto en el Ecuador cada diacutea
aumentan los niveles de exceso de peso en escolares debido entre
otras variables a costumbres alimenticias sedentarismo consumo de
comida chatarras sobre todo en bares escolares etc Por lo que todo
esfuerzo en dar soluciones a estas variables de incidencia son un aporte
al presente y futuro de la salud de la poblacioacuten infantil y adolescente del
paiacutes por lo que es importante brindar una contribucioacuten para erradicar
este mal del sobrepeso y obesidad
232 Requerimiento energeacutetico
Para el caacutelculo del requerimiento energeacutetico se necesitoacute en primera
instancia el resultado de la Tasa de Metabolismo Basal (TMB) siendo
eacutesta la energiacutea consumida en las actividades que brindan sosteacuten a los
procesos vitales como la circulacioacuten y respiracioacuten y que conserva la
temperatura corpoacuterea
En el caacutelculo de caloriacuteas consumidas en la TMB se utilizaron las
ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a partir del peso
corporal seguacuten Tabla 11 adjunta
30
TABLA 11
Ecuaciones para calcular la tasa de metabolismo basal a
partir del peso corporal (p)
Fuente FAOOMSUNU Necesidades de Energiacutea y de
Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS Ginebra 1985
Escogiendo el promedio de pesos entre los nintildeos y nintildeas entre 5 y 9 antildeos
de la encuesta realizada se obtuvieron los siguientes resultados
Nintildeos 3 ndash 10 antildeos TMB = 227 P + 495
= 227 (2789)+495
= 1128 kcaldiacutea
Nintildeas 3 ndash 10 antildeos TMB = 225 P + 499
= 225 (2642)+499
= 1093 kcaldiacutea
31
El requerimiento energeacutetico o Gasto Energeacutetico Total (GET) es la
cantidad de energiacutea requerida para mantener la vida maacutes la energiacutea
requerida para las actividades fiacutesicas
Para determinar el GET de la poblacioacuten objetivo se realizaron encuestas
por recordatorio a los padres de familia acerca de las actividades
realizadas durante el diacutea por sus hijos (ver APEacuteNDICE E formato de
registro de actividad diaria por recordatorio) Se listan las actividades y
sus promedios en horas de los nintildeos y nintildeas en observacioacuten durante un
diacutea normal
32
TABLA 12
Promedio de horas de las actividades realizadas por los escolares en un
diacutea para calcular su gasto energeacutetico total (kcaldiacutea)
) Sentado tranquilamente Actividad recreativa
moderada Trabajo en oficina Limpieza
Ligera (Fuente FAOOMSUNU necesidades de
Energiacutea y de Proteiacutenas Serie Inf Teacutecn 724 OMS
Ginebra 1985 Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute
Arreaga 2014
33
Con el registro de las actividades diarias de los nintildeos se realizoacute el caacutelculo
del Gasto Energeacutetico Total por actividad para lo cual previamente se
divide la Tasa de Metabolismo Basal para las 24 horas del diacutea
(TMBHora) obtenieacutendose para los Nintildeos el valor de 4701 kcal hora y
para las Nintildeas 4556 kcal hora
Para cada actividad las horas se multiplican por el Gasto Energeacutetico
Bruto en determinadas actividades (expresadas como muacuteltiplo de la
TMB ver Tabla 12) y por la TMBHora para determinar los parciales del
Gasto Energeacutetico Total (GET) que sumado obtenemos el GET
definitivo En este estudio se obtuvo como resultado en nintildeos 193540
kcaldiacutea y en nintildeas 185953 kcaldiacutea siendo estos los requerimientos de
energiacutea que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria de cada uno
de los grupos objetivos analizados en el muestreo en promedio
El balance energeacutetico va a estar en funcioacuten de que la compensacioacuten de
energiacutea de los alimentos sea la requerida para satisfacer la que se gasta
en el diacutea sin que se generen descompensaciones por deacuteficit o exceso
de energiacutea acumulada por consumo de comidas densamente
energeacuteticas como lo son las denominadas comidas chatarras que eran
expendidas tambieacuten en bares escolares El fin del presente proyecto es
contribuir con un alimento que cumpla el requerimiento de la Tabla 5
previamente adjunta y aporte con al menos el 3 o maacutes por racioacuten de
34
los requerimientos energeacuteticos necesarios para la poblacioacuten escolar de la
muestra en estudio
24 Caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica de materias primas
La caracterizacioacuten fiacutesico quiacutemica fundamental necesaria para los caacutelculos
de bases de helados se exponen en la Tabla 13 adjunta
TABLA 13 Caracterizacioacuten de materia prima
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Ingrediente gram
os Kcalg
Carbohidratos
Proteiacutenas
Grasa Total
Grasas
Saturadas
Colesterol (mg)
SNGL
Fibras
Caacutelcio (mg
)
Hierro
(mg)
Soacutedio
(mg)
Soacutelidos
totales
Lactosa ()
Azuacutecar 100 387 100 000
000 000 000
000
000
004
000
012 100 000
Leche en polvo descremada 100
362 052 035
001 000 000
096
000
1363
000
535 096 053
Leche entera en polvo 100
497 039 025
027 017 085
072
000
890
001
323 097 039
Leche entera liacutequida 100
060 005 003
003 002 014
009
000
113
000
040 012 005
Crema de leche (38) 100
500 003 002
038 024 120
006
000
060
000
000 045 003
Grasa vegetal de palma 100
900 000 000
100 080 000
000
000
000
000
000 100 000
Estabilizante 100
660 000 001
068 067 000
000
026
000
000
000 098 000
Agua 100 000 000 000
000 000 000
000
000
000
000
000 000 000
35
25 Disentildeo experimental
Las variables seleccionadas en este proyecto son textura (dureza) y
cuerpo (derretimiento) caracteriacutesticas importantes como concepto de
calidad del producto terminado (helado) Estas caracteriacutesticas de calidad
estaacuten condicionadas baacutesicamente por la accioacuten de dos factores
controlables de grasa vegetal y de azuacutecar y nivel de aceptacioacuten
del producto Se requiere que el disentildeo de experimento se centre en el
estudio de los factores controlables para que cada uno de ellos elegidos
por el conocimiento y experiencia le sean asignados valores para
obtener niveles que generan datos e informacioacuten El disentildeo experimental
seraacute utilizado en este proyecto como una herramienta que establezca la
relacioacuten entre las variables de importancia en el producto final y los
factores del proceso que afectan la formulacioacuten Ademaacutes brindaraacute
informacioacuten sobre coacutemo tratar estos factores de tal forma que se pueda
obtener el resultado deseable en las variables mencionadas de acuerdo
a los requerimientos del cliente y gubernamentales aplicables que
permitiraacute tener maacutes elementos de juicio para la Optimizacioacuten
251 Determinacioacuten de variables experimentales
Teniendo como origen los paraacutemetros de calidad del helado se
definieron a la dureza y al derretimiento como las variables de respuesta
para el disentildeo experimental ya que estas variables despueacutes del sabor
36
se podriacutean definir como las maacutes criacuteticas para la aceptacioacuten del producto
y se quiere establecer coacutemo afecta la formulacioacuten del helado en el
comportamiento de estas variables Para la seleccioacuten de los factores se
tomoacute en cuenta que el Acuerdo Interministerial 004-10 limita el uso de
grasa y azuacutecar (Ver Tabla 5) y ademaacutes la experiencia y el conocimiento
induce a plantear el supuesto de que estos factores podriacutean tener
influencia sobre las variables de respuesta definidas
TABLA 14
Factores del disentildeo experimental
Variable de respuesta dureza
Factor Supuesto
Cantidad de
Grasa Vegetal
El nivel de grasa vegetal afecta en proporcioacuten inversa
a la dureza del helado
Los gloacutebulos de grasa estaacuten dispersos emulsionados
e inmersos en fase liquida dentro del helado y es dicha
fase liquida que lo hace menos duro
Cantidad de
Azuacutecar de cantildea
( sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la
dureza del helado debido a la concentracioacuten de soacutelidos
solubles
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
37
TABLA 15
Factores del disentildeo experimental Variable de respuesta
derretimiento
Factor Supuesto
Cantidad de Grasa Vegetal El nivel de grasa vegetal afecta
en proporcioacuten directa al
derretimiento del helado
Cantidad de Azuacutecar de cantildea (
sacarosa )
El nivel de azuacutecar afecta en
proporcioacuten inversa al derretimiento
del helado
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que para cada uno de los experimentos planteados se tienen dos
factores se desarrolloacute un disentildeo 2k que es una de las familias de disentildeo
de mayor impacto en la industria y en la investigacioacuten debido a su
versatilidad y eficacia [11] El disentildeo 2k es un disentildeo experimental que
tiene K factores con 2 niveles por lo que en este caso seriacutea 22
Para la seleccioacuten de los niveles de grasa vegetal a experimentar se tomoacute
en cuenta los niveles miacutenimos y maacuteximos de grasa que se podriacutean
utilizar para cumplir con los paraacutemetros de grasas totales y saturadas
conforme lo establece la tabla de nutrientes e indicadores en exceso del
38
Acuerdo Interministerial 004-10 (Ver Tabla 5) y que ademaacutes sean del
agrado del consumidor siendo estos 4 y 8
Con el nivel de azuacutecar se tomoacute en cuenta la NTE INEN 7062013
segunda revisioacuten para helados el Acuerdo Interministerial 004-10 y los
requerimientos del cliente y se plantearon como niveles miacutenimos y
maacuteximos a experimentar 9 y 14 Las formulaciones se encuentran en
el Apeacutendice F
Para el experimento del derretimiento se plantearon las siguientes
hipoacutetesis Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el
porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto sobre el
derretimiento del helado
Para el experimento de la dureza se plantearon las siguientes hipoacutetesis
Hipoacutetesis nula Ho El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de
azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre la dureza
del helado Hipoacutetesis alterna H1 alguno de los tratamientos tiene efecto
sobre la dureza del helado
252 Corridas experimentales
Experimento del derretimiento
39
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras las
cuales se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC por 24 horas Luego se
determinoacute el peso inicial de las muestras y se pusieron a derretir a 20degC
y en 40 minutos se obtuvo el porcentaje de masa derretido La unidad
de variable respuesta es el porcentaje de masa derretida a los 40
minutos
Principio
El peso del helado derretido durante un periodo de 80 minutos es
continuamente registrado (cada 10 minutos partiendo del minuto 40) Ver
datos obtenidos (Tabla 16)
Materiales Equipos y condiciones
bull Congelador (ndash18degC)
bull Temperatura del ambiente controlada (20degC +ndash1degC)
bull Balanza analiacutetica
bull Malla
bull Recipiente
bull Cronoacutemetro
bull Termoacutemetro
bull Beaker de plaacutestico (500 ml)
40
Procedimiento
Una porcioacuten de helado que ha sido congelada a ndash18degC por un miacutenimo de
24 horas es pesada y ubicada en una malla de cables de acero
inoxidable El cuarto donde se da el proceso de derretimiento se debe
mantener a una temperatura constante de 20degC +ndash1degC
La malla de cables se ubica encima de un beaker de plaacutestico de 500 ml
dispuesto en una balanza analiacutetica La balanza analiacutetica registran los
pesos del helado contenido en el beaker cada 10 minutos a partir del
minuto 40 cuyos datos son registrados en una base de datos y se calcula
el porcentaje del helado derretido en funcioacuten del tiempo
Despueacutes de 80 minutos se obtiene una serie de datos que permiten
calcular el porcentaje de peacuterdida de masa
Caacutelculos
a Peso del helado derretido despueacutes de T (minutos) tiempo
b Peso del helado antes del derretimiento
41
TABLA 16
Tabla de aleatorizacioacuten
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Experimento de la textura
La metodologiacutea utilizada fue mediante preparacioacuten de las muestras de
en un ambiente controlado a 20 degC Luego se realizaron ensayos de
textura con cada una de las muestras utilizando el equipo Textura
Analyser TA-XT-PLUS y el programa Ice-1KB La textura fue medida en
gramos fuerza (gF)
Para el experimento se decidioacute trabajar con el 95 del nivel de confianza
y tres corridas experimentales Para el anaacutelisis de los resultados se
utilizoacute el software Minitab 15
42
26 Pruebas sensoriales
Se realizaron pruebas sensoriales con el propoacutesito de evaluar y
seleccionar entre 4 prototipos el que maacutes se aproxime a un patroacuten
(helado de marca actualmente comercializado en el mercado) para
de esta manera comparar y definir un perfil de textura con
caracteriacutesticas deseables que permita desarrollar el nuevo producto
con caracteriacutesticas organoleacutepticas preestablecidas Se emplearon
Consumidores nintildeos y nintildeas entre 11 y 12 antildeos de una escuela de
la ciudad de Guayaquil y Jueces Seminternados y Entrenados de
una Empresa fabricante de helados de la misma ciudad
261 Pruebas de aceptacioacuten
Con el objetivo de conocer la opinioacuten del consumidor y su aceptacioacuten en
cuanto a 4 prototipos de helado de leche con grasa vegetal se procede
a evaluar los grupos de 2 muestras en 2 evaluaciones para completar
la evaluacioacuten de las 4 muestras Se realizaron pruebas de aceptacioacuten de
todos los prototipos y para determinar si eran o no aceptados por el
consumidor
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces consumidores (60
nintildeos comprendidos entre las edades de 11 y 12 antildeos) entrevistados en
la escuela
43
Pedro Carbo de la ciudad de Guayaquil Las pruebas se realizaron el 5
de Septiembre del 2013 desde las 10h00 hasta las 12h00 en las aulas
de la escuela Pedro Carbo
A continuacioacuten se muestras los datos de las muestras
TABLA 17
Prototipos
Productos
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A fin de evitar influencia en los jueces por el nombre de las muestras
estas se codifican utilizando cuatro nuacutemeros aleatorios que se muestran
a continuacioacuten
44
TABLA 18
Codificacioacuten de Muestras en Prueba
de Aceptacioacuten
Productos Coacutedigo
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D414 9235
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D49 6750
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D814 6814
Helado de leche con grasa vegetal sabor vainilla D89 2755
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Se presentaron las muestras como se presenta a continuacioacuten
45
TABLA 19
Orden de las Muestras en Prueba de Aceptacioacuten
Orden de presentacioacuten de muestras Orden de presentacioacuten de muestras
Primer Grupo Segundo grupo
1 9235 6750 31 6814 2755
2 6750 9235 32 2755 6814
3 9235 6750 33 6814 2755
4 6750 9235 34 2755 6814
5 9235 6750 35 6814 2755
6 6750 9235 36 2755 6814
7 9235 6750 37 6814 2755
8 6750 9235 38 2755 6814
9 9235 6750 39 6814 2755
10 6750 9235 40 2755 6814
11 9235 6750 41 6814 2755
12 6750 9235 42 2755 6814
13 9235 6750 43 6814 2755
46
14 6750 9235 44 2755 6814
15 9235 6750 45 6814 2755
16 6750 9235 46 2755 6814
17 9235 6750 47 6814 2755
18 6750 9235 48 2755 6814
19 9235 6750 49 6814 2755
20 6750 9235 50 2755 6814
21 9235 6750 51 6814 2755
22 6750 9235 52 2755 6814
23 9235 6750 53 6814 2755
24 6750 9235 54 2755 6814
25 9235 6750 55 6814 2755
26 6750 9235 56 2755 6814
27 9235 6750 57 6814 2755
28 6750 9235 58 2755 6814
29 9235 6750 59 6814 2755
30 6750 9235 60 2755 6814
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014 El
cuestionario presentado a los panelistas se encuentra en el
APEacuteNDICE G
47
262 Pruebas discriminativas
Las pruebas discriminativas son las que permiten determinar si existen
diferencias significativas o no entre muestras o entre ellas y un patroacuten
Ademaacutes permiten cuantificar la diferencia significativa
Para conocer si existe diferencia significativa entre 2 prototipos de
helado de leche sabor coco se van a evaluar ambas muestras vs un
patroacuten en dos pruebas triangulares usando 1 prototipo y el patroacuten en
cada prueba triangular
Se realizaron dos pruebas triangulares a un grupo de jueces
semientrenados con muestras de
Helado de leche sabor coco prototipo (2 prototipo) Helado de
leche sabor coco patroacuten
Los jueces que participaron en esta prueba son jueces semientrenados
de una empresa de helados de la ciudad de Guayaquil Participaron 12
jueces entrenados (juicios por duplicado) la prueba se realizoacute el 12 de
Septiembre del 2013 desde las 10H00 hasta las 10h45 en las cabinas
para Evaluacioacuten Sensorial de la Empresa de helados
48
TABLA 20
Muestras para Pruebas Triangular
producto prototipo presentacioacuten
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D414
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (prototipo)
D814
Paleta de 70
ml
Helado de Leche con grasa vegetal
sabor coco (patroacuten)
NA
Paleta de 70
ml
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se muestran los datos de las muestras utilizadas en las
pruebas A fin de evitar influencias en los jueces influenciados por el
nombre del patroacuten las muestras se codifican utilizando tres nuacutemeros
aleatorios
TABLA 21
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba
Triacuteo 1-gt
Triacuteo 2-gt
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Patroacuten Muestra
321 507 375
Muestra Patroacuten
244 839 167
49
TABLA 22
Coacutedigos de las muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en Prueba
Triangular
Triacuteo 1
Triacuteo 2
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D414 vs patroacuten
Patroacuten Muestra
674 180 940
Muestra Patroacuten
535 424 811
50
TABLA 23
Orden de presentacioacuten de muestras para Prototipo D414 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
2 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
3 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
4 Triacuteo 1 321 375 507
Triacuteo 2 167 839 244
5 Triacuteo 1 375 321 507
Triacuteo 2 244 167 839
6 Triacuteo 1 375 507 321
Triacuteo 2 167 244 839
7 Triacuteo 1 321 507 375
Triacuteo 2 839 167 244
8 Triacuteo 1 507 321 375
Triacuteo 2 244 839 167
9 Triacuteo 1 507 375 321
Triacuteo 2 839 244 167
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
A continuacioacuten se presenta el orden de presentacioacuten de muestras para
Prototipo D814 vs patroacuten
51
TABLA 24
Orden de presentacioacuten muestras para Prototipo D814 vs patroacuten en
Prueba Triangular
1 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
2 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
3 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
4 Triacuteo 1 674 940 180
Triacuteo 2 811 424 535
5 Triacuteo 1 940 674 180
Triacuteo 2 535 811 424
6 Triacuteo 1 940 180 674
Triacuteo 2 811 535 424
7 Triacuteo 1 674 180 940
Triacuteo 2 424 811 535
8 Triacuteo 1 180 674 940
Triacuteo 2 535 424 811
9 Triacuteo 1 180 940 674
Triacuteo 2 424 535 811
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
52
263 Perfil de textura
Los Perfiles de Textura ayudan a describir comparar y valorar las
caracteriacutesticas de las muestras en funcioacuten de un patroacuten definido
previamente
Los anaacutelisis de perfiles sensoriales consisten en una descripcioacuten
minuciosa de todas las caracteriacutesticas o notas que conforman el sabor o
la textura seguida de una medicioacuten de cada una de ellas y los
resultados se presentan de forma graacutefica para obtener una idea
cualitativa y cuantitativa del espectro o configuracioacuten del atributo
sensorial bajo estudio [12]
Perfil de textura
Se realizoacute el perfil de textura con el panel de jueces entrenados de una
planta de helados de la ciudad de Guayaquil tomando en cuenta los
siguientes atributos de textura
Dureza Atributo mecaacutenico textural relacionado con
bull La fuerza requerida para lograr una deformacioacuten o penetracioacuten de
un producto
bull En la boca esto se percibe por la compresioacuten del producto entre
los dientes (soacutelido) o entre la lengua y el paladar (semi-soacutelido)
53
Los principales adjetivos correspondientes a los diferentes niveles
de dureza son los siguientes
bull Blando Nivel bajo Ej queso crema (paladar y lengua)
bull Firme Nivel moderado Ej Aceituna (dientes)
bull Duro Nivel alto Ej caramelo duro (molares)
Cristalino presencia de partiacuteculas pequentildeas con formas claramente
definidas con aacutengulos y aristas (cristales de hielo)
Cremosidad Propiedad buco-taacutectil relacionada con la sensacioacuten de
suavidad espesor y llenura de la cavidad bucal Se evaluacutea durante el
paladeo por la forma que el producto llena la boca estimando el parecido
a la crema
Recubrimiento en la boca Se evaluaraacute la intensidad con la cual se
percibe la sensacioacuten luego de tragar la muestra
Cada uno de los 8 jueces cuantifico los atributos de textura en una
escala graacutefica de 10 cm usando el siguiente formato con la
siguientes referencias [13]
54
Se desarrolloacute el perfil de textura haciendo una comparacioacuten entre un
helado tipo ldquoSalcedordquo presente en el mercado con lo que se establecioacute
un estaacutendar que se comparoacute con el prototipo seleccionado Luego un
grupo de jueces entrenados determino las propiedades de textura a
comparar con dicha informacioacuten se realizoacute la ficha mostrada en el
APEacuteNDICE I
27 Estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Se utilizoacute el meacutetodo de Ficha de Estabilidad Normal o tambieacuten conocida
como de Anaquel para la estimacioacuten del tiempo de vida uacutetil del
producto se tomoacute en consideracioacuten el material de empaque a utilizar y
los anaacutelisis sensoriales fiacutesico-quiacutemicos y microbioloacutegicos efectuados
sobre una muestra del helado La prueba se realizoacute en un periodo de
tiempo de 6 meses entre Octubre del 2013 a Abril del 2014 los anaacutelisis
fueron realizados a temperatura ambiente de 24degC y Humedad Relativa
de 65 el producto se mantuvo inalterable en condiciones de
congelacioacuten a -18degC durante el periodo de estudio Los anaacutelisis que se
utilizaron para estimar la estabilidad del producto se pueden observar
en el APEacuteNDICE J
271 Material de empaque
El empaque escogido para la preservacioacuten del helado seraacute Polipropileno
55
Biorientado Perlado debido a sus caracteriacutesticas
bull Alta trasparencia y brillo
bull Buenas propiedades mecaacutenicas
bull Faacutecil de procesar (impresioacuten laminacioacuten)
bull Excelente permeabilidad al vapor de agua
bull Amplio rango de espesores
bull Diferentes temperaturas de sello
bull Diferentes niveles de coeficiente de friccioacuten (COF)
bull Buena relacioacuten costorendimiento
bull Versatilidad
272 Anaacutelisis fiacutesico quiacutemico y microbioloacutegico
Los anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos a realizarse en el helado se describen a
continuacioacuten
bull Grasa Laacutectea
Se realizoacute el meacutetodo de la NTE INEN 012 para la determinacioacuten
del contenido de grasa en leche
bull Soacutelidos Totales
Se empleoacute el meacutetodo de la NTE INEN 014 para la
determinacioacuten de soacutelidos totales en leche
56
Los anaacutelisis microbioloacutegicos a efectuarse son los siguientes
bull Recuento de microorganismos Aerobios Mesoacutefilos
Se realizoacute el Meacutetodo Oficial AOAC 96623 para Recuento de
Microorganismos Aerobios Mesoacutefilos en alimentos Meacutetodo del
Recuento Standard en placa
bull Recuento de Coliformes y E Coli
Para su recuento se desarrolloacute el Meacutetodo Oficial AOAC 99114
Recuento de Coliformes y Ecoli mediante teacutecnica de Petrifilm
meacutetodo de film seco rehidratable
bull Recuento de Staphilococcus Aureus
Se procedioacute a analizar con el Meacutetodo Oficial AOAC 200307
Recuento Staph Express mediante teacutecnica de Petrifilm meacutetodo
de film seco rehidratable
bull Anaacutelisis de Listeria
Para su anaacutelisis se efectuoacute el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 070601
Sistema de Muestreo de Listeria Ambiental
bull Anaacutelisis de Salmonella
El anaacutelisis se hizo bajo el Meacutetodo Oficial AOAC ndash RI 960801
Reveal 20 Anaacutelisis de Salmonella
57
28 Caacutelculo del aporte nutricional del producto
Se realizaron los caacutelculos teoacutericos a traveacutes de los datos de los
ingredientes obtenidos de la Tabla 28 de optimizacioacuten de la cual se
obtienen el aporte de carbohidratos proteiacutenas y grasas presentes en
el helado para obtener las caloriacuteas teoacutericas del helado
A continuacioacuten se muestra el aporte nutricional teoacuterico del producto
TABLA 25
Informacioacuten Nutricional Teoacuterica
Informacioacuten Nutricional
Cantidad de Porcioacuten
100g 84g
Valor caloacuterico (kcal) 14936 12546
Proteiacutenas (g) 338 203
Carbohidratos (g) 1875 1125
Grasas totales (g) 670 402
Grasas saturadas 500 300
Colesterol 1108 665
Fibra Alimentaria 013 008
SNGL 934 560
FPDF 1400 840
Dulzura relativa 1400 840
Solidos totales 3000 1800
Calcio (mg) 12257 7354
Hiero (mg) 001 001
Sodio (mg) 4613 2768
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
58
29 Estimacioacuten de costos
Para la estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico del helado primero
fue necesario determinar los costos de elaboracioacuten del mismo Los
costos de mano de obra por unidad de helado fueron de $00182 A
esto se le agrega otros costos de transformacioacuten como lo son
energiacutea eleacutectrica depreciaciones entre otros valores y se obtuvo un
valor por unidad de helado de $00135 Ademaacutes de los valores antes
mencionados se adiciona el costo de la materia prima necesaria para
la elaboracioacuten del helado con lo que se obtiene un valor por unidad
de helado de $00519 lo que da un valor total por unidad de $00836
Despueacutes de determinar los costos de elaboracioacuten por unidad de
helado se establece que el precio de venta al puacuteblico seraacute de $030
con lo que se obtiene un margen bruto de ganancia del 7213
Detalles del costo y precio de venta del helado se puede encontrar en
el APEacuteNDICE K
CAPIacuteTULO 3
3 MODELACIOacuteN MATEMAacuteTICA Y OPTIMIZACIOacuteN
Se empleoacute la modelacioacuten matemaacutetica y optimizacioacuten para el disentildeo de
una foacutermula que cumpla con las restricciones nutricionales y teacutecnicas
previstas en el acuerdo y al miacutenimo costo empleando el complemento
Solver de Excel
31 Determinacioacuten de las variables de decisioacuten
Las variables de decisioacuten son aquellas que van a modificar el resultado
final de costo y de informacioacuten nutricional en este caso son los
ingredientes Para este caso se determinoacute las variables de decisioacuten en
funcioacuten de los ingredientes baacutesicos para el helado leche y sus
derivados grasa estabilizantes azucares y agua
60
X1 = Cantidad a utilizar de kg de azuacutecar
X2= Cantidad a utilizar de kg de leche en polvo descremada
X3= Cantidad a utilizar de kg de Leche en polvo entera
X4= Cantidad a utilizar de kg de Leche entera liacutequida
X5= Cantidad a utilizar de kg de Crema de leche 38 de grasa
X6= Cantidad a utilizar de kg de Grasa Vegetal de Palma
X7= Cantidad a utilizar de kg de Estabilizante
X8= Cantidad a utilizar de kg de Agua
32 Restricciones
Las restricciones son ecuaciones lineales limitantes de la ecuacioacuten
principal expresada en desigualdades o igualdades Para el caso de
este producto se tienen dos tipos de restricciones restricciones
nutricionales y teacutecnicas
321 Restricciones nutricionales
Las restricciones nutricionales se establecieron de acuerdo a las indicadas
en la ldquoTabla 5 contenido de nutrientes e indicadores de excesordquo del
Decreto Ejecutivo 004-10
Por lo tanto la formulacioacuten del helado debe cumplir las siguientes
restricciones nutricionales
61
A- La suma de kg de grasas totales debe ser menor al 20
B- -La suma de kg de las grasas saturadas debe ser menor a 5
C- La suma de kg de azuacutecares debe ser menor a 15
No se planteoacute una restriccioacuten para las grasas Trans ni para la sal seguacuten
el acuerdo ya que los productos utilizados en la elaboracioacuten del helado
(variables de decisioacuten) contienen cantidades miacutenimas de estos
nutrientes
322 Restricciones teacutecnicas
Las restricciones teacutecnicas estaacuten dadas por la normativa NTE- INEN
7062013 asiacute como la restriccioacuten planteada por el disentildeo de
experimentos que limita el azuacutecar a cantidades menores al 14 para
garantizar un buen desempentildeo del producto con respecto al
derretimiento
Por lo tanto se plantean las siguientes restricciones adicionales
A La suma de kg de grasas totales debe ser mayor o igual a 6
B La suma de kg de grasa laacutectea debe ser mayor o igual a 15
C La suma de kg de proteiacutena laacutectea debe ser mayor o igual a 15
D La suma de kg de soacutelidos totales debe ser mayor o igual al 30
62
Los kg de azuacutecar debe ser menor o igual al 14 (esta restriccioacuten anula
a la restriccioacuten C del punto 321)
Seguacuten especificaciones teacutecnicas los kg de estabilizante deben ser igual
al 05 Para la validez del modelo todas las variables de decisioacuten
deben ser no negativas (mayores o iguales a cero)
33 Funcioacuten objetivo
La funcioacuten objetivo es una ecuacioacuten lineal que se debe maximizar o
minimizar y representa el problema que la optimizacioacuten debe
solucionar en funcioacuten a las variables de decisioacuten En este caso el
objetivo es obtener una foacutermula del producto helado que cumpla con
todas las restricciones nutricionales y teacutecnicas al menor costo Por
tanto en la funcioacuten objetivo usada para este estudio se busca
minimizar la suma de los costos de la cantidad utilizada de cada
ingrediente Siendo Ci el costo del producto i Xi la cantidad a utilizar
del producto i y Z la funcioacuten objetivo se tiene Min Z=
C1X1 + C2X2 + C3X3 + C4X4 + C5X5 + C6X6 + C7X7 + C8X8
63
34 Optimizacioacuten del modelo matemaacutetico
Se tienen los siguientes costos de los ingredientes que son
presentados en la siguiente tabla
TABLA 26
Tabla de costos de los ingredientes seguacuten la cantidad
utilizada
Ingrediente Cantidad utilizada Costo ($Kg)
Azuacutecar 1400 08200
Leche en polvo descremada 239 55000
Leche entera en polvo 000 50790
Leche entera liacutequida 7914 04976
Crema de leche (38) 000 25000
Grasa vegetal de palma 397 15927
Estabilizante 050 75000
Agua 000 00001
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
De esta forma la funcioacuten objetivo queda
Min Z = 082X1 + 550X2 + 5079X3 + 04976X4 + 25X5 + 15927X6 +
75X7 + 00001X8
Teniendo los siguientes aportes nutricionales de cada uno de los
ingredientes que se adjuntan en la siguiente Tabla 27
64
TABLA 27
Aportes nutricionales de cada uno de los ingredientes
Aportacioacuten por cada Kg
Ingredientes Proteiacutenas Grasas
totales
Grasas
saturadas
Soacutelidos
totales
Azuacutecar 000000 000000 000000 100000
Leche en polvo descremada 034500 000770 000499 096000
Leche entera en polvo 025400 026900 016742 097300
Leche entera liacutequida 003220 003000 001865 011680
Crema de leche (38) 001900 038000 024000 044520
Grasa vegetal de palma 000000 100000 080000 100000
Estabilizante 001000 068000 067000 098000
Agua 000000 000000 000000 000000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
65
A 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 lt 20
(Suma de grasas totales menor al 20)
B 000499X2 + 016742X3 + 001865X4 + 024X5 + 08X6 + 067X7 lt
5
(Suma de grasas saturadas menor al 5)
C X1 lt 15
(Azuacutecar menor al 15)
D 00077X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 + X6 + 068X7 gt= 6
(Suma de grasas totales mayor o igual al 6)
E 000770X2 + 0269X3 + 003X4 + 038X5 gt= 15
(Suma de grasas laacutecteas mayor o igual al 15)
F 0345X2 + 0254X3 + 00322X4 + 0019X5 gt= 15
(Suma de proteiacutenas laacutecteas mayor o igual al 15)
G X1 + 096X2 + 0973X3 + 01168X4 + 04452X5 + X6 + 098X7 gt=
30
(Suma de soacutelidos totales mayor o igual al 30)
H X1 lt=14
66
(Azuacutecar menor o igual al 14)
I X7 = 05
(Estabilizante igual al 05)
J X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 gt=0
(Variables de decisioacuten no negativas)
El azuacutecar deberaacute ser mayor al 9 por temas de dulzor (Anaacutelisis
sensorial)
Con las variables de decisioacuten la funcioacuten objetivo y las restricciones
planteadas se resolvioacute el modelo en Solver
Obteniendo los siguientes resultados para la elaboracioacuten de 100 Kg
de helado
67
TABLA 28
Resultados para la elaboracioacuten de 100kg de helado
Ingrediente Cantidad utilizada
Azuacutecar 1400
Leche en polvo descremada 239
Leche entera en polvo 000
Leche entera liacutequida 7914
Crema de leche (38) 000
Grasa vegetal de palma 397
Estabilizante 050
Agua 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
35 Validacioacuten del modelo matemaacutetico
La validacioacuten fue realizada en laboratorio de la empresa de helados
para certificar que la receta planteada por el modelo de optimizacioacuten
cumple con las restricciones nutricionales teacutecnicas y otras
relacionadas con la evaluacioacuten sensorial derretimiento y dureza del
producto optimizado Ver APEacuteNDICE L
CAPIacuteTULO 4
4 ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
41 Resultados de pruebas experimentales
Realizada la experimentacioacuten utilizando el software estadiacutestico
Minitab 15 se analizaron las variables de respuesta de cada
tratamiento y se comproboacute normalidad y homogeneidad de los
datos (Ver Figura 2 y 5)
En el disentildeo de experimentos se establecieron tratamientos como
porcentaje de grasa vegetal porcentaje de azuacutecar y sus
interacciones en el helado asiacute como los efectos de los mismos en
el derretimiento y textura del producto final
Resultados de Pruebas de Derretimiento
Los resultados de la prueba de derretimiento fueron los siguientes
69
FIGURA 2 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA PEacuteRDIDA
DE
MASA (40 MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 20 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0009
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula planteada El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje
70
de azuacutecar en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el
derretimiento del helado
Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en el derretimiento
TABLA 29
Tabla anova de dos factores peacuterdida de masa (40min) vs
Grasa
Azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 18597 18597 115 0314
Azuacutecar 1 186718 186718 1159 0009
Interaccioacuten 1 23654 23654 147 0260
Error 8 128858 16107
Total 11 357827
S = 4013 R-cuad = 6399 R-cuad (Ajustado) =
5048
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento el nivel de azuacutecar afecta
en proporcioacuten inversa la dureza del helado
71
FIGURA 3 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA LA
PEacuteRDIDA DE MASA (40MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica de cajas sugiere que el porcentaje de grasa vegetal alto
atenuacutea el efecto negativo del azuacutecar en el derretimiento pero no es
significativo dado que en la Tabla 20 indica que para el factor grasa el
valor P es 0314 mayor a α = 005 por lo tanto no existe suficiente
evidencia estadiacutestica para rechazar la Hipoacutetesis nula El porcentaje de
grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar en el helado y sus interacciones
no tiene efecto sobre el derretimiento del helado
8 0 0 4 0 0
1 3
1 2
1 1
1 0
9
8
7
6
5
4 1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a P eacute r d i d a d e m a s a ( 4 0 m i n ) M e d i a s d e d a t o s
72
FIGURA 4 GRAacuteFICA DE CAJAS DE PEacuteRDIDA DE MASA (40
MIN)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Resultados de Pruebas en la Textura
Los resultados de las pruebas en la textura (dureza) fueron los
siguientes
73
FIGURA 5 GRAacuteFICA DE RESIDUOS (4 EN 1) PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La graacutefica 4 en 1 muestra que el disentildeo si cumple con los supuestos
necesarios para aplicar un modelo 2k Normalidad de los errores
igualdad de la varianza y aleatoriedad de los resultados
La tabla 21 indica que para el factor azuacutecar con un valor P de 0000
menor a α = 005 existe suficiente evidencia estadiacutestica para rechazar la
hipoacutetesis nula El porcentaje de grasa vegetal y el porcentaje de azuacutecar
en el helado y sus interacciones no tienen efecto sobre el derretimiento
74
del helado Por lo tanto se asume que el azuacutecar influye en la textura
(dureza)
TABLA 30
Tabla anova de dos factores dureza (gf) vs Grasa azuacutecar
Fuente GL SC MC F P
Grasa 1 8413629 8413629 230 0168
Azuacutecar 1 159522947 159522947 4362 0000
Interaccioacuten 1 13718650 13718650 375 0089
Error 8 29256803 3657100
Total 11 210912028
S = 1912 R-cuad = 8613 R-cuad (Ajustado) =
8093
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de efectos principales indica que a mayor porcentaje de
azuacutecar menor es la dureza lo cual comprueba el supuesto inicial
planteado de que el porcentaje de azuacutecar en el helado no tienen efecto
sobre el derretimiento del helado
75
FIGURA 6 GRAacuteFICA DE EFECTOS PRINCIPALES PARA DUREZA
(GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
La grafica de cajas ilustra de nuevo la relacioacuten inversa entre el azuacutecar y
la dureza Ademaacutes se puede apreciar que no hay una interaccioacuten
significativa entre los factores que afecte a la variable de respuesta
textura
8 0 0 4 0 0
3 0 0 0 0
2 9 0 0 0
2 8 0 0 0
2 7 0 0 0
2 6 0 0 0
2 5 0 0 0
2 4 0 0 0
2 3 0 0 0
2 2 0 0 0
1 4 0 0 9 0 0
G r a s a A z uacute c a r
G r aacute f i c a d e e f e c t o s p r i n c i p a l e s p a r a D u r e z a ( g F ) M e d i a s d e d a t o s
76
FIGURA 7 GRAacuteFICA DE CAJA DE DUREZA (GF)
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Dado que no se apreciaron efectos significativos este disentildeo
experimental no plantea ninguna restriccioacuten adicional al modelo
matemaacutetico del producto uacutenicamente establece una relacioacuten entre el
azuacutecar y la dureza la cual podraacute ser utilizada despueacutes de acuerdo a la
preferencia del consumidor medida en la prueba sensorial
Con un nivel del 95 de confianza se determinoacute que el azuacutecar tiene
efecto sobre el derretimiento y la textura del helado a mayor porcentaje
77
de azuacutecar mayor es el porcentaje de derretimiento y menor es la dureza
del helado (Ver Figura 3 y 6)
Por lo tanto este disentildeo experimental permite obtener una restriccioacuten
para la modelacioacuten matemaacutetica del producto la cual es un nivel de
azuacutecar menor o igual al 14 ya que de esta forma se asegura que el
derretimiento del producto se mantendraacute en niveles aceptables
42 Resultados de caacutelculos nutricionales
En la Figura 1 del Capiacutetulo II se puede apreciar que la tendencia del
grupo objetivo en estudio es el sobrepeso y la obesidad ya que el mayor
porcentaje se concentra en estas dos variantes los porcentajes
estimados estaacuten en 5652
y 4118 para nintildeos y nintildeas respectivamente
Tomando en cuenta todas las actividades estaacutendar se realizoacute el caacutelculo
de los
GET para cada nintildeo y nintildea se obtuvo el GET promedio que dio como
resultado 189746 Kcaldiacutea siendo este los requerimientos de energiacutea
que deben ser satisfechos en la alimentacioacuten diaria del grupo objetivo
analizado
78
43 Resultados del tiempo de vida uacutetil del producto terminado
Para determinar el tiempo de vida uacutetil del helado de leche con grasa
vegetal se realizoacute el estudio de estabilidad Se le otorgoacute un tiempo
de vida uacutetil de 6 meses En este estudio de estabilidad normal el
tiempo maacuteximo de consumo se ha considerado desde la fecha de
elaboracioacuten del helado
(Ver APEacuteNDICE J)
431 Resultado del material de empaque
El material de empaque en contacto con el producto utilizado para
determinar el tiempo de vida uacutetil del helado fue Polipropileno Biorientado
Perlado (BOPP Perlado) y paleta de madera
Durante el periodo de estudio el material se mantuvo inalterable en las
condiciones de congelacioacuten a ndash 18 degC esto se debe a las caracteriacutesticas
mencionadas anteriormente del empaque
432 Resultados de pruebas fiacutesico quiacutemico
Los resultados de los anaacutelisis fiacutesicos quiacutemicos se reflejan a continuacioacuten
79
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos
totales
NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
El tiempo de estudio fue realizado en 6 meses desde octubre hasta abril del
2013 se hicieron 3 anaacutelisis inicial intermedio y final Dentro de este estudio
los resultados obtenidos se encuentran dentro de los paraacutemetros o
especificaciones establecidas por la NTE INEN 7062013
433 Resultados microbioloacutegicos
Los resultados microbioloacutegicos son los siguientes
MICROBIOLOacuteGICOS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05 Enero-
05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC
96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC
99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC
99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus aureus AOAC
200307 lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10
ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI
070601 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI
960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Se realizoacute el anaacutelisis microbioloacutegico inicial intermedio y final por un tiempo de
estudio de 6 meses (Tiempo de vida uacutetil del producto) Los resultados
80
obtenidos se encontraron dentro de los paraacutemetros establecidos por la NTE
INEN 7062013
44 Resultados de pruebas sensoriales
Resultados de Pruebas Afectivas
Se realizoacute la evaluacioacuten sensorial de aceptacioacuten donde se teniacutean 4
prototipos de helado de leche con grasa vegetal El meacutetodo de
evaluacioacuten fue el afectivo y se determinoacute si las muestras son o no
aceptadas por el consumidor
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a ldquoSi Aceptordquo y ldquo2rdquo corresponde a ldquoNo
acepto
TABLA 31
Resultado de las Pruebas Afectivas
Primer Grupo Segundo grupo
D414 D49 D814 D89
Juez edad geacutenero 9235 6750 Juez Edad geacutenero 6814 2755
1 11 M 1 0 31 12 m 0 0
2 12 F 1 0 32 12 m 1 0
3 12 F 1 1 33 12 f 1 1
4 12 F 0 1 34 12 f 1 1
81
5 11 M 1 0 35 12 f 1 0
6 12 M 0 1 36 12 m 0 1
7 11 M 1 1 37 12 f 1 1
8 11 F 1 1 38 12 m 0 1
9 11 M 0 1 39 11 f 1 1
10 12 F 1 0 40 11 f 1 1
11 12 M 1 1 41 11 f 1 1
12 12 M 1 0 42 12 f 1 0
13 12 F 0 1 43 12 m 0 1
14 12 M 1 0 44 11 m 1 1
15 11 M 1 1 45 11 m 0 1
16 11 F 0 1 46 12 m 1 1
17 12 M 1 1 47 11 f 1 0
18 12 F 0 0 48 12 m 1 1
19 11 M 1 0 49 12 f 1 0
20 12 F 0 1 50 11 f 1 0
21 12 F 1 0 51 12 f 1 0
22 12 F 1 1 52 12 m 1 1
82
23 11 M 1 0 53 11 f 1 0
24 12 F 1 1 54 12 f 1 1
25 11 M 1 0 55 11 m 0 1
26 11 M 1 1 56 11 f 1 1
27 11 F 1 0 57 12 f 1 1
28 11 M 0 0 58 12 m 1 0
29 12 M 1 1 59 11 f 1 1
30 12 M 1 1 60 12 m 1 1
TOTAL 22 17 TOTAL 24 20
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
En esta prueba se puede determinar mediante el apeacutendice II [12] que
para 30 juicios y un nivel de significancia de 5 el nuacutemero criacutetico de
juicios para establecer que existe una aceptacioacuten significativa es de 21
por lo cual se determina que han gustado las muestras D414 y D814
con 22 y 24 juicios respectivamente Finalmente se determina que
existe una aceptacioacuten significativa por las muestras D414 y D814
Resultados de Pruebas Discriminativas
Luego con los dos prototipos con aceptacioacuten significativas y una muestra
patroacuten se realizoacute la prueba triangular meacutetodo discriminativo Esto
83
serviraacute para determinar si existe o no diferencia significativa de los
prototipos con respecto al patroacuten
Los resultados obtenidos en la prueba se presentan en la siguiente
tabla donde ldquo1rdquo corresponde a encontroacute diferencia y ldquo0rdquo a no encontroacute
diferencia
TABLA 32
Resultados de la prueba triangular de prototipo D414 vs
Patroacuten y Prototipo D814 vs Patroacuten
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
Muestra
414
nuacutemero
de
juez
Nuacutemero
de
prueba
RESULTADO
muestra
814
1 1 1 1 1 1
2 1 2 0
2 3 0 2 3 1
4 0 4 0
3 5 0 3 5 1
6 1 6 1
4 7 0 4 7 0
8 0 8 1
5 9 1 5 9 0
10 1 10 1
6 11 0 6 11 0
84
12 0 12 1
7 13 0 7 13 0
14 1 14 0
8 15 0 8 15 1
16 1 16 1
9 17 0 9 17 0
18 0 18 0
10 19 1 10 19 1
20 0 20 1
11 21 0 11 21 1
22 1 22 1
12 23 0 12 23 0
24 0 24 1
TO TAL 9 TOTAL 14
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Al analizar los resultados y realizar la sumatoria para 24 juicios de 12
personas dio como resultado 14 para la muestra 814 y 9 para la muestra
414 al compararlo en la tabla para prueba triangular el apeacutendice V [12]
con el nuacutemero miacutenimo requerido de juicios para que haya diferencia
85
significativa que es 13 se llega a la conclusioacuten que existe diferencia
significativa solo entre la muestras 814 y el patroacuten La muestra 414 es
considera igual al patroacuten
Se determina que entre el prototipo D814 y el patroacuten existe SI diferencia
significativa y que entre la muestra D414 y el patroacuten NO existe diferencia
significativa
Resultados del Perfil de Textura
Finalmente al prototipo seleccionado D414 se le realizoacute el perfil de
textura con jueces entrenados donde se analizaron los siguientes
patrones dureza cristalino cremosidad y recubrimiento en la boca con
rangos bajo moderado y alto
Anaacutelisis de datos
La escala graacutefica del cuestionario presentado APEacuteNDICE I fue medida
con una regla se tabularon los datos y se calculoacute el promedio
obteniendo los siguientes resultados
86
TABLA 33
Resultados del Perfil de Textura
Sensacioacuten Inicial
Mecaacutenicas Otras Residual
Dureza Cristalino Cremosidad
Recubrimiento
en la boca
JUEZ 1 32 04 5 76
JUEZ 2 49 2 5 61
JUEZ 3 34 04 6 7
JUEZ 4 2 04 5 84
JUEZ 5 38 0 32 77
JUEZ 6 35 05 46 61
JUEZ 7 44 0 54 73
JUEZ 8 4 03 75 63
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
Los Promedios obtenidos se graficaron usando la hoja de caacutelculo de
Excel dando como resultado el siguiente graacutefico que describe el perfil de
textura
87
PROMEDIO 365 050 521 706
FIGURA 8 GRAacuteFICA DE PERFIL DE TEXTURA
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
El resultado de la evaluacioacuten indicoacute que el prototipo analizado tiene alta
cremosidad y recubrimiento en la boca dureza moderada y baja
cristalizacioacuten de hielo
PROTOTIPO D414
365
050
521
706
000
100
200
300
400
500
600
700
800
Du
reza
Cri
sta
lin
o
Cre
mo
sid
ad
Re
cu
bri
mie
nto
en
la
bo
ca
PROTOTIPO D414
88
45 Resultados de la optimizacioacuten
El informe de respuestas muestra que se obtiene el miacutenimo costo $
074084Kg y la cantidad de ingredientes que debe utilizarse son 14
de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914 de leche
entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante
Los resultados detallados de la modelacioacuten matemaacutetica el informe de
liacutemites el informe de confidencialidad el informe de respuestas y el
informe de sensibilidad se encuentran detallados a continuacioacuten
89
TABLA 34 Modelacioacuten Matemaacutetica
Azuacutecar Leche en polvo descremada Leche entera en polvo Leche entera liacutequida Crema de leche (38) Grasa vegetal de palma Estabilizante Agua
Costo 0820 5500 5079 0498 2500 1593 7500 00001
Proteiacutena 0000 034500 025400 003220 001900 000000 001000 000000
Grasas totales 0000 000770 026900 003000 038000 100000 068000 000000
Grasas saturadas 0000 000499 016742 001865 024000 080000 067000 000000
Soacutelidos totales 1000 096000 097300 011680 044520 100000 098000 000000
Cantidad 14000 239092 000000 7913764 000000 397144 050000 000000
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 lt20 Nutricionales
Grasas Saturadas 001193 000000 147592 000000 317715 033500 500000 lt5
Grasas Totales 001841 000000 237413 000000 397144 034000 670398 gt=6 Teacutecnicas
Grasas Laacutecteas 001841 000000 237413 000000 239254 gt=15
Proteina Laacutectea 082487 000000 254823 000000 337310 gt=15
Soacutelidos Totales 14000 2295 0000 9243 0000 3971 0490 3000000 gt=30
Azuacutecar 14000 14000 lt=14
Estabilzante 14000 050000 050000 =05
Dulzor 14000 1400000 gt9 Sensorial
Esta para 100 10000000 =100
Costos por Ingr 01148 0131500582 0 0393788895 0 0063253129 00375 0
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
90
TABLA 35 Informe de Liacutemites
Microsoft Excel 120 Informe de liacutemites Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Informe de liacutemites 1 Informe creado 25-10-2014 231258
Celda objetivo Nombre
Celda Igual
$U$11 Custo 0740842631
Celdas cambiantes Liacutemite Celda Liacutemite Celda
Celda Nombre Igual inferior objetivo superior objetivo
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 1400 074 1400 074
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239 074 239 074
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 7914 074 7914 074
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 000 074 000 074
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 397 074 397 074
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 050 074 050 074
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 074 000 074
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
91
TABLA 36 Informe de Sensibilidad Microsoft Excel 120 Informe de sensibilidad
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celdas cambiantes
Valor Gradiente Coeficiente Aumento Aumento
Celda Nombre Igual reducido objetivo permisible permisible
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada
1400 -005 00082 0049399231 1E+30
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 000 0055 0004356306 0007932309
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada
000 000 005079 1E+30 0003490753
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada
7914 000 0004976 0000777522 0610209702
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada
000 001 0025 1E+30 0012348531
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada
397 000 0015927 0017077197 0034250426
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 005 0075 1E+30 0053470913
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000 0 1E+30 0000884272
Restricciones
Valor Sombra Restriccioacuten Aumento Aumento
Celda Nombre Igual precio lado derecho permisible permisible
$B$11 Cantidad utilizada 10000 000 100 2144759326 268348285
$I$11 Gorduras Totais 670 000 20 1E+30 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 -005 5 1816197351 0563872384
$I$11 Gorduras Totais 670 000 6 0703979685 1E+30
$I$12 Gorduras Totais 239 000 15 0892539269 1E+30
$Q$11 Solidos totais 3000 006 30 3357669301 2052941064
$H$12 Proteiacutenas 337 000 15 1873099425 1E+30
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
92
En el informe de confidencialidad (sensibilidad) las restricciones para grasas
totales grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea dulzor cuyo (Precio sombra) es igual a
cero indica que si el paraacutemetro de estas restricciones variacutea en un rango
establecido por su holgura no se veraacute afectado el valor oacuteptimo de la funcioacuten
objetivo
93
TABLA 37 Informe de Respuestas
Microsoft Excel 120 Informe de respuestas
Hoja de caacutelculo [Modelo optimizacioacutenxlsx]Planilla Base
Informe creado 25-10-2014 231257
Celda objetivo (Miacutenimo)
Celda Nombre Valor original Valor final
$U$11 Custo 0740842582 0740842631
Celdas cambiantes
Celda Nombre Valor original Valor final
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 1400
$B$4 Leche en polvo descremada Cantidad utilizada
239 239
$B$5 Leche entera en polvo Cantidad utilizada 000 000
$B$6 Leche entera liacutequida Cantidad utilizada 7914 7914
$B$7 Crema de leche (38) Cantidad utilizada 000 000
$B$8 Grasa vegetal de palma Cantidad utilizada 397 397
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada 050 050
$B$10 Agua Cantidad utilizada 000 000
Restricciones
Celda Nombre Valor de la celda Foacutermula Estado Divergencia
$B$11 Cantidad utilizada 10000 $B$11=100 Opcional 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11lt=20 Opcional 1329602032
$J$11 Gorduras Saturadas 500 $J$11lt=5 Obligatorio 0
$I$11 Gorduras Totais 670 $I$11gt=6 Opcional 070
$I$12 Gorduras Totais 239 $I$12gt=15 Opcional 089
$Q$11 Solidos totais 3000 $Q$11gt=30 Obligatorio 000
$H$12 Proteiacutenas 337 $H$12gt=15 Opcional 187
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3lt=14 Obligatorio 0
$B$3 Azuacutecar Cantidad utilizada 1400 $B$3gt=9 Opcional 500
$B$9 Estabilizante Cantidad utilizada
050 $B$9gt=05 Obligatorio 000
Elaborado por Jocsy Garate y Joseacute Arreaga 2014
94
Las restricciones con holgura (demora) son el porcentaje de grasas totales
grasas laacutecteas proteiacutena laacutectea y dulzor las cuales pueden variar sin afectar
la funcioacuten objetivo que va acorde con el anaacutelisis de confidencialidad
46 Estimacioacuten del precio de venta al puacuteblico
Luego de determinar todos los costos de elaboracioacuten del helado se
encontroacute que el costo total por unidad fue de $ 00836 Con estos costos
se establecioacute que el precio de venta al puacuteblico seriacutea de $030 con lo que
se obtiene un margen de ganancias del 7213
CAPITULO 5
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se desarrolloacute un helado de leche con grasa vegetal que cumple con los
paraacutemetros higieacutenicos e indicadores nutricionales que permiten que el
producto pueda ser expendido en los bares escolares seguacuten lo indica el
Acuerdo Interministerial Nordm 004-10 y la norma descrita en la NTE INEN
7062013 HELADOS
En una Escuela fiscal de Guayaquil se tomaron las medidas antropomeacutetricas
y los caacutelculos de requerimiento energeacuteticos del grupo objetivo entre 5 a 9 antildeos
de edad mediante el peso y la talla se determinoacute el Iacutendice de Masa Corporal
96
(IMC) y dio como resultado que el 5652 de los nintildeos y el 4118 de las
nintildeas presentan exceso de peso mediante la determinacioacuten de la Tasa de
Metabolismo Basal y el Gasto Energeacutetico Total se obtuvo que el gasto
energeacutetico en promedio que dio como resultado 193540 kcaldiacutea para los
nintildeos y 185953 kcaldiacutea para las nintildeas
Los factores controlables estudiados son porcentaje de grasa vegetal y
porcentaje de azuacutecar y las variables de respuesta identificadas para el disentildeo
experimental fueron la dureza (textura) y el derretimiento ya que son las
variables para la aceptacioacuten del producto debido a que afectan en la
formulacioacuten del mismo
Se determinoacute que la cantidad de azuacutecar afecta en proporcioacuten inversa la dureza
del helado y en proporcioacuten directa el derretimiento del mismo El anaacutelisis
estadiacutestico demostroacute con un 95 de confianza que a mayor cantidad de azuacutecar
menor seraacute la dureza y mayor es el derretimiento del helado validaacutendose la
prueba experimental
Se realizaron tres pruebas sensoriales de aceptacioacuten discriminacioacuten y
finalmente para con el prototipo ganador realizar el perfil de textura con jueces
entrenados obtenieacutendose un producto de alta cremosidad y recubrimiento en
la boca moderada dureza y baja cristalizacioacuten de hielo
97
La determinacioacuten del tiempo de vida uacutetil se lo realizoacute a traveacutes de un estudio de
estabilidad Este estudio fue realizado durante 6 meses con anaacutelisis inicial
intermedio y final desde el mes de octubre al mes de abril del 2013 teniendo
como resultado datos dentro de los paraacutemetros establecidos en la NTE INEN
7062013 HELADOS El material de empaque utilizado fue Polipropileno
Biorientado Perlado y el anaacutelisis final indica que el producto se mantuvo
inalterable en condiciones de congelacioacuten a -18ordmC durante el periodo de
estudio
El proceso de optimizacioacuten se lo realizoacute incluyendo las restricciones teacutecnicas y
nutricionales enmarcadas tanto en Acuerdo Interministerial y la NTE INEN
7062013 que permiten obtener un producto sano al miacutenimo costo apto para
el consumo de estudiantes en los bares escolares
Para obtener 100 Kg de helado de leche con grasa vegetal que cumpla con los
paraacutemetros establecidos en la presente investigacioacuten debe tener la siguiente
formulacioacuten 14 de azuacutecar 239 de leche en polvo descremada 7914
de leche entera liacutequida 397 de grasa vegetal de palma y 050 de
estabilizante Se podriacutea realizar maacutes formulaciones que impliquen la adicioacuten
de otros componentes como por ejemplo los aderezos que hagan maacutes
98
atractivo y apetecible el producto cumpliendo con la normativa y acuerdo
estudiados en esta investigacioacuten
APEacuteNDICES
APEacuteNDICE A
APEacuteNDICE B
Tabla para Inspeccioacuten normal Muestreo Simple ( MIL STD 105D)
APEacuteNDICE C
APEacuteNDICE D
APEacuteNDICE E
FORMATO DE REGISTRO DE ACTIVIDADES
Llenar el formato adjunto indicando la hora inicial y final de cada actividad
Nombre FECHA Edad
Actividades
Hora
inicial
Hora final
Levantarse
Lavarse vestirse asearse
Desayunar
Caminar a la escuela
Atender clases
Actividades recreativas ( recreo )
Atender clases
Caminar a casa
Almorzar
Lavarse vestirse asearse
Realizar tareas
Jugar
Cenar
Ver Televisioacuten
Dormir
Total
Las actividades marcadas en amarillo corresponden al promedio de horas de clases
y de recreo que diariamente tiene su representado y seraacute llenado en la escuela
APEacuteNDICE F
Formulas empleadas en el DOE
APENDICE G
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS EN PRUEBAS
AFECTIVAS
Cuestionario
Geacutenero F_____ M_____ Edad _____
Indicaciones
1 Recibiraacutes 2 muestras de helado codificadas
2 Prueba las muestras de izquierda a derecha y mantenlas en la boca por
algunos segundos
3 Luego traga las muestras y espera unos segundos entre muestras y bebe agua
4 Marca con una X la aceptacioacuten de cada muestra
[Type
[Type
Muestras
SI
NO
GRACIAS
APEacuteNDICE H
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA PRUEBAS
DISCRIMINATIVAS
NOMBRE_________________________________________________
PRUEBA TRIANGULAR
Se le presentan dos triacuteos con 3 muestras codificadas
1 Pruebe las muestras de izquierda a derecha
2 Evaluacutee uacutenicamente el atributo dulzor sin considerar otros
atributos
3 Marque con una X la muestra DIFERENTE Y ESCRIBA SUS
OBSERVACIONES
Nordm MUESTRAS
1-
2-
Observaciones_______________________________________________
__
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
___
___________________________________________________________
APEacuteNDICE I
CUESTIONARIO PRESENTADO A PANELISTAS PARA
PRUEBA DE PEacuteRFIL DE TEXTURA
APEacuteNDICE J
FICHA DE ESTABILIDAD
HELADO DE LECHE CON GRASA VEGETAL
Periodo de estudio desde 05 - Octubre - 2013 hasta 05 ndashAbril - 2014 Las muestras se mantuvieron en congelacioacuten a -18degC Temperatura del ambiente al momento del anaacutelisis 24 ordmC Humedad Relativa 65 Material de Empaque Envase primario Polipropileno Biorientado Perlado ndash Paleta de Madera
Lote 051013 Elaboracioacuten 05- Octubre -2013 Expiracioacuten 05-
Abril -2014
PARAacuteMETROS Meacutetodo de
Anaacutelisis INICIAL 3 MESES 6 MESES
SENSORIALES- Especificaciones Octubre05 Enero-05 Abril-05
Color Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Olor Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
Textura Meacutetodo propio Caracteriacutestico Inalterable Inalterable Inalterable
FIgraveSICO
QUIacuteMICOS-
Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre-
05
Enero-
05
Abril-05
Grasa Total NTE INEN
012
Min 60 g 665 g 663
g
662
g
Soacutelidos totales NTE INEN
014
Min 30 g 3152 3150 3151
MICROBIOLOacuteGIC
OS Meacutetodo de
Anaacutelisis Especificaciones
Octubre05 Enero-05 Abril-05
Aerobios Mesoacutefilos AOAC 96623 10 000 ufcg 430 ufcg 410 ufcg 380 ufcg
Coliformes Totales AOAC 99114 Max 100 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg lt1 ufcg
Ecoli AOAC 99114 lt3 NMPg Ausencia Ausencia Ausencia
Staphilococus
aureus AOAC 200307
lt 10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg lt10 ufcg
Listeria
monocytogenes AOAC-RI 070601
Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
Salmonella spp AOAC-RI 960801 Ausencia en 25 g Ausencia Ausencia Ausencia
CONCLUSIOacuteN El producto se mantiene inalterable en condiciones de congelacioacuten a 18 ordmC durante el periodo de estudio TIEMPO MAacuteXIMO
DE CONSUMO 6 meses
APEacuteNDICE K SIMULACION DE
COSTOS Y PRECIO DE HELADO
Simulacion de Costos
Helado de leche con grasa vegetal Produccioacuten Mensual 22809600 24-Aug-14
Mano de Obra
Tipo Personas Sueldo Base Beneficios sociales Total Mano de Obra Costo por mensual
mensual unidad
1 Mano de Obra Directa 3 $ 34000 $ 14047 $ 144140 $ 00063
2 Mano de Obra Indirecta 2 $ 100000 $ 35813 $ 271627 $ 00119
Total MOD $ 49860 $ 415766 $ 00182
Otros Costos de Transformacioacuten
Descripcioacuten
Costo por Total mensual unidad
1 Energiacutea Eleacutectrica mensual $ 100000 $ 00044
2 Depreciacioacuten mensual $ 8333 $ 00004
3 Otros costos $ 200000 $ 00088
Total CIF $ 308333 $ 00135
Costos primos
Descripcion component Receta Cantidad (Kg) Cu compra (Kg) Total mensual Por unidad
1 Azuacutecar 1400 00098 $ 08200 $ 183298 $ 00080
2 Leche en polvo descremada 239 00017 $ 55000 $ 209883 $ 00092
3 Leche entera en polvo 000 00000 $ 50790 $ - $ -
4 Leche entera liacutequida 7914 00554 $ 04976 $ 628770 $ 00276
5 Crema de leche (38) 000 00000 $ 25000 $ - $ -
6 Grasa vegetal de palma 397 00028 $ 15927 $ 100958 $ 00044
7
Estabilizante
050
00004
$ 75000
$ 59875
$ 00026
Total Materiales
$ 1182784 $ 00519
TOTAL COSTOS $ 1906884 $ 00836
PVP $ 03000
Margen Bruto 7213
APEacuteNDICE L
VALIDACIOacuteN
Nombre Helado de leche con grasa vegetal
Tipo de alimento Helado de leche
Envase Polipropileno Biorientado Perlado
Conservacioacuten Congelacioacuten ndash 24degC a ndash 18degC
Fecha de anaacutelisis 08102013
Contenido neto declarado 70 g
Condiciones climaacuteticas del ensayo Temperatura 225 degC plusmn 25 degC y Humedad
Relativa 55 plusmn 15
PRAacuteMETRO UNIDAD RESULTADO MEacuteTODO
Grasa Total 632 AOAC 98905
Grasa saturada 400 AOCS Ce 1B-89
Grasa Trans 000 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos mono
insaturados
232 AOCS Ce 1B-89
Aacutecidos grasos poli
insaturados
000 AOCS Ce 1B-89
Colesterol mg100g 2035 MI HPLC-UVVIS
Sodio mg100g 9083 Absorcioacuten Atoacutemica
Carbohidratos 1972 Caacutelculo
Azuacutecares 952 Lane y Eynon
Proteiacutena 304 AOAC 99120
Humedad 7027 AOAC 94108
Cenizas 065 INEN 14
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