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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
OPTIMIZACIÓN DE UN PROCESO DE FRITURA DE ZANAHORIA
TRABAJO DE GRADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA
QUÍMICA
AUTOR: CARMEN GABRIELA NARANJO FREIRE
TUTOR: ING. LORENA ELIZABETH VILLARREAL VILLOTA
QUITO
2015
ii
APROBACIÓN DEL TUTOR
En calidad de tutor del trabajo de grado titulado, “OPTIMIZACIÓN DE UN PROCESO DE
FRITURA DE ZANAHORIA”, me permito certificar que el mismo es original y ha sido
desarrollado por la señorita NARANJO FREIRE CARMEN GABRIELA, bajo mi dirección y
conforme con todas las observaciones realizadas, considero que el trabajo está concluido y tiene
mi aprobación.
En la ciudad de Quito, a los 28 días del mes de mayo de 2015
Ing. Lorena Elizabeth Villarreal Villota
PROFESOR TUTOR
iii
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL
Yo, Naranjo Freire Carmen Gabriela, en calidad de autora del trabajo de grado realizado sobre
“OPTIMIZACIÓN DE UN PROCESO DE FRITURA DE ZANHORIA”, por la presente
autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos
que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra, con fines estrictamente académicos
y de investigación.
Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente autorización,
seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8, 19 y
demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento
En la ciudad de Quito, a los 28 días del mes de mayo de 2015.
Carmen Gabriela Naranjo Freire
C.C. 1724514128
iv
AGRADECIMIENTO
Dios te agradezco por brindarme la vida, la salud y la fortaleza para culminar mi carrera
universitaria.
Agradezco a mis padres, por todo su amor, por sus cuidados, por sus años de trabajo
para ayudarme a cumplir esta meta.
Un agradecimiento muy especial a mi querida Ing. Lorena Villarreal, por brindarme su
tiempo y gran apoyo en el desarrollo del presente trabajo de grado.
Agradezco a mis amigas, Margarita y Milena por su amistad y su apoyo durante la
realización de este trabajo.
v
DEDICATORIA
Dedico el presente trabajo con todo el amor y gran gratitud a mis padres, Teresa Freire y
Jorge Naranjo. Queridos papás gracias por todo su esfuerzo y sacrificio. Gracias por ser mi
mano derecha y enseñarme a ser mejor persona cada día.
A mi hija, Samantha Isabella Hidalgo, tu llegada cambio mi mundo y te convertiste en el eje
principal de mi vida.
De manera especial al Ing. Israel Hidalgo, por sus sabios consejos y la gran ayuda brindada en
este arduo trabajo.
Gabriela Naranjo Freire
vi
CONTENIDO
pág.
LISTA DE TABLAS .................................................................................................................... xi
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................ xiii
LISTA DE ANEXOS .................................................................................................................. xv
RESUMEN ................................................................................................................................. xvi
ABSTRACT .............................................................................................................................. xvii
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 1
1. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................. 3
Zanahoria (Daucus Carota) .................................................................................................... 3 1.1.
Origen y Taxonomía. .......................................................................................................... 3 1.1.1.
Composición química. ......................................................................................................... 4 1.1.2.
Variedades existentes. ......................................................................................................... 5 1.1.3.
Producción Nacional. ......................................................................................................... 6 1.1.4.
Características de calidad. ................................................................................................. 7 1.1.5.
Deshidratación osmótica ....................................................................................................... 7 1.2.
Transferencia de masa. ....................................................................................................... 8 1.2.1.
Variables del proceso. ........................................................................................................ 9 1.2.2.
Ventajas y desventajas. ....................................................................................................... 9 1.2.3.
Fritura de alimentos ............................................................................................................. 11 1.3.
Definición. ......................................................................................................................... 11 1.3.1.
Transferencia de calor y materia. ..................................................................................... 11 1.3.2.
Cambios fisicoquímicos durante la fritura. ...................................................................... 121.3.3.
vii
Pérdida de humedad durante el proceso. ......................................................................... 13 1.3.4.
Factores que afectan el proceso. ...................................................................................... 14 1.3.5.
Equipos de fritura ................................................................................................................ 15 1.4.
Freidora discontinua o proceso por lotes. ........................................................................ 15 1.4.1.
Freidora continua. ............................................................................................................ 16 1.4.2.
Degradación del aceite durante el proceso de fritura........................................................... 17 1.5.
Cambios físicos. ................................................................................................................ 17 1.5.1.
Cambios químicos ............................................................................................................. 17 1.5.2.
Evaluación química de las grasas y aceites. ...................................................................... 21 1.5.3.
2. DISEÑO EXPERIMENTAL ................................................................................................. 23
Diseño experimental para el proceso de deshidratación osmótica ...................................... 24 2.1.
Variables independientes o factores. ................................................................................ 25 2.1.1.
Variables dependientes o de respuesta ............................................................................. 25 2.1.2.
Diseño experimental para el proceso de fritura ................................................................... 26 2.2.
Variables independientes o factores. ................................................................................ 26 2.2.1.
Variables dependientes o de respuesta. ............................................................................ 27 2.2.2.
Diseño experimental para analizar el deterioro del aceite de fritura ................................... 28 2.3.
Materiales y Equipos ........................................................................................................... 29 2.4.
Material de laboratorio .................................................................................................... 29 2.4.1.
Sustancias y Reactivos ...................................................................................................... 30 2.4.2.
Procedimiento ...................................................................................................................... 30 2.5.
Recepción de la materia prima. ........................................................................................ 32 2.5.1.
Picado. .............................................................................................................................. 32 2.5.2.
Pretratamiento de fritura – deshidratación osmótica. ...................................................... 32 2.5.3.
Proceso de fritura. ............................................................................................................ 32 2.5.4.
Empacado. ........................................................................................................................ 33 2.5.5.
Caracterización de la materia prima. ............................................................................... 33 2.5.6.
Caracterización fisicoquímica de los snacks de zanahoria .............................................. 34 2.5.7.
Deterioro del aceite de fritura. ......................................................................................... 34 2.5.8.
viii
3. DATOS EXPERIMENTALES .............................................................................................. 36
Caracterización de la zanahoria Daucus Carota .................................................................. 36 3.1.
Determinación de humedad. ............................................................................................. 36 3.1.1.
Determinación de la acidez titulable. ............................................................................... 36 3.1.2.
Proceso de deshidratación osmótica .................................................................................... 37 3.2.
Proceso de fritura ................................................................................................................. 38 3.3.
Análisis sensorial afectivo de los snacks de zanahoria. ....................................................... 39 3.4.
Análisis del deterioro del aceite en el proceso de fritura ..................................................... 40 3.5.
4. CÁLCULOS........................................................................................................................... 41
Caracterización de la zanahoria fresca Daucus Carota ........................................................ 41 4.1.
Cálculo de la determinación de humedad de la zanahoria............................................... 41 4.1.1.
Cálculo de la acidez titulable de la materia prima. .......................................................... 41 4.1.2.
Proceso de deshidratación osmótica .................................................................................... 42 4.2.
Cálculo modelo para la preparación de la solución osmótica. ........................................ 42 4.2.1.
Cálculo de la pérdida de peso de la zanahoria deshidratada osmóticamente.................. 43 4.2.2.
Cálculo de la ganancia de sólidos en la zanahoria deshidratada osmóticamente. .......... 43 4.2.3.
Cálculo de la pérdida de agua en la zanahoria deshidratada osmóticamente. ................ 44 4.2.4.
Proceso de fritura ................................................................................................................. 44 4.3.
Cálculo para determinar la humedad de los snacks de zanahoria. .................................. 44 4.3.1.
Cálculo para determinar el contenido de grasa en los snacks de zanahoria. .................. 45 4.3.2.
Cálculo para determinar la diferencia de color en los snacks de zanahoria. .................. 45 4.3.3.
Cálculo del rendimiento del proceso de fritura para el tratamiento óptimo. ................... 45 4.3.4.
Cálculo modelo para tabular los datos experimentales del análisis sensorial afectivo ........ 46 4.4.
Deterioro del aceite de fritura .............................................................................................. 46 4.5.
Cálculo para determinar la acidez en el aceite de fritura. ............................................... 46 4.5.1.
Cálculo para determinar el índice de acidez en el aceite de fritura. ................................ 47 4.5.2.
Cálculo para determinar el índice de peróxido en el aceite de fritura ............................. 47 4.5.3.
Cálculo para determinar el índice de yodo en el aceite de fritura. .................................. 48 4.5.4.
ix
5. RESULTADOS ...................................................................................................................... 49
Caracterización fisicoquímica de la zanahoria .................................................................... 49 5.1.
Resultados para realizar la optimización del proceso de deshidratación osmótica ............. 50 5.2.
Resultados de la pérdida de peso de las rodajas de zanahoria. ....................................... 50 5.2.1.
Resultados de la ganancia de sólidos de las rodajas de zanahoria. ................................. 51 5.2.2.
Resultados de la pérdida de humedad de las rodajas de zanahoria. ................................ 53 5.2.3.
Optimización de respuesta múltiple del proceso de deshidratación osmótica. ................ 54 5.2.4.
Resultados para realizar la optimización del proceso de fritura atmosférica ...................... 57 5.3.
Resultados para el contenido de humedad de los snacks de zanahoria. ........................... 57 5.3.1.
Resultados para el contenido de grasa de los snacks de zanahoria. ................................ 59 5.3.2.
Resultados para el factor de luminosidad de los snacks de zanahoria. ............................ 60 5.3.3.
Optimización simultánea de varias respuestas del proceso de fritura atmosférica. ........ 62 5.3.4.
Resultados del análisis sensorial afectivo de los snacks de zanahoria ................................ 65 5.4.
Análisis sensorial para el atributo textura. ...................................................................... 65 5.4.1.
Análisis sensorial para el atributo color. ......................................................................... 65 5.4.2.
Resultados para analizar el deterioro del aceite de fritura ................................................... 66 5.5.
Índice de acidez................................................................................................................. 67 5.5.1.
Índice de peróxidos. .......................................................................................................... 67 5.5.2.
Índice de yodo. .................................................................................................................. 68 5.5.3.
6. DISCUSIÓN .......................................................................................................................... 69
Proceso de deshidratación osmótica .................................................................................... 69 6.1.
Proceso de fritura ................................................................................................................. 70 6.2.
Análisis sensorial ................................................................................................................. 70 6.3.
Análisis del deterioro del aceite .......................................................................................... 71 6.4.
7. CONCLUSIONES ................................................................................................................. 72
Proceso de deshidratación osmótica .................................................................................... 72 7.1.
Proceso de fritura ................................................................................................................. 72 7.2.
Análisis sensorial ................................................................................................................. 72 7.3.
x
Análisis del deterioro del aceite de fritura ........................................................................... 73 7.4.
8. RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 74
CITAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................................... 75
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................... 78
ANEXOS..................................................................................................................................... 80
xi
LISTA DE TABLAS
pág.
Tabla 1. Taxonomía de la zanahoria Daucus Carota .................................................................... 3
Tabla 2. Composición química de la zanahoria ............................................................................ 4
Tabla 3. Producción y rendimiento agrícola de la zanahoria amarilla en el Ecuador ................... 6
Tabla 4. Variables independientes o factores del proceso de deshidratación osmótica .............. 25
Tabla 5. Diseño experimental 22 para el proceso de deshidratación osmótica ............................ 25
Tabla 6. Variables independientes o factores del proceso de fritura atmosférica ....................... 27
Tabla 7. Diseño experimental 32 para el proceso de fritura atmosférica ..................................... 27
Tabla 8. Tabla Deterioro del aceite de fritura ............................................................................. 28
Tabla 9. Datos para determinar la humedad de la zanahoria ....................................................... 36
Tabla 10. Datos para determinar la acidez titulable de la zanahoria ........................................... 36
Tabla 11. Datos para realizar la optimización del proceso de deshidratación osmótica ............. 37
Tabla 12. Datos para realizar el cálculo de las variables de respuesta para la
optimización del proceso de fritura atmosférica ......................................................................... 38
Tabla 13. Resultados obtenidos en el análisis sensorial para el atributo crocancia ..................... 39
Tabla 14. Resultados obtenidos en el análisis sensorial para el atributo color ............................ 39
Tabla 15. Resultados obtenidos en el análisis sensorial para el atributo sabor ........................... 39
Tabla 16. Datos para determinar el porcentaje de acidez, índice de acidez, índice de
peróxidos e índice de yodo del aceite, después de cada fritura .................................................. 40
Tabla 17. Caracterización física de la zanahoria fresca .............................................................. 49
Tabla 18. Caracterización química de la zanahoria fresca .......................................................... 49
Tabla 19. Pérdida de peso en las rodajas de zanahoria en los tratamientos de
deshidratación osmótica .............................................................................................................. 50
Tabla 20. Ganancia de sólidos en las rodajas de zanahoria en los tratamientos de
deshidratación osmótica .............................................................................................................. 51
Tabla 21. Pérdida de humedad de las rodajas de zanahoria en los tratamientos de
deshidratación osmótica .............................................................................................................. 53
Tabla 22. ANOVA para las tres variables de respuesta del proceso de deshidratación
osmótica ...................................................................................................................................... 55
Tabla 23. Coeficientes de determinación para las tres variables de respuesta ............................ 55
xii
Tabla 24. Características fisicoquímicas del tratamiento óptimo del proceso de
deshidratación osmótica ............................................................................................................. 57
Tabla 25. Contenido de humedad de las rodajas fritas de zanahoria en los tratamientos
de fritura ...................................................................................................................................... 57
Tabla 26. Contenido de grasa de las rodajas fritas de zanahoria en los tratamientos de fritura .. 59
Tabla 27. Color de las rodajas fritas de zanahoria en los tratamientos de fritura ........................ 60
Tabla 28. Tabla ANOVA para las tres variables de respuesta del proceso de fritura ................. 62
Tabla 29. Coeficientes de determinación para las tres variables de respuesta ............................ 62
Tabla 30. Características fisicoquímicas del snack de zanahoria en el tratamiento óptimo ........ 64
Tabla 31. Recuento microbiológico de los snacks de zanahoria en el tratamiento óptimo ......... 64
Tabla 32. Datos experimentales para construir las gráficas del deterioro del aceite ................... 66
xiii
LISTA DE FIGURAS
pág.
Figura 1. Zanahoria (Daucus Carota) ............................................................................................ 3
Figura 2. Corte transversal de la zanahoria Daucus Carota .......................................................... 5
Figura 3. Variedades de zanahoria amarilla .................................................................................. 6
Figura 4. Transferencia de agua y soluto en la deshidratación osmótica ...................................... 8
Figura 5. Diagrama de flujo del proceso de deshidratación osmótica ......................................... 10
Figura 6. Transferencia de calor y masa durante el proceso de fritura ........................................ 11
Figura 7. Efecto de la temperatura del aceite sobre las curvas de deshidratación ....................... 13
Figura 8. Efecto de la temperatura del aceite sobre las curvas de velocidad de
deshidratación ............................................................................................................................ 14
Figura 9. Freidora discontinua .................................................................................................... 16
Figura 10. Freidora continua ....................................................................................................... 16
Figura 11. Formación y degradación de compuestos durante la fritura ...................................... 17
Figura 12. Diseño experimental para la optimización del proceso de fritura .............................. 23
Figura 13. Representación del diseño de composición central con puntos axiales para k=2 ...... 24
Figura 14. Representación del diseño factorial 3k=2
.................................................................... 26
Figura 15. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de snacks de zanahoria ..................... 31
Figura 16. Diagrama de cromaticidad ......................................................................................... 33
Figura 17. Diagrama de pareto para el porcentaje de pérdida de peso ........................................ 50
Figura 18. Efecto del tiempo de inmersión y la concentración de sacarosa sobre el
porcentaje de pérdida de peso ..................................................................................................... 51
Figura 19. Diagrama de pareto para el porcentaje de ganancia de sólidos .................................. 52
Figura 20. Efecto del tiempo de inmersión y la concentración de la solución sobre el
porcentaje de ganancia de sólidos ............................................................................................... 52
Figura 21. Diagrama de pareto para el porcentaje de pérdida de humedad ................................ 53
Figura 22. Efecto del tiempo de inmersión y la concentración de la solución sobre el
porcentaje de pérdida de humedad ............................................................................................. 54
Figura 23. Gráficas de contorno superpuestas del proceso de deshidratación osmótica ............. 56
Figura 24. Superficie de respuesta para el proceso de deshidratación osmótica ......................... 56
xiv
Figura 25. Diagrama de pareto para el contenido de humedad en los snacks de zanahoria ........ 58
Figura 26. Efecto de la temperatura y tiempo de fritura sobre el contenido de humedad
de los snacks de zanahoria .......................................................................................................... 58
Figura 27. Diagrama de pareto para el contenido de grasa en los snacks de zanahoria .............. 59
Figura 28. Efecto de la temperatura y tiempo de fritura sobre el contenido de grasa en los
snacks de zanahoria ..................................................................................................................... 60
Figura 29. Diagrama de pareto para el factor de luminosidad en los snacks de zanahoria ......... 61
Figura 30. Efecto de la temperatura y tiempo de fritura sobre el factor de luminosidad
de los snacks de zanahoria ......................................................................................................... 61
Figura 31. Región y punto óptimo de fritura ubicado dentro de la superposición de las
diferentes curvas de contorno ...................................................................................................... 63
Figura 32. Superficie de respuesta de la optimización del proceso de fritura de zanahoria ........ 63
Figura 33. Gráfica de contornos de la superficie de respuesta del proceso de fritura ................. 64
Figura 34. Resultados del análisis sensorial para el atributo textura del snack ........................... 65
Figura 35. Resultados del análisis sensorial para el atributo color del snack .............................. 66
Figura 36. Índice de acidez en función de los ciclos de fritura ................................................... 67
Figura 37. Índice de peróxidos en función de los ciclos de fritura .............................................. 67
Figura 38. Índice de yodo en función de los ciclos de fritura ..................................................... 68
xv
LISTA DE ANEXOS
pág.
ANEXO A. Perfil lipídico del aceite DanolinFri ....................................................................... 81
ANEXO B. Caracterización fisicoquímica de la materia prima ................................................. 82
ANEXO C. Proceso para la obtención de snacks de zanahoria mediante fritura atmosférica ... 83
ANEXO D. Caracterización fisicoquímica de los snacks de zanahoria ..................................... 84
ANEXO E. Formato del análisis sensorial afectivo ................................................................... 85
ANEXO F. Norma Técnica Ecuatoriana NTE 2561:2010 ......................................................... 86
ANEXO G. Continuación Norma Técnica Ecuatoriana NTE 2561:2010 .................................. 87
xvi
OPTIMIZACIÓN DE UN PROCESO DE FRITURA DE ZANAHORIA
RESUMEN
Se determinaron las condiciones óptimas de los procesos de deshidratación osmótica y fritura,
para la obtención de snacks a partir de zanahoria Daucus Carota, mediante la metodología de
superficie de respuesta.
Primero, se aplicó una deshidratación osmótica a rodajas de zanahoria de 2mm de espesor. Este
proceso se optimizó, en base a un diseño estadístico de composición central para dos variables
independientes: concentración de la solución osmótica y tiempo de inmersión de la zanahoria en
la misma. A continuación, se realizó la optimización del proceso de fritura, mediante un diseño
estadístico factorial para dos variables independientes: temperatura y tiempo de fritura.
A las condiciones óptimas del proceso de fritura, se desarrollaron las curvas de deterioro del
aceite en función de los índices de: acidez, yodo y peróxidos.
Las condiciones óptimas para el proceso de deshidratación osmótica fueron: una concentración
de la solución osmótica de 64°Brix y un tiempo de inmersión en la misma de 35 minutos. En la
fritura, las condiciones óptimas de temperatura y tiempo de fritura fueron: 164ºC y 4,6 minutos,
respectivamente.
En el aceite residual se observó un incremento del índice de acidez y peróxidos y una
disminución del índice de yodo conforme aumenta el número de frituras realizadas.
PALABRAS CLAVE: /OPTIMIZACIÓN/ METODOLOGÍA DE SUPERFICIE DE
RESPUESTA/ ZANAHORIA AMARILLA/ DAUCUS CAROTA/ DESHIDRATACIÓN
OSMÓTICA /FRITURA / DETERIORO/ ACEITES COMESTIBLES/
xvii
FRYING PROCESS OF CARROTS OPTIMIZATION
ABSTRACT
The optimum conditions of osmotic dehydration and frying process were determined in order to
obtain snacks from Daucus Carota carrots through response surface methodology.
First, an osmotic dehydration to carrot slices of 2mm thickness was applied. This process was
optimized based on a statistical design of central composition for two independent variables: the
osmotic solution concentration and the carrot immersion time in said solution. Then, the frying
process optimization was performed by applying a factorial experimental design for two
independent variables: temperature and frying time.
Oil deterioration curves were determined on base of acidity, peroxides and iodine indexes in the
optimum conditions of frying process.
The optimum conditions of osmotic dehydration process were: a concentration of osmotic
solution of 64 °Brix and an immersion time of 35 minutes. In the frying process, the optimum
frying temperature and time were 164°C and 4.6 minutes, respectively.
In the residual oil, it was observed an increase of acidity and peroxides indexes and also related
to a decrease in the iodine index according to increase the number of frying made.
KEYWORDS: /OPTIMIZATION/ RESPONSE SURFACE METHODOLOGY/ YELLOW
CARROT/ DAUCUS CAROTA/ OSMOTIC DEHYDRATION /FRYING /
DETERIORATION/ EDIBLE OILS/
1
INTRODUCCIÓN
La fritura de alimentos se originó en la región Mediterránea y es considerada como uno de los
procesos más comunes y antiguos de preparación de alimentos. La gran expansión de productos
fritos en el mercado a nivel mundial se debe principalmente a la combinación única de sabor y
textura que adquieren los alimentos luego de este proceso. Sin embargo, esta operación
recientemente ha sido estudiada técnicamente en la industria de alimentos desde la mitad del
siglo XX.
En la actualidad, los alimentos fritos generan preocupación en los consumidores debido a los
trastornos de peso y problemas de salud asociados al gran consumo de alimentos con alto
contenido de grasa. Por lo tanto, existen diversos enfoques que han sido adoptados con
diferentes grados de éxito para controlar la absorción de aceite y mejorar las características
organolépticas del producto frito. Entre las técnicas prometedoras se puede mencionar a los
tratamientos pre-fritura y a la modificación de superficies de los alimentos mediante la
aplicación de un revestimiento. Además esto obliga al desarrollo de nuevas técnicas eficaces e
innovadoras, que permitan monitorear y evaluar continuamente la calidad de los alimentos fritos
Por otro lado, el aceite al ser sometido a temperaturas elevadas durante un tiempo prolongado de
fritura en presencia de oxígeno y agua proveniente del alimento, experimenta una serie de
reacciones químicas indeseables como son: la hidrólisis, la oxidación y la polimerización, las
cuales son causantes del deterioro del aceite y en consecuencia afectan las características
nutricionales y sensoriales del alimento frito, así como también la salud del consumidor.
Generalmente la industria de snacks se ha enfocado en la producción de papas fritas, sin tomar
en cuenta otro tipo de tubérculos. Por esta razón el presente trabajo plantea como una alternativa
tecnológica de procesamiento de alimentos la elaboración de un snack a partir de la zanahoria
Daucus Carota, la misma que es considerada como la segunda hortaliza más popular en el
mundo después de la papa, además es muy apetecida por los consumidores por su gran valor
nutritivo. El pre-tratamiento de fritura aplicado a esta materia prima fue la deshidratación
osmótica, con la finalidad de mejorar las características organolépticas del producto. Las
condiciones óptimas de concentración de la solución osmótica y el tiempo de inmersión de la
zanahoria en la solución osmótica fueron 64°Brix y 35 minutos, respectivamente.
2
Estas condiciones permitieron obtener el 29,34% de pérdida de peso, el 12,45% de ganancia de
sólidos y el 40,70% de la pérdida de humedad. En la fritura las condiciones óptimas de
temperatura y tiempo de fritura fueron: 146°C y 4,6 minutos, respectivamente. Con estas
condiciones se obtuvo un snack con las siguientes características: 5% de humedad, 18% de
grasa, y 61,54 de luminosidad. Finalmente se analizó el deterioro del aceite de fritura utilizado
en el proceso.
3
1. MARCO TEÓRICO
Zanahoria (Daucus Carota) 1.1.
“La zanahoria es una hortaliza de raíz, de color anaranjado y estructura leñosa. Es cultivada en
zonas de clima templado y húmedo. Las zanahorias se cultivan para el consumo humano y
como alimento, sobre todo para los caballos. Se consumen como verduras (frescas, enlatadas y
deshidratadas), ensaladas, zumos, sopas, encurtidos, pastel.” [1]
Figura 1. Zanahoria (Daucus Carota)
Origen y Taxonomía. “La zanahoria es originaria de Europa y el Medio Oriente, su 1.1.1.
nombre científico es Daucus Carota var. Sativa. Taxonómicamente presenta la siguiente
clasificación:” [2]
Tabla 1. Taxonomía de la zanahoria Daucus Carota
Familia Umbelliferae
Reino Vegetal
Subreino Embriofitas
Clase Angiosperma
Subclase Dicotiledónea
Género Daucus
Especie Carota
Fuente: NIRMAL, Sinha y AHMED, Jasim. Handbook of Vegetable Processing. Editorial John
Wiley&Sons, USA, 2010. p. 415.
4
Composición química. La zanahoria es reconocida nutricionalmente como una fuente 1.1.2.
importante de -caroteno, el cual es un precursor de la vitamina A. Además, presenta un
contenido elevado de carbohidratos, fibra dietética, y minerales como: calcio, fósforo, hierro y
magnesio y en menor cantidad ácido ascórbico y potasio. El contenido de humedad de este
tubérculo varía entre el 86 y 90%. La composición nutricional de la zanahoria se muestra en la
tabla 2. [3]
Tabla 2. Composición química de la zanahoria
Componente Unidad Valor/100g
Humedad g 86 - 88,8
Proteína g 0,7 – 0,93
Grasa g 0,2 – 0,5
Fibra g 1,2 – 2,8
Cenizas totales g 1,1
Carbohidratos totales g 6 – 10,6
Azúcares totales g 4,74 – 5,6
Sacarosa g 3,59
Glucosa (dextrosa) g 0,59
Fructuosa g 0,55
Almidón g 1,43
Calcio mg 34 - 80
Hierro mg 0,4 – 2,2
Fósforo mg 25 - 53
Sodio mg 40
Potasio mg 240
Magnesio mg 9
Cobre mg 0,02
Zinc mg 0,2
Carotenos mg 5,33
Tiamina mg 0,04
Riboflavina mg 0,02
Niacina mg 0,2
Vitamina A mg 2.000-12000,00
Vitamina C mg 4
B-caroteno ug 8285
Valor energético kJ 125
Fuente: SALUNKHE, D y KADAN, S. Handbook of Vegetable Science and Technology.
Editorial CRC Press, USA, 1998. p. 123.
La zanahoria se encuentra constituida por una corteza llamada floema y por un centro
llamado xilema. La constitución de la zanahoria de corte transversal se indica en la figura 2.
Generalmente el floema contiene alrededor de un 30% más de pigmento que el xilema.
Mientras que las raíces que contienen una relación floema/xilema más alta tienen mayor
peso específico y mayor contenido de azúcares totales y sacarosa. Además el floema de las
zanahorias es más rico en materia seca que el xilema.
5
Figura 2. Corte transversal de la zanahoria Daucus Carota
Variedades existentes. La variedad de zanahoria es un factor determinante en la calidad 1.1.3.
de los productos procesados, debido a que en función de este cambian diferentes propiedades
fisicoquímicas como: el rendimiento, el tamaño, la forma, el contenido de -caroteno, el
contenido de azúcar, las características de sabor y textura, y la capacidad de almacenamiento de
la zanahoria. [3]
1.1.3.1. Chantenay. Este tipo de zanahoria se utiliza principalmente para el procesamiento
industrial, pero también son de excelente calidad para el consumo local y comercial, y en
particular para enlatados y almacenamiento. Se caracterizan por ser cortas y semi-largas de
forma cónica con hombros anchos; miden entre 6 y 15 cm de largo, tienen hombros de
aproximadamente 5cm de ancho. Son de color naranja intenso. Variedades: Red Core
Chantenay, Kurota Chantenay y Royal Chantenay.
1.1.3.2. Nantes. Este tipo de zanahoria es demasiado frágil para el transporte y procesamiento,
miden entre 18 y 23 cm de largo, son de forma casi cilíndrica. Tanto el xilema como el floema
son de color naranja intenso. Poseen excelente textura y sabor. Desafortunadamente, hay una
alta incidencia de hombros verdes, corteza de color naranja claro, y floema de color amarillo en
las variedades de este tipo. Variedades: Scarlet Nantes, Nantes Coreless.
1.1.3.3. Danvers. Es una variedad de origen americano, se utiliza para el mercado y
procesado, miden entre 12 y 15 cm de longitud por 3 y 4 cm de diámetro. Las raíces son de
color naranja intenso con un núcleo ligeramente amarillento, tienen forma cónica y extremos
afilados o ligeramente redondeados. Variedades: Scarlet Keeper, Valery. [4]
6
1.1.3.4. Emperador. Las raíces miden entre 15 y 18cm de largo por 2,5 a 4,5 de diámetro.
Tienen forma cónica, poseen extremos afilados. La corteza es de un color naranja intenso con
un núcleo ligeramente menos pigmentado.
Figura 3. Variedades de zanahoria amarilla
Producción Nacional. En el Ecuador, la mayor producción de zanahoria amarilla se 1.1.4.
encuentra en la región interandina. Las principales provincias productoras de este tubérculo son:
Chimborazo, Pichincha, Cotopaxi y Carchi. Para el cultivo de este tubérculo se requiere un
clima templado húmedo. En el Ecuador gran parte de la producción de zanahoria está destinada
para consumo interno, únicamente se exporta un 3,9%, este porcentaje corresponde a la variedad
(zanahorias bebe). Por otro lado el precio de un quintal (100lb) de zanahoria en el país es de $11
actualmente.
Tabla 3. Producción y rendimiento agrícola de la zanahoria amarilla en el Ecuador
Provincia Superficie cosechada
(ha)
Producción
(Tn)
Rendimiento
(kg/ha)
Carchi 490 4.860 9.918
Imbabura 19 87 4.579
Pichincha 900 7.100 7.889
Cotopaxi 684 4.234 6.534
Tungurahua 616 3.992 6.481
Chimborazo 1.333 9.560 7.172
Bolívar 411 3.735 9.088
Cañar 38 248 6.526
Loja 176 455 2.585
Fuente: ALMEIDA, Paola y ZAMBRANO, María. Elaboración de jugo, pasta y polvo de
zanahoria. Trabajo de Grado. Ingeniero Agroindustrial. Universidad Politécnica Nacional.
Escuela de Ciencias. Quito. 2007. p. 16.
7
Características de calidad. 1.1.5.
1.1.5.1. Uniformidad. Esta característica resulta un atributo importante en particular para el
comercio al por menor, así como para algunas formas de procesamiento. Las deformidades de
las raíces tales como; bifurcaciones y agrietamientos son características indeseables en la
zanahoria.
1.1.5.2. Color. En la zanahoria, los principales pigmentos responsables del color son: el -
caroteno, -caroteno y la xantofila. Mientras la zanahoria es más coloreada, resulta más
deseable comercialmente, no sólo por su mejor apariencia, sino también por su alto valor
nutritivo. El color verde en los hombros de la zanahoria se debe a la exposición a la luz solar
durante la fase de crecimiento y es una característica indeseable en el producto.
1.1.5.3. Tamaño. Esta característica varía en función del uso previsto. Por ejemplo las raíces
grandes de 150 a 200g se utilizan para realizar procesos de deshidratación, mientras que las
zanahorias pequeñas de alrededor de 5 a 10g son aptas para el comercio de alimentos gourmet.
Generalmente, se prefieren las raíces de 2 a 4 cm de diámetro y de 20 a 25 cm de longitud para
el comercio de mercado de productos frescos.
1.1.5.4. Textura. Generalmente, entre las características de textura deseables en la zanahoria
para el mercado de productos frescos es la firmeza, frescura y jugosidad. Mientras que en las
zanahorias para procesamiento, la firmeza y la uniformidad de la textura a lo largo de la raíz son
características importantes. [5]
Deshidratación osmótica 1.2.
La deshidratación osmótica es una operación de contacto sólido-líquido, la cual se fundamenta
en la eliminación parcial del agua de los alimentos y la impregnación de sólidos mediante la
inmersión del alimento generalmente frutas o vegetales, en una solución hipertónica (osmótica)
altamente concentrada (usualmente 50 a 80 g soluto/100g solución), la cual puede estar
constituida de sacarosa para las frutas, cloruro de sodio para los vegetales o una mezcla de los
dos. [6]
8
Generalmente, después de un tratamiento osmótico se reduce la humedad de los alimentos entre
el 30 y 50%, lo que significa que no se logra alcanzar un contenido de humedad suficientemente
bajo como para obtener alimentos no perecederos. Por lo tanto, este proceso es considerado
como un pre-tratamiento o como un paso intermedio a un proceso convencional de
estabilización como; el secado con aire o por congelación, la pasteurización u otros procesos
para frutas, vegetales, pescado y productos de carne. [7]
Transferencia de masa. El transporte de masa en la deshidratación osmótica tiene lugar a 1.2.1.
través de las membranas celulares semipermeables de los alimentos; estas ejercen alta
resistencia a la transferencia de masa y reducen la velocidad de la deshidratación. El principal
mecanismo de transferencia de masa es la difusión, la fuerza impulsora para la eliminación de
agua es el gradiente de concentración entre la solución y el fluido intracelular. [8] La cinética de
transferencia de masa se describe generalmente a través de la pérdida de agua, la ganancia de
sólidos y la reducción de peso. [9]
Durante el proceso de deshidratación osmótica, se producen tres flujos en contracorriente de
forma simultánea, los cuales son los siguientes:
El flujo de agua desde el alimento hacia la solución hipertónica.
La transferencia simultánea de soluto desde la solución hacia el alimento.
El flujo de solutos naturales del alimento (azúcares, ácidos orgánicos, vitaminas, algunos
compuestos del sabor, minerales) hacia la solución, el cual comúnmente es ínfimo. Este
proceso se encuentra representado gráficamente en la figura 4. [10]
Figura 4. Transferencia de agua y soluto en la deshidratación osmótica
9
Variables del proceso. Las principales variables que afectan la transferencia de masa son: 1.2.2.
1.2.2.1. Propiedades del alimento. La variedad, el grado de madurez, la composición química,
y la porosidad de los alimentos tienen un efecto significativo sobre la transferencia de masa. Por
otro lado, el área de contacto entre el alimento y la solución osmótica es afectada por la forma,
geometría y tamaño del alimento.
1.2.2.2. Solución osmótica. Los agentes osmóticos comúnmente usados son; la sacarosa para
frutas y el cloruro de sodio para vegetales, pescado, y carne. Otros agentes incluyen la glucosa,
fructuosa, lactosa, dextrosa, maltosa, polisacáridos, maltodextrina, almidón, ácido cítrico, ácido
ascórbico, cloruro de calcio y una combinación de los mismos. La velocidad de ganancia de
sólidos se relaciona directamente con la concentración de la solución e inversamente con el
tamaño de la molécula del soluto. Mientras que la velocidad de deshidratación es directamente
proporcional a la concentración de la solución.
1.2.2.3. Condiciones intrínsecas del proceso: Los factores más evaluados en los estudios de
deshidratación osmótica son:
Temperatura
Concentración y composición de la solución osmótica
Tiempo de inmersión
Presión de trabajo
Relación producto/solución
Nivel de agitación
1.2.2.4. Pretratamientos. Los tratamientos utilizados antes de la deshidratación osmótica
como; el escaldado, pelado, recubrimientos, congelación/descongelación y alta presión, mejoran
la transferencia de masa durante el proceso. [11]
Ventajas y desventajas. Los efectos favorables de la deshidratación osmótica en 1.2.3.
productos alimenticios procesados son los siguientes:
Evita el pardeamiento enzimático, inhibiendo de forma eficaz la polifenol oxidasa, la
enzima que cataliza el pardeamiento oxidativo de muchas frutas cortadas.
10
Este proceso resulta efectivo aún a temperatura ambiente, por lo tanto ofrece un
considerable potencial de ahorro de energía en comparación con el secado por convección.
[12]
Reduce la actividad de agua de muchos alimentos, inhibiendo el crecimiento microbiano.
[13]
Disminuye el tiempo de secado y minimiza el colapso estructural, además mejora la
estabilidad de los pigmentos durante el proceso de secado, así como durante el
almacenamiento. [14]
En lo que refiere a la deshidratación osmótica utilizada como pre-tratamiento de fritura,
deshidrata parcialmente el alimento y evita el colapso estructural del mismo debido a la
pérdida de humedad, reduce la absorción de aceite y finalmente beneficia la textura de los
alimentos fritos. [15]
Entre las desventajas que presenta este proceso se encuentran:
La principal desventaja de este proceso en la industria alimentaria es la impregnación
excesiva de soluto en el alimento, lo cual puede generar inconvenientes en la aceptabilidad
del producto.
El manejo de la solución osmótica es un limitante de este proceso, debido a que requiere de
un control de calidad riguroso para evitar la contaminación microbiana para poder reutilizar
la solución, además se necesitan procesos como; evaporación, ósmosis inversa y otros, para
la reconcentración de la solución. [16]
Materia prima
Humedad = 75-90%
DESHIDRATACIÓN
OSMÓTICA
Temperatura, tiempo, presión
Producto parcialmente
deshidratado
Humedad = 50-75%
Congelación
Solución osmótica
50-70ºBrix
Solución osmótica
diluida
Secado
convectivo
Secado por
microondasFritura Pasteurización Concentración
Incorporación de soluto
Fuente: RATTI, Cristina. Advances in Food Dehydration. Editorial CRC Press, USA, 2008. p.
193.
Figura 5. Diagrama de flujo del proceso de deshidratación osmótica
11
Fritura de alimentos 1.3.
Definición. La fritura se define como un proceso de inmersión de un alimento en aceite 1.3.1.
o grasa comestible a una temperatura elevada, por encima del punto de ebullición del agua a
presión atmosférica. El rango de temperatura más común para el proceso es entre 150-200°C.
[17]
Transferencia de calor y materia. La fritura es un proceso complejo que implica la 1.3.2.
transferencia simultánea de calor y masa, la cual es provocada por el gradiente de temperatura
entre el alimento y el aceite caliente. El calor es transferido mediante el mecanismo de
convección entre el aceite y la superficie del alimento y por conducción desde la superficie
hacia el interior del alimento. Mientras que la transferencia de masa en este proceso está dada
por la remoción del agua desde el interior del alimento a la zona de evaporación, dejando la
superficie en forma de vapor y por la ganancia de aceite El mecanismo y la cinética de la
pérdida de agua dependen de la presencia o ausencia de la costra del alimento.
GULUM, Servet y SAHIN, Serpil. Advances in Deep-Fat Frying of Foods. Editorial CRC
Press, USA, 2008. p. 6.
Figura 6. Transferencia de calor y masa durante el proceso de fritura
12
Cambios fisicoquímicos durante la fritura. La fritura aporta atributos de calidad en los 1.3.3.
alimentos como: el sabor, la textura y la apariencia, los cuales son el resultado de una serie de
cambios fisicoquímicos que inician inmediatamente después de la inmersión del alimento en el
aceite.
1.3.3.1. Cocción y efectos térmicos. Uno de los principales objetivos de la fritura es la cocción
de los alimentos, como consecuencia de esto se producen diferentes reacciones como la
gelatinización de almidones, desnaturalización de proteínas, inactivación de enzimas,
destrucción de microorganismos, reacciones de Maillard o pardeamiento no enzimático, las
cuales ocurren entre azúcares reductores y aminoácidos por el efecto del calor.
1.3.3.2. Cambios en la textura y estructura del producto. El efecto más común en el alimento
es la formación de una costra, desarrollo de poros y encogimiento o reducción del tamaño
debido a la deshidratación. [18]
1.3.3.3. Absorción de aceite durante el proceso de fritura. Durante la fritura el calentamiento
del aceite conduce a la pérdida de humedad en forma de vapor desde el interior de los alimentos
hacia la superficie, a través de su estructura porosa; permitiendo el ingreso del aceite en los
orificios formados por la eliminación de agua. Sin embargo, el flujo de vapor impide la
absorción de aceite en la fase inicial de deshidratación, mediante la creación de una
sobrepresión en el interior de los poros durante la fritura. Por lo tanto, se ha demostrado que la
mayor absorción de aceite tiene lugar durante la fase de enfriamiento. Esto se debe a que
después de retirar los alimentos de la freidora, la temperatura desciende; y el vapor se condensa
en los poros. Este mecanismo de condensación crea un efecto de vacío, el cual hace que el
aceite se adhiera dentro del producto. [19]
Los factores que afectan la absorción de aceite durante la fritura son: el tipo y calidad del aceite,
la temperatura y el tiempo de fritura, la superficie de contacto, la composición del producto, la
porosidad del alimento, el contenido inicial de humedad y los pre-tratamientos como; el
escaldado, el secado y los recubrimientos y la degradación del aceite. [20]
13
Pérdida de humedad durante el proceso. Han sido reconocidas cuatro etapas como los 1.3.4.
períodos más importantes durante la fritura, los cuales se describen a continuación:
Figura 7. Efecto de la temperatura del aceite sobre las curvas de deshidratación
1.3.4.1. Calentamiento inicial. Este periodo comienza con la inmersión del alimento en el
aceite caliente y dura hasta que la temperatura de la superficie del alimento alcance la
temperatura de ebullición del agua. Durante este corto periodo el mecanismo de transferencia de
calor entre el aceite y la superficie del alimento es mediante convección natural, sin
vaporización del agua.
1.3.4.2. Superficie de ebullición. Este periodo se caracteriza por la vaporización de agua en la
superficie del alimento. Las burbujas formadas causan turbulencia en el aceite que rodea al
alimento y, por lo tanto, el modo de transferencia de calor en la superficie del alimento, cambia
de convección natural a convección forzada. Además comienza la formación de la costra en la
superficie del alimento.
1.3.4.3. Velocidad decreciente. Esta etapa es similar al periodo de velocidad decreciente
observado en el proceso de deshidratación de alimentos. Durante este periodo la temperatura del
centro del alimento aumenta hasta el punto de ebullición del agua, con lo cual se lleva a cabo la
gelatinización y se elimina la humedad interna, además la costra continúa aumentando de
espesor. Después de un tiempo suficiente y más eliminación de la humedad, la transferencia de
vapor en la superficie disminuye la transferencia de vapor a la superficie.
14
Figura 8. Efecto de la temperatura del aceite sobre las curvas de velocidad de
deshidratación
1.3.4.4. Punto final de burbuja. Este periodo aparece cuando el proceso de fritura se extiende
a un tiempo considerablemente largo. Hay una ausencia de burbujas, es decir no existe más
pérdida de humedad y presenta la formación de una costra definitiva. Aunque esta etapa sea la
última en la operación de fritura, no es común alcanzar este punto con un proceso industrial o
doméstico, debido a que se desarrollan atributos no deseables para el consumidor. [21]
Factores que afectan el proceso. 1.3.5.
1.3.5.1. Temperatura. Trabajar con temperaturas elevadas puede causar el pardeamiento de la
superficie antes de que el interior del alimento se encuentre cocido, mientras que una baja
temperatura incrementa el tiempo de fritura y esto resulta en una mayor absorción de aceite
obteniendo un producto blando y aceitoso. Para un determinado tiempo de fritura, conforme se
incrementa la temperatura de fritura, se reduce el contenido de aceite en el producto. Los
alimentos absorben menos cantidad de aceite a temperaturas entre 155-200ºC. [22]
1.3.5.2. Tiempo. El tiempo de fritura es un factor determinante en el procesamiento de
productos fritos. Al incrementar el tiempo de fritura el contenido de aceite en el producto
aumenta, la humedad disminuye y el espesor de la costra aumenta, logrando obtener un
producto de color característico y textura crujiente. La combinación óptima de temperatura y
tiempo de fritura para cada producto, depende del tamaño y las características del mismo. [23]
15
1.3.5.3. Pretratamientos. Después de la correcta selección de la materia prima, es
recomendable aplicar pretratamientos de fritura con el objetivo de reducir el contenido de
humedad de los alimentos; esto conduce a una menor absorción de aceite. Entre los
pretratamientos de fritura más conocidos se encuentran: el secado con aire o mediante
microondas, el escaldado, la deshidratación osmótica y la modificación de la superficie de los
alimentos mediante la aplicación de recubrimientos. [24]
1.3.5.4. Características de la materia prima. Las principales características de la materia
prima que influyen directamente en la calidad del producto final son: La variedad, forma,
contenido de materia seca, contenido de azúcares reductores, el sabor y la textura.
1.3.5.5. Postratamientos de fritura. La aplicación de postratamientos, como la centrifugación
o secado con aire, se encuentran enfocados en disminuir la absorción de aceite.
1.3.5.6. Aceite de fritura. El aceite es el componente más crítico y variable de un sistema de
fritura. Este imparte características sensoriales deseables de sabor, color y textura a los
alimentos. Para lograr obtener un producto frito de calidad elevada se requiere utilizar un aceite
de alta calidad. Por ejemplo si se utiliza un aceite degradado esto provocará que el producto se
vea más aceitoso, aunque contenga la misma cantidad de aceite que aquellos productos fritos en
aceite fresco. Esto se debe al incremento de la viscosidad del aceite, lo cual provoca que este se
adhiera a la superficie del producto e impida el desprendimiento del aceite desde la superficie
del alimento durante el enfriamiento. [25]
Equipos de fritura 1.4.
Freidora discontinua o proceso por lotes. Una freidora por lotes se utiliza para plantas 1.4.1.
pequeñas; consiste en una o más cámaras con una capacidad de aceite que oscila entre los 5 a 25
litros. El aceite puede ser calentado directamente por una resistencia eléctrica, o mediante un
quemador de gas o con vapor de agua (180-200psi) utilizando un intercambiador de calor de
carcasa y tubos. Las freidoras modernas están construidas de acero inoxidable de alta calidad e
incluyen un sistema de elevación automática de la cesta cuando se termina el tiempo de fritura.
La eliminación de restos de alimentos y la filtración de aceite es una práctica esencial que
necesita ser llevado a cabo sobre una base diaria para aumentar la vida útil del aceite y evitar la
carbonización, y el desarrollo de mal olor.
16
Fuente: AHMED, Jasim y SHAFUIR, Mohammad. Handbook of Food Process Design.
Editorial John Wiley&Sons, USA, 2012. p. 797.
Figura 9. Freidora discontinua
Freidora continua. Son máquinas diseñadas para procesar grandes cantidades de 1.4.2.
producto. Constan de: un recipiente de fritura en el cual el aceite se mantiene a la temperatura
deseada, una cinta transportadora que lleva el producto a través de la unidad y un sistema de
extracción que elimina los vapores producidos por el proceso. El aceite se puede calentar ya sea
directamente mediante un calentador eléctrico, por una batería de quemadores de gas, o
indirectamente mediante el bombeo de un fluido térmico calentado en tubos sumergidos en el
baño de aceite. [26]
Fuente: AHMED, Jasim y SHAFUIR, Mohammad. Handbook of Food Process Design.
Editorial John Wiley&Sons, USA, 2012. p. 797.
Figura 10. Freidora continua
17
Degradación del aceite durante el proceso de fritura 1.5.
“La descomposición térmica de un aceite de fritura se ve afectada por muchas variables, tales
como; la instauración de los ácidos grasos, temperatura del aceite, la absorción de oxígeno,
metales en el aceite, el tipo de aceite, y la naturaleza de los alimentos fritos.
Cambios físicos. La formación de productos de descomposición no volátiles producen 1.5.1.
cambios físicos en el aceite tales como: el incremento de la viscosidad, color y la formación de
espuma.
Cambios químicos. En el proceso de fritura el aceite está expuesto a elevadas 1.5.2.
temperaturas en presencia de aire y humedad. Esto provoca una serie de reacciones químicas
complejas de deterioro como: la hidrólisis, la oxidación y la polimerización. Además, se
incrementa la concentración de ácidos grasos libres así como el material polar y compuestos
poliméricos, y disminuye la insaturación de ácidos grasos libres. El aceite se descompone para
formar productos volátiles y compuestos monoméricos y poliméricos no volátiles. En la figura
11, se puede apreciar como varían las propiedades del aceite durante la fritura de alimentos.
Figura 11. Formación y degradación de compuestos durante la fritura
Peróxidos
TIEMPO
INC
RE
ME
NT
O D
EL
VA
LO
R
Compuestos
polares
18
El proceso individual de hidrólisis, oxidación, y polimerización y los productos de degradación
son descritos a continuación. [27]
1.5.2.1. Hidrólisis. Al introducir el alimento en el aceite a elevadas temperaturas (180-
200ºC), en presencia de aire y agua, se produce la reacción de hidrólisis. El agua en presencia de
calor, hidroliza los triglicéridos, los cuales se descomponen produciendo monoglicéridos y
diglicéridos, y eventualmente ácidos grasos libres y glicerol. El grado de hidrólisis depende de
factores como: la temperatura de fritura usada, la interface entre el aceite y la fase acuosa y la
cantidad de agua eliminada por el producto. Los ácidos grasos libres y productos ácidos de bajo
peso molecular que surgen de la oxidación del aceite, aumentan las reacciones de hidrólisis en
presencia de vapor de agua durante la fritura.
Los productos de la hidrólisis, como todos los productos de degradación del aceite, disminuyen
la estabilidad del aceite de fritura. Para medir el deterioro del aceite, pueden ser determinados
los ácidos grasos libres. [28]
1
O ∥ CH2 − O − C−R1 CH2 − OH
│ O │ O O
│ ∥ Calor │ ∥ ∥
CH − O − C − R2 + H2O → CH − O − C − R2 + R1 − C − OH
│ O │ O
│ ∥ │ ∥
CH2 − O − C − R3 CH2 − O − C − R3
Triglicérido + Agua → Diglicérido + Ácido graso libre
CH2 − OH ↓ CH2 − OH
│ │ O
│ │ ∥
CH − OH CH − OH + R − C − OH
│ O → │
│ ∥ │
CH2 − O − C − R3 CH2 − OH
Monoglicérido → Glicerol + Ácido graso libre
19
1.5.2.2. Oxidación. Esta reacción se produce por la oxidación de los ácidos grasos insaturados
en presencia de oxígeno. El oxígeno activa una serie de reacciones que implican la formación de
muchos compuestos, incluyendo los radicales libres, hidroperóxidos, aldehídos, cetonas. Las
reacciones químicas que se producen durante el proceso de oxidación, contribuyen a la
formación de ambos productos de descomposición, volátiles y no volátiles. El mecanismo de
oxidación en aceites de fritura es similar a la auto-oxidación a 25ºC. Sin embargo, los productos
inestables de oxidación primaria, los hidroperóxidos se descomponen rápidamente a 190ºC en
productos de oxidación secundaria tales como, aldehídos y cetonas. Los aldehídos contribuyen
de manera significativa al olor del aceite y al sabor de los alimentos fritos.
Los aceites poli-insaturados son inestables a la oxidación y forman la mayor cantidad de
productos de degradación. Por lo tanto, los aceites que contienen ácidos linoleícos y linolénicos,
tales como; el aceite de soya, girasol, canola, sufren un cambio sustancial del sabor en
condiciones de fritura. Por otro lado, los aceites más estables a la oxidación, tales como el aceite
de girasol con un alto contenido de ácido oleico, que tiene poca cantidad de ácidos linoleícos y
linolénicos forman bajas cantidades de productos de oxidación. [29]
En la ecuación 2, se muestra un triglicérido insaturado en el que se muestra su sitio de oxidación
La etapa de iniciación envuelve la sustracción de un átomo de hidrógeno de la molécula
de ácido graso, formándose un radical de ácido graso. La reacción 3, se lleva a cabo por
catalizadores tales como: trazas de metales, oxígeno, luz.
→
2
O 𝐇 𝐇 𝐇
∥ │ │ │ CH2 − O − C − CH2 6 − 𝐂− 𝐂 = 𝐂− CH2 7 − CH3
│ O │
│ ∥ 𝐇 Carbono ∝ −𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙𝑒𝑛𝑜 𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑥𝑖𝑑𝑎𝑐𝑖 𝑛
CH − O − C − R2
│ O
│ ∥
CH2 − O − C − R3
H H H
│ │ │ −C − C = C −
│ 𝐇
H H H
│ │ │ −C − C = C −
⬚
𝐇 →
3
20
En la etapa de propagación el oxígeno molecular presente en el aire se adiciona al radical,
especialmente en los extremos de la molécula generándose radicales de hidroperóxido.
+ →
Los radicales de peróxido pueden aceptar átomos de hidrógeno de otras moléculas, para formar
hidroperóxidos.
→
Hidroperóxido
Adicionalmente, los radicales de peróxido pueden reaccionar con otros compuestos similares
para formar peróxidos.
H H H
│ │ │ −C − C = C − │
O │
O
Peróxido
H H H
│ │ │ −C − C = C − + O2
⬚
H H H
│ │ │ −C − C = C − │
O │
O
⬚
→ 4
H H H
│ │ │ −C − C = C − │
O │
O
⬚
𝐇 →
H H H
│ │ │ −C − C = C − │
O │
O │ H
H H H
│ │ │ − C − C = C − │
O │
O │
−C − C = C − │ │
H H
+
H H H
│ │ │ −C − C = C −
⬚ →
5
6
21
1.5.2.3. Polimerización. La polimerización del aceite de fritura resulta en la formación de
compuestos con alto peso molecular y polaridad. Los polímeros cíclicos se pueden formar a
partir de radicales libres o triglicéridos por la reacción de radicales o de Diels-Alder, como se
indica en la reacción 3 y 4, respectivamente. Los ácidos grasos cíclicos se pueden formar a
partir de un ácido graso; los ácidos grasos diméricos se pueden formar entre dos ácidos grasos,
ya sea dentro o entre triglicéridos; y los polímeros con alto peso molecular son obtenidos
conforme estas moléculas continúan entrecruzándose. La formación de compuestos cíclicos en
los aceites de fritura dependen del grado de insaturación y la temperatura de fritura. Durante la
fritura se forman compuestos poliméricos oxidados, los mismos que aceleran la oxidación y
degradación del aceite, incrementan su viscosidad, reducen la transferencia de calor, producen
espuma durante la fritura, desarrollan un color indeseable en los alimentos y también causan una
elevada absorción de aceite en los mismos. [30]
Evaluación química de las grasas y aceites. 1.5.3.
1.5.3.1. Índice de acidez. El índice de acidez de un aceite o de una grasa, se define como el
número de miligramos de hidróxido de sodio requeridos para neutralizar la acidez libre por
gramo de muestra. A menudo, el resultado se expresa como porcentaje de ácido oleico presente
en la muestra. El índice de acidez es una medida del grado de descomposición del aceite o de la
grasa, por acción de las lipasas o por alguna otra causa. La descomposición se acelera por la luz
y el calor. Como la rancidez se acompaña, usualmente, por la formación de ácidos grasos libres,
la determinación es usada con frecuencia como una indicación general de la condición y
comestibilidad de los aceites y grasas. [31]
La reacción entre los ácidos grasos con álcalis se denomina neutralización, esta reacción sirve
de fundamento para la determinación del índice de acidez.
Dímero Cíclico
R1 − CH2 − CH = CH − CH = CH − R2
+
R3 − CH2 − CH = CH − R4
CH = CH
R1−CH2 − CH CH − R2
R3 − CH2 − CH− R4
7
22
R − COOH + aOH → R − COOH a + H2O 8
1.5.3.2. Índice de peróxidos. Los productos iniciales en la oxidación (rancidez) de los aceites
y las grasas son los hidroperóxidos (R-OOH); sin embargo, se denominan normalmente
peróxidos. La determinación de peróxidos se basa en su capacidad de liberar yodo de una
disolución de yoduro de potasio en ácido acético glacial. El yodo formado se valora con una
disolución patrón de tiosulfato de sodio, utilizando una disolución de almidón como indicador.
[32]
1.5.3.3. Índice yodo. La determinación del índice de yodo permite conocer la existencia de
insaturaciones en una grasa. Se basa en la absorción del halógeno según ciertas condiciones,
para provocar resultados estequiométricos. Como agentes de halogenación, se emplean
corrientemente el yodo, el monocloruro o el monobromuro de yodo.
Los resultados se expresan en términos de yodo (cg de yodo/g de aceite o grasa),
independientemente del halógeno o combinación de halógenos empleada. [33]
R1 − C = C − R2 + I2 → R1 − C − C − R2
│ │
I I
9
23
2. DISEÑO EXPERIMENTAL
La optimización del proceso de fritura se realizó en dos etapas. La primera etapa consistió en
optimizar las condiciones de deshidratación osmótica, seguida por la optimización del proceso
de fritura. En la figura 12, se muestra el diseño experimental que fue realizado para la obtención
de snacks de zanahoria.
DESHIDRATACIÓN
OSMÓTICA
FRITURA
Tiempo de
inmersión
Concentración de la
solución
Temperatura
Tiempo
Snacks de zanahoria
%Pérdida de peso
%Ganancia de sólidos
%Pérdida de humedad
OPTIMIZACIÓN
Contenido de humedad
Contenido de grasa
OPTIMIZACIÓN
Luminosidad
Variables
independientes
o factores
Variables
dependientes o
de respuesta
PROCESO
Figura 12. Diseño experimental para la optimización del proceso de fritura
24
Diseño experimental para el proceso de deshidratación osmótica 2.1.
Para realizar la optimización de las variables de respuesta en el proceso de deshidratación
osmótica, se aplicó la metodología de superficie de respuesta en donde se utilizó un diseño
estadístico rotable de segundo orden llamado diseño de composición central (DCC), el cual fue
construido a partir de un diseño factorial , para dos factores de estudio (k=2) en dos niveles,
más cuatro repeticiones en el punto central y cuatro puntos axiales, resultando 12 tratamientos
experimentales. El diseño utilizado se encuentra representado gráficamente en la figura 13.
= + + (1)
= 2 + + = ra a o o o o
Siendo:
N = número de corridas experimentales
k = número de factores
= número de puntos o repeticiones al centro
(0;0)(0;0)
(0; +1,41)(0; +1,41)
(0; +1,41)(0; +1,41)
(+1; +1)(+1; +1)
(+1; -1)(+1; -1)
(0; -1,41)(0; -1,41)
(-1; -1)(-1; -1)
(-1,41;0)(-1,41;0)
(-1; +1)(-1; +1)
Figura 13. Representación del diseño de composición central con puntos axiales para k=2
25
Variables independientes o factores. Se establecieron como variables independientes o 2.1.1.
factores a investigarse, la concentración de la solución osmótica y el tiempo de inmersión del
alimento en la misma. Las corridas experimentales se realizaron a temperatura ambiente.
Además se establecieron los niveles de prueba para cada factor los cuales se muestran en la
tabla 4.
Tabla 4. Variables independientes o factores del proceso de deshidratación osmótica
Variables independientes o Factores
Niveles
Bajo Medio Alto
-1 0 +1
A Tiempo de inmersión (min) 60 120 180
B Concentración de sacarosa (°Brix) 40 50 60
Variables dependientes o de respuesta. Las variables de respuesta que se midieron en 2.1.2.
cada punto del diseño experimental fueron: el porcentaje de pérdida de peso, el porcentaje de
ganancia de sólidos y el porcentaje de pérdida de humedad. Donde se minimizó la ganancia de
sólidos y se maximizó la pérdida de peso y humedad. A continuación, en la tabla 5 se muestra la
combinación de los niveles de cada factor en estudio del diseño experimental y su respectiva
codificación, para realizar la optimización del proceso de deshidratación osmótica, el cual fue
construido con ayuda del programa estadístico STATGRAPHICS ®.
Tabla 5. Diseño experimental 22 para el proceso de deshidratación osmótica
Tratamiento
Codificación Variables independientes o factores
A B Tiempo de inmersión
(min)
Concentración
(°Brix)
T1 0 -1,41421 120 35,8579
T2 0 0 120 50
T3 -1 +1 60 60
T4 +1 -1 180 40
T5 +1,41421 0 204,853 50
T6 0 0 120 50
T7 -1 -1 60 40
T8 0 0 120 50
T9 -1,41421 0 35,1472 50
T10 +1 +1 180 60
T11 0 0 120 50
T12 0 +1,41421 120 64,1421
26
Diseño experimental para el proceso de fritura 2.2.
Para realizar la optimización del proceso de fritura, se aplicó un diseño factorial de primer orden
3k para dos factores en estudio (k=2) en tres niveles, con tres repeticiones al centro. Se
evaluaron 12 tratamientos experimentales con una réplica. Este diseño también sirvió para
ajustar un modelo de segundo orden y en consecuencia se puede aplicar la metodología de
superficie de respuesta. El diseño utilizado se encuentra representado gráficamente en la figura
14.
= + (2)
= 2 + = ra a o o o o
Siendo:
N = número de corridas experimentales
k = número de factores
= número de puntos o repeticiones al centro
(0;0)(0;0)
(0; +1)(0; +1)
(+1; +1)(+1; +1)
(+1; -1)(+1; -1)
(0; -1)(0; -1)
(-1; -1)(-1; -1)
(-1; +1)(-1; +1)
(-1; 0)(-1; 0) (+1; 0)(+1; 0)
Figura 14. Representación del diseño factorial 3k=2
Variables independientes o factores. Se establecieron como variables independientes o 2.2.1.
factores a investigarse, la temperatura y el tiempo de fritura cuyos niveles de prueba se
encuentran detallados en la tabla 6, los mismos que fueron establecidos en base a pruebas
27
preliminares y mediante resultados bibliográficos. Las corridas experimentales se realizaron a
las condiciones óptimas de la deshidratación osmótica.
Tabla 6. Variables independientes o factores del proceso de fritura atmosférica
Variables independientes o Factores
Niveles
Bajo Medio Alto
-1 0 +1
A Temperatura (°C) 150 160 170
B Tiempo de fritura (min) 4 5 6
Variables dependientes o de respuesta. Para realizar la optimización del proceso de 2.2.2.
fritura, se establecieron como variables de respuesta el contenido de grasa, el contenido de
humedad y la luminosidad del producto, las mismas que fueron medidas en cada punto del
diseño experimental, donde se minimizó el contenido de aceite y humedad mientras que se
maximizó la luminosidad del snack.
La tabla 7 detalla la combinación de niveles de cada factor de estudio del diseño experimental
aplicado y su respectiva codificación, para realizar la optimización del proceso de fritura. Este
fue construido utilizando el programa estadístico STATGRAPHICS ®.
Tabla 7. Diseño experimental 32 para el proceso de fritura atmosférica
Tratamiento
Codificación Variables independientes o factores
A B Temperatura
(ºC)
Tiempo de fritura
(min)
T1 -1 -1 150 4
T2 +1 0 170 5
T3 0 0 160 5
T4 0 0 160 5
T5 +1 +1 170 6
T6 0 0 160 5
T7 0 0 160 5
T8 -1 0 150 5
T9 +1 -1 170 4
T10 0 -1 160 4
T11 -1 +1 150 6
T12 0 +1 160 6
28
Los resultados obtenidos en las corridas experimentales se analizaron utilizando el programa
estadístico STATGRAPHICS Centurion versión XVII.
Diseño experimental para analizar el deterioro del aceite de fritura 2.3.
A continuación en la tabla 8, se presenta el formato de recolección de datos para realizar las
curvas de deterioro del aceite de fritura. En donde las variables de respuesta fueron: Índice de
acidez, Índice de peróxidos e Índice de yodo. Estas variables se midieron a las condiciones
óptimas encontradas en el proceso de fritura.
Tabla 8. Tabla Deterioro del aceite de fritura
Tratamiento Número de frituras Variables de respuesta
Índice de
Acidez
Índice de
Peróxidos
Índice de
Iodo
T1 F1
F2
T2 F3
F4
T3 F5
F6
T4 F7
F8
T5 F9
F10
T6 F11
F12
T7 F13
F14
T8 F15
F16
T9 F17
F18
T10 F19
F20
T11 F21
F22
T12 F23
F24
T13 F25
F26
T14 F27
F28
T15 F29
F30
29
Materiales y Equipos 2.4.
Material de laboratorio 2.4.1.
Balanza (1) Rg: (0-1000) g Ap= ± 0,01 g
Refractómetro VEE GEE (1) Rg: (0 – 95) % Ap= ± 0,3 %
Potenciómetro (1) Rg: (0-14) Ap= ± 0,01
Piceta (1) V: 100mL
Cronómetro (1) Ap= ± 0,01 s
Procesador de alimentos eléctrico Óster (1)
Recipientes plásticos (12) V: 5L
Colador plástico (1) D: 28cm
Cuchillo
Pelador manual
Vaso de Precipitación (2) Rg: (0-1500) mL Ap= ± 250 mL
Termómetro (1) Rg: (-20 – 250) °C Ap= ± 1 °C
Freidora eléctrica Hamilton (1) Cap: 3 Litros
Toallas absorbentes de papel (1)
Fundas Ziploc medianas (25) 18cm 20cm
Mortero pequeño
Crisoles de porcelana (12)
Balanza analítica (1) Rg: (0-320g) Ap= ± 0,1mg
Desecador (1) D: 30cm
Pinzas para desecador
Equipo de extracción Soxhlet
Papel filtro
Manta de calefacción THORBELL (1)
Soporte universal
Pinzas para soporte universal
Probetas (2) V: 500mL Ap=±2,5mL
Estufa MEMMERT
Colorímetro Minolta modelo CR-200
Bureta (1) V: 25mL Ap=±0,05mL
Pipeta
Probetas (3) V: 100mL Ap=±1mL
Vasos de precipitación
30
Gotero
Balde plástico graduado (1) V: 8 L Ap= ± 1 L
Reverbero (1)
Cofia (3)
Guantes
Mandil (1)
Mascarilla (3)
Sustancias y Reactivos 2.4.2.
Zanahoria amarilla (Daucus Carota)
Aceite de fritura (DanolinFri)
Sacarosa C12H22O11(s)
Cloruro de sodio NaCl(s)
Agua destilada H2O(l)
Éter etílico C4H10O(l)
Almidón soluble (C6H10O5)n
Yoduro de potasio KI(s)
Cloroformo CHCl3(l)
Ácido acético CH3COOH(l)
Tiosulfato de sodio Na2S2O3(s)
Hidróxido de sodio NaOH(s)
Fenolftaleína C20H14O4(s)
Agua potable H2O(l)
Reactivo de wijs
Procedimiento 2.5.
El presente trabajo se realizó en el Laboratorio de Biotecnología Industrial de la Facultad de
Ingeniería Química de la Universidad Central del Ecuador. La materia prima empleada fue la
zanahoria (Daucus Carota) de la variedad Chantenay. La hortaliza fue adquirida en el Mercado
de Machachi, el día de su procesamiento.
Para realizar la fritura se utilizó el aceite vegetal comestible Danolin Fri 3317 (Danec S.A.
Ecuador).
31
Para el proceso de deshidratación osmótica se utilizó azúcar “San Carlos”, la misma que se
adquirió en el mercado Santa María.
El proceso de elaboración de snacks a partir de zanahoria, se encuentra detallado en el diagrama
de flujo de la figura 15.
2. LAVADO 1
3. SELECCIÓN
Zanahoria + AguaAgua de lavado
Residuos de zanahoria
5. PICADO
7. LAVADO 2
8. ESCURRIDO
t = 15min
9. FREÍDO
T=164º C
t=4,6 min
10. EMPACADO
Tubérculos de
zanahoria
Jarabe de sacarosa
R: ¼ (p/p)
Agua
Vitaminas
Agua de lavado
Pérdidas por lavado
Zanahoria frita
4. PELADO
6. DESHIDRATACIÓN
OSMÓTICA
T = amb.
t= 35min
°Brix = 64
Zanahoria deshidratada + Aceite
1. RECEPCIÓN DE LA
MATERIA PRIMA
Rodajas de
zanahoria
Espesor = 2mm
Zanahoria deshidratada + Agua
Figura 15. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de snacks de zanahoria
32
Recepción de la materia prima. Para iniciar con el procedimiento, se realizó una 2.5.1.
selección manual de la materia prima, en donde se descartaron los tubérculos con bifurcaciones,
grietas, malformaciones y aquellos que presentaron signos de deterioro. Posteriormente se
lavaron y se eliminaron las cáscaras utilizando un pelador manual.
Picado. En esta etapa se procedió a picar el tubérculo en forma de rodajas, con un 2.5.2.
espesor de corte de 2mm, para lo cual se utilizó un microprocesador de alimentos eléctrico
marca Óster.
Pretratamiento de fritura – deshidratación osmótica. Este proceso tuvo como objetivo 2.5.3.
encontrar las condiciones óptimas del proceso, tiempo de inmersión del producto y
concentración de la solución osmótica. Para lo cual se procedió de la siguiente manera:
2.5.3.1. Preparación de la solución osmótica. Se prepararon 12 tratamientos osmóticos de
diferente concentración de acuerdo con el diseño estadístico propuesto. Se utilizó como soluto
azúcar común (sacarosa) y como solvente agua hervida. Además, se trabajó con una relación en
peso zanahoria/ solución de 1:4.
2.5.3.2. Inmersión del producto en la solución osmótica. Se sumergieron 500g de rodajas de
zanahoria en cada solución osmótica preparada a una temperatura ambiente, durante diferentes
tiempos de inmersión de acuerdo al diseño estadístico propuesto. Transcurrido el tiempo de
deshidratación, se escurrió la zanahoria deshidratada osmóticamente durante 15 minutos,
posteriormente se registró el peso del producto. Se determinaron los sólidos solubles y el
contenido de humedad en muestras frescas y tratadas osmóticamente.
Proceso de fritura. Una vez encontradas las condiciones óptimas de deshidratación 2.5.4.
osmótica a temperatura ambiente, se procedió a realizar la optimización de la elaboración de
snacks de zanahoria, en donde se obtuvo el mejor tratamiento de fritura mediante la
combinación de niveles de dos variables de proceso: temperatura y tiempo de fritura. Se
colocaron 250 g de zanahoria deshidratada osmóticamente en el portamuestras de la freidora y
se utilizaron 3 litros de aceite de fritura, el proceso se realizó a presión atmosférica. Una vez
finalizado el tiempo de fritura de cada tratamiento, se colocaron las muestras sobre papel
absorbente para eliminar el exceso de aceite.
33
Empacado. Se colocaron los snacks de zanahoria en fundas Ziploc y posteriormente se 2.5.5.
colocaron en recipientes plásticos etiquetados, se almacenaron en la refrigeradora a 4ºC hasta su
análisis posterior.
Caracterización de la materia prima. Se determinaron los parámetros fisicoquímicos de 2.5.6.
la zanahoria.
2.5.6.1. Métodos físicos. Se midió el color interno de la zanahoria con un colorímetro
triestímulo MINOLTA, modelo CR-200, Japón. Los resultados fueron expresados como L*
(Luminosidad), donde este puede tomar valores entre 0 y 100, además las coordenadas de
cromaticidad +a* en la dirección roja y - a* en la dirección verde, +b* en la dirección amarilla y
–b* en la dirección azul. En la figura 16, se muestra el diagrama de cromaticidad con sus
respectivas coordenadas y direcciones. Este análisis se realizó en el Departamento de Ciencia de
Alimentos y Biotecnología (DECAB) de la Escuela Politécnica Nacional.
Figura 16. Diagrama de cromaticidad
2.5.6.2. Métodos químicos. Se realizó la caracterización química de la zanahoria mediante la
determinación de los siguientes parámetros:
Los sólidos solubles se midieron utilizando un refractómetro marca VEE GEE, en el cual se
colocó una gota de jugo de zanahoria y se procedió a tomar la lectura de los grados Brix.
La acidez titulable se midió mediante la aplicación del método A.O.A.C. 981.12. El
resultado se expresó en porcentaje de ácido málico.
El contenido de humedad se determinó mediante la aplicación del método A.O.A.C. 925.10.
El contenido de cenizas se determinó mediante la aplicación del método A.O.A.C. 923.03.
34
El contenido de proteína se determinó mediante la aplicación del método A.O.A.C. 981.10.
El contenido de grasa se determinó mediante la aplicación del método A.O.A.C. 991.36.
El contenido de fibra se determinó mediante la aplicación del método de MAL-
50/PEARSON.
El contenido de azúcares totales se determinó mediante la aplicación del método MAL-
53/PEARSON.
Estos ensayos fueron realizados en el Laboratorio de Alimentos de la Facultad de Ciencias
Químicas de la Universidad Central del Ecuador.
Caracterización fisicoquímica de los snacks de zanahoria 2.5.7.
2.5.7.1. Métodos físicos. Además del color interno se midió el color de los snacks obtenidos a
partir de zanahoria para cada tratamiento del diseño experimental.
2.5.7.2. Métodos químicos. Se realizó la caracterización química de los snacks de zanahoria
mediante la determinación de los siguientes parámetros.
El contenido de humedad se determinó según el método descrito en A.O.A.C. 925.10,
utilizando una estufa MEMMERT.
El contenido de grasa se determinó según el método descrito en A.O.A.C. 960.39,
utilizando un equipo de extracción Soxhlet.
2.5.7.3. Análisis sensorial. Se realizó un análisis sensorial del tipo afectivo al tratamiento
óptimo obtenido en el proceso de fritura, con la ayuda de 20 panelistas no entrenados donde se
evaluaron los atributos de crocancia, color y sabor de los snacks de zanahoria utilizando una
escala hedónica. El formato de la prueba afectiva realizada se encuentra detallada en el Anexo
E.
Deterioro del aceite de fritura. Una vez que se determinaron las condiciones óptimas de 2.5.8.
temperatura y tiempo de fritura, las cuales fueron 164ºC y 4,6 minutos respectivamente, se
sumergieron 250g de zanahoria deshidratada osmóticamente en el aceite y se realizaron las
frituras a dichas condiciones. Se realizaron 30 frituras de forma consecutiva, y se realizaron los
35
muestreos del aceite después de dos ciclos de fritura. Al obtener las respectivas muestras se
llevaron a cabo los métodos de ensayo para desarrollar las curvas de deterioro del aceite, los
mismos que se realizaron tanto a las 15 muestras obtenidas después de la fritura como a la
muestra inicial del aceite. Los métodos de análisis que se utilizaron para caracterizar el aceite
fueron: el índice de acidez, peróxidos y yodo.
2.5.8.1. Índice de acidez y porcentaje de acidez. El procedimiento de este ensayo se encuentra
detallado en la norma INEN NTE 0038; “Grasas y Aceites Comestibles. Determinación de la
Acidez”. Este ensayo se fundamenta en la determinación del número de miligramos de
hidróxido de potasio requeridos para neutralizar los ácidos grasos libres contenidos en 1 gramo
de grasa o aceite. Consiste en disolver una cantidad determinada de grasa o aceite en una mezcla
de alcohol etílico y éter dietílico y se titulan los ácidos grasos libres con una solución de
hidróxido de sodio o de potasio.
2.5.8.2. Índice de peróxidos. El procedimiento de este ensayo se encuentra detallado en la
norma INEN NTE 0277; “Grasas y Aceites Comestibles. Determinación del índice de
peróxido”. Este índice se fundamenta en determinar la cantidad de miliequivalentes de oxígeno
por kilogramos de muestra. Consiste en valorar con una solución de tiosulfato de sodio el yodo
liberado por una cantidad determinada de muestra.
2.5.8.3. Índice de yodo. El procedimiento de este ensayo se encuentra detallado en la norma
INEN NTE 037; “Grasas y Aceites Comestibles. Determinación del índice de yodo”. Este índice
se fundamenta en determinar el grado medio de insaturación de ciertas sustancias orgánicas,
expresado como centigramos de yodo absorbido, bajo condiciones determinadas, por cada
gramo de sustancia. Consiste en someter a una cantidad de sustancia a la acción del reactivo de
wijs, se libera el yodo en exceso con yoduro de potasio y se lo titula con tiosulfato de sodio.
36
3. DATOS EXPERIMENTALES
Caracterización de la zanahoria Daucus Carota 3.1.
Determinación de humedad. Los datos experimentales para la determinación de 3.1.1.
humedad se muestran en la tabla 9.
Tabla 9. Datos para determinar la humedad de la zanahoria
Replicas
Peso
crisol
(g)
Peso crisol más
la muestra húmeda
(g)
Peso del crisol más
la muestra seca
(g)
Pc Pcmh Pcms
1 23,9623 26,9988 24,2608
2 24,2828 27,1378 24,4952
3 22,4204 25,3239 22,6767
Determinación de la acidez titulable. Los datos experimentales para la determinación 3.1.2.
de acidez titulable se muestran en la tabla 10.
Tabla 10. Datos para determinar la acidez titulable de la zanahoria
Replicas
Volumen de hidróxido
de sodio
consumido
en la titulación
(mL)
Volumen de
muestra
utilizado
(mL)
Peso
molecular
del ácido
málico
(g/mol)
Normalidad del
hidróxido de sodio
(Eq-g/mL)
1 0,2 10 134,09 0,1
2 0,2 10 134,09 0,1
3 0,1 10 134,09 0,1
37
Proceso de deshidratación osmótica 3.2.
En la tabla 11 se muestran los datos experimentales para poder determinar las variables de
respuesta planteadas para realizar la optimización del proceso de deshidratación osmótica.
Tabla 11. Datos para realizar la optimización del proceso de deshidratación osmótica
Tratamiento
Masa inicial
(g)
Masa final
(g)
Sólidos
solubles
iniciales
(ºBrix)
Sólidos
solubles
finales
(ºBrix)
Humedad
inicial
(%)
Humedad
final
(%)
mi m si s Hi H
T1 500,91 365,866
8,04
21,20
0,9017
0,764
T2 500,04 366,778 29,87 0,695
T3 500,13 345,689 32,00 0,669
T4 500,98 356,297 28,40 0,714
T5 500,38 319,840 34,00 0,652
T6 500,04 366,627 29,47 0,694
T7 499,96 399,966 18,13 0,800
T8 500,04 365,977 29,27 0,701
T9 499,89 364,022 24,67 0,752
T10 500,07 271,836 37,13 0,623
T11 500,04 350,576 26,47 0,702
T12 501,12 292,555 32,93 0,651
38
Proceso de fritura 3.3.
En la tabla 12, se detallan los datos experimentales registrados para determinar el contenido de humedad y de grasa en los snacks de zanahoria.
Tabla 12. Datos para realizar el cálculo de las variables de respuesta para la optimización del proceso de fritura atmosférica
Tratamiento
Contenido de humedad Contenido de grasa
Peso crisol
(g)
Peso crisol+muestra húmeda
(g)
Peso crisol+muestra seca
(g)
Peso del balón con
grasa
(g)
Peso del balón sin
grasa
(g)
Masa de la
muestra
(g)
Pc Pcmh Pcms P2 P1 m
T1 23,7015 26,7304 26,0646 174,9806 174,5772 3,0437
T2 22,4188 25,4727 25,3715 175,1672 174,6151 3,1077
T3 23,6377 26,6828 26,5472 175,0514 174,5923 3,0117
T4 22,4192 25,4834 25,3518 175,2028 174,5238 3,1398
T5 23,6367 26,6646 26,5965 175,1774 174,5729 3,0553
T6 24,2856 27,3684 27,2313 175,1149 174,5561 3,0454
T7 24,2833 27,296 27,1515 175,1459 174,5654 3,0169
T8 22,6624 25,7193 25,2915 175,1455 174,5376 3,0859
T9 23,9613 27,0286 26,8899 175,0536 174,5619 3,0430
T10 23,9617 27,0575 26,6240 174,9998 174,5831 3,0892
T11 22,6476 25,6732 25,4037 175,2590 174,5729 3,0351
T12 24,2828 27,4061 27,3090 175,1542 174,5298 3,0497
39
Análisis sensorial afectivo de los snacks de zanahoria. 3.4.
Se evaluaron los atributos sensoriales de los snacks con la ayuda de 20 panelistas no entrenados.
A continuación, se muestra en la tabla 13 el número de panelistas que decidieron de acuerdo a
su preferencia la escala hedónica correspondiente, para el atributo crocancia.
Tabla 13. Resultados obtenidos en el análisis sensorial para el atributo crocancia
Escala hedónica Número de panelistas
Ligeramente
crocante 0
Moderadamente
crocante 6
Bastante crocante 11
Muy crocante 3
La tabla 14, indica el número de panelistas que decidieron de acuerdo a su preferencia la escala
hedónica correspondiente, para el atributo color.
Tabla 14. Resultados obtenidos en el análisis sensorial para el atributo color
Escala hedónica Número de panelistas
Me disgusta 1
Ni me gusta, ni
me disgusta 3
Me gusta 16
En la tabla 15, se muestra el número de panelistas que decidieron de acuerdo a su preferencia la
escala hedónica correspondiente, para el atributo sabor.
Tabla 15. Resultados obtenidos en el análisis sensorial para el atributo sabor
Escala hedónica Número de panelistas
Me disgusta 0
Ni me gusta, ni
me disgusta 0
Me gusta 20
40
Análisis del deterioro del aceite en el proceso de fritura 3.5.
A continuación, en la tabla 16 se presentan los datos experimentales para calcular el índice de acidez, peróxidos y yodo del aceite DanolinFri 3117.
Tabla 16. Datos para determinar el porcentaje de acidez, índice de acidez, índice de peróxidos e índice de yodo del aceite, después de cada
fritura
Frituras
ÍNDICE DE ACIDEZ ÍNDICE DE PERÓXIDOS ÍNDICE DE YODO
m
(g)
VNaOH
(mL)
N
(Eq-g/mL)
M
(g/mol)
m
(g)
VNa2S2O3
(mL)
N
(Eq-g/mL)
m
(g)
VNa2S2O3
(mL)
N
(Eq-g/mL)
0 20,3082 0,5 0,0992 282 2,003 0,5 0,002 0,3873 66,3 0,1011
2 20,9048 0,6 0,0992 282 2,167 1,4 0,002 0,3154 66,3 0,1011
4 20,1172 0,6 0,0992 282 2,198 3,2 0,002 0,3096 66,3 0,1011
6 20,2615 0,7 0,0992 282 2,2365 4,6 0,002 0,3075 66,3 0,1011
8 20,2450 0,7 0,0992 282 2,3004 5,6 0,002 0,3199 66,3 0,1011
10 20,0361 0,7 0,0992 282 2,2603 6,3 0,002 0,3047 66,3 0,1011
12 20,3842 0,7 0,0992 282 2,3952 8,5 0,002 0,3134 66,3 0,1011
14 20,6383 0,8 0,0992 282 2,1056 9,2 0,002 0,3142 66,3 0,1011
16 20,1355 0,8 0,0992 282 2,0064 9,6 0,002 0,3103 66,3 0,1011
18 20,5809 0,9 0,0992 282 2,1776 10,6 0,002 0,3068 66,3 0,1011
20 20,6010 0,9 0,0992 282 3,0889 15,7 0,002 0,3022 66,3 0,1011
22 20,2412 0,9 0,0992 282 3,0617 17,7 0,002 0,3103 66,3 0,1011
24 20,0649 1,0 0,0992 282 1,5121 9,3 0,002 0,3148 66,3 0,1011
26 20,5163 1,0 0,0992 282 1,5087 10,1 0,002 0,3224 66,3 0,1011
28 20,3741 1,0 0,0992 282 1,5345 12,9 0,002 0,3251 66,3 0,1011
30 20,4948 1,1 0,0992 282 1,4987 13,2 0,002 0,3956 66,3 0,1011
41
4. CÁLCULOS
Caracterización de la zanahoria fresca Daucus Carota 4.1.
Cálculo de la determinación de humedad de la zanahoria. 4.1.1.
H =
(3)
Siendo:
%H: Porcentaje de humedad
Pcmh: Peso del crisol más muestra húmeda
Pcms: Peso del crisol más muestra seca
Pc: Peso del crisol
H = −
−
H =
Cálculo de la acidez titulable de la materia prima. 4.1.2.
= (
) (4)
Siendo:
A: Porcentaje de ácido málico en el producto
N: Normalidad de la solución de hidróxido de sodio
V1: Volumen empleado en la titulación, en mL.
f: Factor del ácido que se encuentra en mayor proporción en la hortaliza, ácido málico
V2: Volumen de la muestra tomada para el análisis, en mL.
42
Cálculo modelo para determinar la acidez titulable de la zanahoria
l o = ( − ⁄ − ⁄
)
l o =
Proceso de deshidratación osmótica 4.2.
Cálculo modelo para la preparación de la solución osmótica. 4.2.1.
Peso de rodajas de zanahoria a procesar: 500g
La relación alimento/solución: 1/4.
o al o
o ol =
o ol = o al o
o ol =
o ol =
o ol = ⁄
o a ar =
o a ar =
o a a = o ol − o a ar
o a a = −
o a a =
43
Cálculo de la pérdida de peso de la zanahoria deshidratada osmóticamente. 4.2.2.
= (
) (5)
Siendo:
%PP: Porcentaje de pérdida de peso
mi: Peso inicial de la muestra
m: Peso final de la muestra
= ( −
)
=
Cálculo de la ganancia de sólidos en la zanahoria deshidratada osmóticamente. 4.2.3.
=
(6)
Siendo:
%GS: Porcentaje de ganancia de solidos
m: Peso final de la muestra
mi: Peso inicial de la muestra
si: Cantidad inicial de solidos solubles en la muestra
s: Cantidad final de sólidos solubles en la muestra
= −
=
44
Cálculo de la pérdida de agua en la zanahoria deshidratada osmóticamente. 4.2.4.
=
(7)
Siendo:
%PA: Porcentaje de pérdida de agua.
m: Peso final de la muestra, luego de la ósmosis.
mi: Peso inicial de la muestra.
: Porcentaje de humedad inicial en la muestra.
: Porcentaje de humedad final en la muestra, luego de la ósmosis.
= [ −
]
=
Proceso de fritura 4.3.
Cálculo para determinar la humedad de los snacks de zanahoria. 4.3.1.
H =
(8)
Siendo:
%H: Porcentaje de humedad
Pcmh: Peso del crisol más muestra húmeda
Pcms: Peso del crisol más muestra seca
Pc: Peso del crisol
H = −
−
45
H =
Cálculo para determinar el contenido de grasa en los snacks de zanahoria. 4.3.2.
ra a r a ra o r o =
(9)
Siendo:
p2: Peso del balón con grasa extraída, en gramos.
p1: Peso del balón sin grasa extraída, en gramos.
m: Peso de la muestra, en gramos.
ra a r a ra o r o = −
ra a r a ra o r o =
Cálculo para determinar la diferencia de color en los snacks de zanahoria. 4.3.3.
= √ 2 + a 2 + 2 (10)
Siendo:
: Diferencia total del color
: Variación del factor de luminosidad
a : Variación de las coordenadas de cromaticidad
= √ − 2 + − 2 + − 2
=
Cálculo del rendimiento del proceso de fritura para el tratamiento óptimo. 4.3.4.
R =
(11)
46
Siendo:
%R: Porcentaje de rendimiento.
Mf: Peso obtenido después del proceso de fritura, en gramos.
Mo: Peso antes del proceso de fritura, en gramos.
R o =
R o =
Cálculo modelo para tabular los datos experimentales del análisis sensorial afectivo 4.4.
a l a =
(12)
Siendo:
%Panelistas: Porcentaje de panelistas que evaluaron el atributo crocancia del snack, en la
escala hedónica “Moderadamente crocante”.
P: Número de panelistas que calificaron al snack con la escala “Moderadamente crocante”.
TP: Número total de panelistas no entrenados que evaluaron las características sensoriales
del snack.
a l a = a l a
a l a
a l a =
Deterioro del aceite de fritura 4.5.
Cálculo para determinar la acidez en el aceite de fritura. 4.5.1.
=
1 (13)
47
Siendo:
A: Acidez del producto en porcentaje de masa
M: Masa molecular del ácido usado para expresar el resultado
N: Normalidad de la solución de hidróxido de sodio en cm3
m: Masa de la muestra analizada en gramos
=
ol
−
= o ol o
Cálculo para determinar el índice de acidez en el aceite de fritura. 4.5.2.
I =56 1
(14)
Siendo:
IA: Índice de acidez del producto, en mg/g.
V: Volumen de la solución de hidróxido de sodio empleado en la titulación, en cm3.
N: Normalidad de la solución de hidróxido de sodio.
M: Masa de la muestra analizada, en g.
I =
−
I =
Cálculo para determinar el índice de peróxido en el aceite de fritura 4.5.3.
I =
(15)
Siendo:
IP: Índice del peróxido en mEq de O2 por kilogramo de producto.
V: Volumen de la solución de tiosulfato de sodio empleado en la titulación de la muestra,
en cm3.
48
N: Normalidad de la solución de tiosulfato de sodio.
m: Masa de la muestra analizada, en g.
I =
−
I = O2
Cálculo para determinar el índice de yodo en el aceite de fritura. 4.5.4.
I = 12 6
(16)
Siendo:
IY: Índice de yodo de la muestra, en cg/g
V: media aritmética de los volúmenes de solución de tiosulfato de sodio empleados en la
titulación de los ensayos, en cm3.
V1: Volumen de solución de tiosulfato de sodio empleado en la titulación de la muestra en,
cm3.
N: Normalidad de la solución de tiosulfato de sodio
m: Masa de la muestra analizada, en g.
I = −
−
I =
49
5. RESULTADOS
Caracterización fisicoquímica de la zanahoria 5.1.
Los resultados de la caracterización fisicoquímica de la zanahoria se presentan en la tabla 17 y
18, respectivamente.
Tabla 17. Caracterización física de la zanahoria fresca
Parámetro Unidad Valor
promedio
Largo cm 14,5
Peso g 143,28
Color
interno
L
N.A
60,93
a (+) 15,30
b (+) 36,86
Tabla 18. Caracterización química de la zanahoria fresca
Parámetro Unidad Valor promedio
Sólidos solubles ºBrix 8,04
Acidez titulable % 0,013
Humedad % 90,17
Proteína % 1,00
Grasa % 0,91
Cenizas % 0,60
Fibra % 2,26
50
Resultados para realizar la optimización del proceso de deshidratación osmótica 5.2.
Resultados de la pérdida de peso de las rodajas de zanahoria. En la tabla 19, se 5.2.1.
muestran los resultados de los diferentes tratamientos experimentales realizados en el proceso
de deshidratación osmótica para la variable de respuesta, porcentaje de pérdida de peso.
Tabla 19. Pérdida de peso en las rodajas de zanahoria en los tratamientos de
deshidratación osmótica
Tratamiento
Variables independientes o factores Variable de respuesta
Tiempo de inmersión
(min)
Concentración
(°Brix)
Pérdida de peso
%
T1 120 35,8579 26,64
T2 120 50 27,20
T3 60 60 30,88
T4 180 40 28,81
T5 204,853 50 36,08
T6 120 50 27,02
T7 60 40 20,09
T8 120 50 26,85
T9 35,1472 50 24,66
T10 180 60 45,71
T11 120 50 27,13
T12 120 64,1421 41,50
5.2.1.1. Diagrama de pareto para la pérdida de peso. En el diagrama de pareto de la figura
17, se observa que existe un efecto significativo (p<0,05) tanto de la concentración de la
solución osmótica (B) como del tiempo de inmersión del alimento (A) sobre el porcentaje de
pérdida de peso después del proceso osmótico. También se observa un efecto significado del
efecto cuadrático de la concentración (BB).
Figura 17. Diagrama de pareto para el porcentaje de pérdida de peso
Diagrama de Pareto Estandarizada para %Pérdida de peso
0 2 4 6 8 10 12
Efecto estandarizado
AB
AA
BB
A:Tiempo de inmersión
B:Concentración de solución +-
51
5.2.1.2. Efectos principales sobre la pérdida de peso. En la figura 18, se grafican los efectos
principales donde se observa que el porcentaje de pérdida de peso se incrementa conforme
aumenta el tiempo de inmersión del alimento y la concentración de la solución osmótica.
Figura 18. Efecto del tiempo de inmersión y la concentración de sacarosa sobre el
porcentaje de pérdida de peso
Resultados de la ganancia de sólidos de las rodajas de zanahoria. En la tabla 20, se 5.2.2.
muestran las corridas experimentales realizadas y los resultados obtenidos en el proceso de
deshidratación osmótica para la variable de respuesta, porcentaje de ganancia de sólidos.
Tabla 20. Ganancia de sólidos en las rodajas de zanahoria en los tratamientos de
deshidratación osmótica
Tratamiento
Variables independientes o factores Variable de respuesta
Tiempo de inmersión
(min)
Concentración
(°Brix)
Ganancia de sólidos
%
T1 120 35,8579 9,76
T2 120 50 13,75
T3 60 60 14,08
T4 180 40 11,65
T5 204,853 50 14,03
T6 120 50 13,47
T7 60 40 8,90
T8 120 50 13,37
T9 35,1472 50 5,62
T10 180 60 13,53
T11 120 50 12,85
T12 120 64,1421 14,89
60Concentración solución
60
Gráfica de Efectos Principales para %Pérdida de peso
24
27
30
33
36
39
%P
érd
ida d
e p
eso
Tiempo de inmersión180 40
52
5.2.2.1. Diagrama de pareto para la ganancia de sólidos. En el diagrama de pareto de la
figura 19, se observa que existe un efecto significativo (p<0,05) tanto del tiempo de inmersión
(A) como de la concentración de la solución osmótica (B) y el efecto cuadrático del tiempo de
inmersión (AA), sobre el porcentaje de ganancia de sólidos.
Figura 19. Diagrama de pareto para el porcentaje de ganancia de sólidos
5.2.2.2. Efectos principales sobre la ganancia de sólidos. Con respecto al porcentaje de
ganancia de sólidos, en la figura 20 se puede apreciar que el incremento del tiempo de
inmersión provoca un mayor porcentaje de incremento de sólidos. Por otro lado, se observa que
el incremento de los niveles de la concentración de la solución osmótica incrementa el
porcentaje de ganancia de sólidos.
Figura 20. Efecto del tiempo de inmersión y la concentración de la solución sobre el
porcentaje de ganancia de sólidos
Diagrama de Pareto Estandarizada para %Ganancia de sólidos
0 1 2 3 4Efecto estandarizado
BB
AB
AA
A:Tiempo de inmersión
B:Concentración de solución +-
60Concentración de sacarosa
60
Gráfica de Efectos Principales para %Ganancia de sólidos
10
11
12
13
14
15
%G
anancia
de s
ólidos
Tiempo de inmersión180 40
53
Resultados de la pérdida de humedad de las rodajas de zanahoria. En la tabla 21, se 5.2.3.
muestran las corridas experimentales realizadas y los resultados obtenidos en el proceso de
deshidratación osmótica para la variable de respuesta, porcentaje de pérdida de humedad.
Tabla 21. Pérdida de humedad de las rodajas de zanahoria en los tratamientos de
deshidratación osmótica
Tratamiento
Variables independientes o factores Variable de respuesta
Tiempo de inmersión
(min)
Concentración
(°Brix)
Pérdida de humedad
%
T1 120 35,8579 34,16
T2 120 50 39,59
T3 60 60 43,94
T4 180 40 39,37
T5 204,853 50 48,50
T6 120 50 39,54
T7 60 40 26,25
T8 120 50 38,89
T9 35,1472 50 33,51
T10 180 60 56,33
T11 120 50 39,05
T12 120 64,1421 52,07
5.2.3.1. Diagrama de pareto para la pérdida de humedad. El diagrama de pareto de la figura
21, muestra que existe un efecto significativo (p<0,05) de la concentración de la solución
osmótica (B), el tiempo de inmersión del alimento (A), y el efecto cuadrático de la
concentración de la solución (BB) sobre el porcentaje de pérdida de humedad. El efecto de la
concentración de la solución (B) tiene un efecto más importante que el efecto producido por el
tiempo de inmersión (A), sobre esta variable de respuesta.
Figura 21. Diagrama de pareto para el porcentaje de pérdida de humedad
Diagrama de Pareto Estandarizada para %Pérdida de humedad
0 3 6 9 12 15Efecto estandarizado
AB
AA
BB
A:Tiempo de inmersión
B:Concentración de solución +-
54
5.2.3.2. Efectos principales sobre la pérdida de humedad. La figura 22 muestra el efecto del
tiempo de inmersión y la concentración de la solución osmótica sobre el porcentaje de pérdida
de humedad, entre el producto deshidratado osmóticamente y la materia prima en los diferentes
tratamientos. Se observa que el porcentaje de pérdida de agua aumenta en mayor cantidad al
aumentar la concentración de la solución.
Figura 22. Efecto del tiempo de inmersión y la concentración de la solución sobre el
porcentaje de pérdida de humedad
Optimización de respuesta múltiple del proceso de deshidratación osmótica. Para 5.2.4.
realizar la optimización de las tres variables de respuesta, se corrió el diseño de composición
central. A continuación, se muestran los polinomios que representan la relación existente entre
las variables de respuestas y los factores.
= o r Co ra ol +
o r + o r Co ra ol +
Co ra ol (17)
= + o r + Co ra ol
o r o r Co ra ol
Co ra ol (18)
H = + o r Co ra ol +
o r o r Co ra ol +
Co ra ol (19)
60Concentración solución
60
Gráfica de Efectos Principales para %Pérdida de Agua
33
37
41
45
49
%P
érd
ida d
e A
gua
Tiempo de inmersión180 40
55
Siendo:
%PP: %Pérdida de peso
%GS: %Ganancia de sólidos
%PH: %Pérdida de agua
Tabla 22. ANOVA para las tres variables de respuesta del proceso de deshidratación
osmótica
Factores
Variables de respuesta
%Pérdida de
peso
%Ganancia de
sólidos
%Pérdida de
humedad
Valor-P Valor-P Valor-P
A:Tiempo de inmersión 0,0001** 0,0172** 0,0000***
B:Concentración de la solución 0,0000*** 0,0162** 0,0000***
AA 0,0530 0,0452** 0,2815
AB 0,0922 0,3222 0,8205
BB 0,0015** 0,6647 0,0266
*** Significativo con valor p<0,1%
** Significativo con valor p<1%
Tabla 23. Coeficientes de determinación para las tres variables de respuesta
Variable de respuesta Coeficientes de determinación (R
2)
%
%Pérdida de peso 97,6423
%Ganancia de sólidos 82,9103
%Pérdida de humedad 98,1239
Con los resultados obtenidos de los diferentes tratamientos para cada variable de respuesta del
proceso de deshidratación osmótica, se encontraron las condiciones del proceso que optimizan
simultáneamente dichas variables, en donde se maximizó el porcentaje de pérdida de peso y
pérdida de humedad, y se minimizó el porcentaje de ganancia de sólidos en el producto
deshidratado osmóticamente a temperatura ambiente.
56
A continuación en la figura 23, se presenta la gráfica de contornos o curvas de nivel de cada
variable de respuesta considerada en el proceso de deshidratación osmótica. Las coordenadas
del punto óptimo simultáneo indican un nivel de tiempo de inmersión del alimento y
concentración de la solución osmótica de 35 minutos y 64ºBrix, respectivamente.
Figura 23. Gráficas de contorno superpuestas del proceso de deshidratación osmótica
En la figura 24, se presenta la gráfica de deseabilidad donde se muestra el óptimo simultáneo en
función de los factores en estudio.
Figura 24. Superficie de respuesta para el proceso de deshidratación osmótica
Gráfico Sobrepuesto
%Ganancia de sólidos
%Pérdida de agua
%Pérdida de peso
60 80 100 120 140 160 180
Tiempo de inmersión
40
44
48
52
56
60
Concentr
ació
n d
e s
acaro
sa
Superficie de Respuesta Estimada
60 80 100 120 140 160 180Tiempo de inmersión
4044
4852
5660
Concentración de solución
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Des
eabil
idad
Deseabilidad
0,0-0,1
0,1-0,2
0,2-0,3
0,3-0,4
0,4-0,5
0,5-0,6
0,6-0,7
0,7-0,8
0,8-0,9
0,9-1,0
57
Las características fisicoquímicas que presentó la zanahoria deshidratada osmóticamente en el
tratamiento óptimo se muestran a continuación en la tabla 24.
Tabla 24. Características fisicoquímicas del tratamiento óptimo del proceso de
deshidratación osmótica
Variable de respuesta Unidades Valores teóricos Valores Experimentales
Pérdida de peso % 36,0096 29,34
Ganancia de sólidos % 9,86163 12,45
Pérdida de humedad % 47,688 40,70
Resultados para realizar la optimización del proceso de fritura atmosférica 5.3.
Resultados para el contenido de humedad de los snacks de zanahoria. Los resultados 5.3.1.
para la variable de respuesta, contenido de humedad en los snacks de zanahoria de las corridas
experimentales realizadas, se detallan a continuación en la tabla 25.
Tabla 25. Contenido de humedad de las rodajas fritas de zanahoria en los tratamientos de
fritura
Tratamientos
Variables independientes o factores Variable de respuesta
Temperatura
(ºC)
Tiempo de fritura
(min)
Humedad
(g/100 g muestra)
T1 150 4 21,97
T2 170 5 3,31
T3 160 5 4,45
T4 160 5 4,29
T5 170 6 2,25
T6 160 5 4,45
T7 160 5 4,79
T8 150 5 13,99
T9 170 4 4,52
T10 160 4 14,00
T11 150 6 8,90
T12 160 6 3,11
58
5.3.1.1. Diagrama de pareto para el contenido de humedad. En el diagrama de pareto de la
figura 25, se observa que existe un efecto significativo (p<0,05) de la temperatura de fritura
sobre el contenido de humedad de los snacks. Además se aprecia que el tiempo de fritura (B)
también presenta un efecto significativo sobre la variable de respuesta aunque en menor
proporción que la temperatura de fritura.
Figura 25. Diagrama de pareto para el contenido de humedad en los snacks de zanahoria
5.3.1.2. Efectos principales sobre el contenido de humedad. En la figura 26, se observa que
el efecto producido por la temperatura es análogo al efecto provocado por el tiempo de fritura,
sobre el contenido de humedad de los snacks de zanahoria, pues se logra disminuir casi en la
misma proporción el contenido de humedad en los snacks, conforme se incrementa la
temperatura y el tiempo de fritura.
Figura 26. Efecto de la temperatura y tiempo de fritura sobre el contenido de humedad de
los snacks de zanahoria
Diagrama de Pareto Estandarizada para %Humedad
0 3 6 9 12 15
Efecto estandarizado
BB
AA
AB
B:Tiempo
A:Temperatura +
-
150Tiempo
6
Gráfica de Efectos Principales para %Humedad
0
3
6
9
12
15
%H
um
edad
Temperatura170 4
59
Resultados para el contenido de grasa de los snacks de zanahoria. Los resultados para 5.3.2.
la variable de respuesta, contenido de grasa de los snacks de zanahoria de las corridas
experimentales realizadas, se presentan a continuación en la tabla 26.
Tabla 26. Contenido de grasa de las rodajas fritas de zanahoria en los tratamientos de
fritura
Tratamiento
Variables independientes o factores Variable de respuesta
Temperatura
(ºC)
Tiempo de fritura
(min)
Grasa
(g/100 g muestra)
T1 150 4 21,08
T2 170 5 17,77
T3 160 5 15,25
T4 160 5 16,31
T5 170 6 19,79
T6 160 5 18,36
T7 160 5 19,24
T8 150 5 21,63
T9 170 4 16,16
T10 160 4 13,49
T11 150 6 23,10
T12 160 6 15,56
5.3.2.1. Diagrama de pareto para el contenido de grasa. En el diagrama de pareto de la figura
27, se puede apreciar un efecto significativo (p<0,05) del tiempo de fritura (B) sobre la ganancia
de aceite en el snack de zanahoria. Mientras que la temperatura de fritura no influyó
significativamente en la variable de respuesta.
Figura 27. Diagrama de pareto para el contenido de grasa en los snacks de zanahoria
Diagrama de Pareto Estandarizada para %Grasa
0 2 4 6 8
Efecto estandarizado
A:Temperatura
AA
BB
AB
B:Tiempo de fritura +
-
60
5.3.2.2. Efectos principales sobre el contenido de grasa de los snacks de zanahoria. De
acuerdo con la figura 28, se observó que el contenido de grasa se incrementó conforme aumentó
el tiempo de fritura. A temperaturas bajas el contenido de grasa en el producto se incrementa.
Figura 28. Efecto de la temperatura y tiempo de fritura sobre el contenido de grasa en los
snacks de zanahoria
Resultados para el factor de luminosidad de los snacks de zanahoria. Los resultados 5.3.3.
para la variable de respuesta, factor de luminosidad de los snacks de zanahoria de las corridas
experimentales realizadas, se muestran a continuación en la tabla 27.
Tabla 27. Color de las rodajas fritas de zanahoria en los tratamientos de fritura
Tratamientos
Variables independientes o factores Variable de respuesta
Temperatura
(ºC)
Tiempo de fritura
(min)
Color
L* a* b*
T1 150 4 63,55 19,28 38,18 4,85
T2 170 5 58,85 8,97 35,54 14,60
T3 160 5 60,95 12,02 35,50 7,97
T4 160 5 60,23 15,87 40,45 3,79
T5 170 6 46,22 7,80 16,41 19,67
T6 160 5 61,99 12,25 30,86 6,03
T7 160 5 60,89 11,38 28,10 2,69
T8 150 5 61,67 14,80 26,51 3,12
T9 170 4 60,32 14,00 38,96 0,61
T10 160 4 60,21 20,32 38,93 8,69
T11 150 6 58,01 15,93 29,69 7,60
T12 160 6 53,92 11,37 37,52 8,51
150Tiempo
6
Gráfica de Efectos Principales para %Grasa
13
15
17
19
21
%G
rasa
Temperatura170 4
61
5.3.3.1. Diagrama de pareto para el factor de luminosidad. De acuerdo con el diagrama de
pareto de la figura 29, se puede apreciar que existe un efecto significativo (p<0,05) del tiempo
de fritura (A), de la temperatura de fritura (B) y del efecto cuadrático del tiempo de fritura (BB)
sobre el factor de luminosidad en los snacks de zanahoria. Además se aprecia que el tiempo de
fritura (A) tiene un efecto mucho más importante que el efecto producido por la temperatura.
Figura 29. Diagrama de pareto para el factor de luminosidad en los snacks de zanahoria
5.3.3.2. Efectos principales sobre el factor de luminosidad. Por otro lado en la figura 30, se
observa que los valores del factor de luminosidad disminuyen progresivamente conforme se
incrementa la temperatura y el tiempo de fritura. Sin embargo se observa que a temperaturas y
tiempos medios de fritura se obtienen valores máximos de luminosidad.
Figura 30. Efecto de la temperatura y tiempo de fritura sobre el factor de luminosidad de
los snacks de zanahoria
Diagrama de Pareto Estandarizada para Luminosidad
0 2 4 6 8
Efecto estandarizado
AB
AA
BB
A:Temperatura
B:Tiempo +
-
150Tiempo
6
Gráfica de Efectos Principales para Luminosidad
54
56
58
60
62
64
Lum
inosid
ad
Temperatura170 4
62
Optimización simultánea de varias respuestas del proceso de fritura atmosférica. Para 5.3.4.
realizar la optimización de las tres variables de respuesta, se ajustó a cada variable de respuesta
un modelo de segundo orden los cuales son los siguientes:
H= 9,95133Temperatura 71,6804Tiempo 0,0250667Temperatura2
+ ra ra o+ o (20)
= ra ra+ o+ ra ra
- ra ra o- o (21)
= + ra ra+ o ra ra
- ra ra o- o (22)
Siendo:
%H: Contenido de humedad en los snacks
%G: Contenido de grasa en los snacks
L: Luminosidad de los snacks
Tabla 28. Tabla ANOVA para las tres variables de respuesta del proceso de fritura
Factores
Variables de respuesta
%Humedad %Grasa Luminosidad
Valor-P Valor-P Valor-P
A:Temperatura 0,0000*** 0,5796 0,0048**
B:Tiempo 0,0000*** 0,0000*** 0,0000***
AA 0,0006*** 0,5170 0,0864
AB 0,0000*** 0,0471** 0,2137
BB 0,0008*** 0,1584 0,0097**
*** Significativo con valor p<0,1%
** Significativo con valor p<1%
Tabla 29. Coeficientes de determinación para las tres variables de respuesta
Variable de respuesta Coeficientes de determinación (R2)
%
%Humedad 96,1213
%Grasa 72,6279
Luminosidad 79,7623
63
Los resultados obtenidos de los diferentes tratamientos de las corridas experimentales para cada
variable de respuesta planteada para este proceso, permitieron determinar la combinación
óptima de temperatura y tiempo de fritura, en donde se minimizó el contenido de grasa y
humedad en el producto final y se maximizó el factor de luminosidad del mismo. En la figura
31, se observa la superposición de las diferentes curvas de nivel para cada variable de respuesta,
además se puede apreciar las coordenadas del punto óptimo que indican un nivel de temperatura
y tiempo de fritura de 164ºC y 4,6 minutos, respectivamente.
Figura 31. Región y punto óptimo de fritura ubicado dentro de la superposición de las
diferentes curvas de contorno
Finalmente se presenta la figura 32, se presenta la gráfica de superficie de respuesta
multivariable del grado de optimización obtenido en función de los factores analizados.
Figura 32. Superficie de respuesta de la optimización del proceso de fritura de zanahoria
Gráfico Sobrepuesto
%Grasa
%Humedad
Luminosidad
150 154 158 162 166 170
Temperatura
4
4,4
4,8
5,2
5,6
6
Tie
mpo
Superficie de Respuesta Estimada
150 154 158 162 166 170Temperatura
44,4
4,85,2
5,66
Tiempo
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Deseabilid
ad
Deseabilidad
0,0-0,1
0,1-0,2
0,2-0,3
0,3-0,4
0,4-0,5
0,5-0,6
0,6-0,7
0,7-0,8
0,8-0,9
0,9-1,0
64
En la figura 33, se presenta la superficie de contornos de la gráfica de superficie de respuesta,
donde se observa la ubicación del punto óptimo.
Figura 33. Gráfica de contornos de la superficie de respuesta del proceso de fritura
Las características fisicoquímicas que presentó el snack de zanahoria en el tratamiento óptimo
se muestra a continuación en la tabla 30.
Tabla 30. Características fisicoquímicas del snack de zanahoria en el tratamiento óptimo
Variable de respuesta Unidades Valores teóricos Valores Experimentales
Contenido de grasa % 16,83 18,21
Contenido de humedad % 4,73 4,80
Luminosidad (L*) N.A 61,54 61,07
a* N.A 17,26 11,38
b* N.A 36,69 39,87
En la tabla 31, se indica los resultados del recuento aerobios totales, levaduras y mohos de los
snacks de zanahoria.
Tabla 31. Recuento microbiológico de los snacks de zanahoria en el tratamiento óptimo
Aerobios
Totales
(UFC/g)
Levaduras
(UFC/g)
Mohos
(UFC)
<10 <10 <10
Contornos de la Superficie de Respuesta Estimada
150 154 158 162 166 170
Temperatura
4
4,4
4,8
5,2
5,6
6
Tie
mpo
Deseabilidad
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
65
Resultados del análisis sensorial afectivo de los snacks de zanahoria 5.4.
Con la finalidad de evaluar las características sensoriales del snack elaborado a partir de
zanahoria mediante un proceso de fritura, se realizó un análisis sensorial afectivo, en donde se
utilizó una escala hedónica para evaluar tres atributos sensoriales importantes en los snacks los
cuales fueron; textura, color y sabor. La prueba se realizó con la ayuda de 20 panelistas no
entrenados. A continuación se presentan los resultados obtenidos en el análisis sensorial para
cada atributo.
Análisis sensorial para el atributo textura. En la figura 34, se muestran los resultados 5.4.1.
obtenidos en el análisis sensorial, para el atributo de textura del snack, el cual fue evaluado
como crocancia. El 30% de los panelistas consideraron que el producto es “moderadamente
crocante”, mientras que un 55% calificaron al producto como “bastante crocante” y el 15%
restante calificó al producto como “muy crocante”.
Figura 34. Resultados del análisis sensorial para el atributo textura del snack
Análisis sensorial para el atributo color. Mientras que para el atributo color, el 80% de 5.4.2.
los panelistas calificaron al color con una escala de “Me gusta”, el 15% calificaron al producto
con una escala neutra de “Ni me gusta, Ni me disgusta” y el 5% restante, calificaron al snack
con una escala de “Me disgusta”. En la figura 35, se muestran los resultados obtenidos en el
análisis sensorial afectivo para el atributo color.
Análisis sensorial para el atributo Crocancia
Moderadaradamente
crocante
Bastante crocante
Muy crocante
66
Figura 35. Resultados del análisis sensorial para el atributo color del snack
Finalmente para el atributo sabor de los snacks, el 100% de los panelistas calificaron el sabor de
los snacks con una escala de “Me gusta”.
Resultados para analizar el deterioro del aceite de fritura 5.5.
Los resultados obtenidos para las variables de respuesta: Índice de acidez, peróxidos y yodo se
presentan en la tabla 32.
Tabla 32. Datos experimentales para construir las gráficas del deterioro del aceite
Frituras Acidez
(%)
Índice de Acidez
(mg/g)
Índice de Peróxidos
(mEq-O2/kg)
Índice de Yodo
(cg/g)
0 0,055 0,110 0,49 70,558
2 0,080 0,160 1,313 66,304
4 0,083 0,166 2,953 65,888
6 0,090 0,179 4,119 65,504
8 0,097 0,192 4,909 64,168
10 0,098 0,194 5,574 63,580
12 0,096 0,191 7,098 60,996
14 0,102 0,202 8,739 57,166
16 0,111 0,221 9,569 54,990
18 0,116 0,230 9,735 53,526
20 0,122 0,243 10,165 51,794
22 0,124 0,247 11,562 49,615
24 0,132 0,263 12,301 45,645
26 0,136 0,271 13,389 47,355
28 0,137 0,273 16,813 44,594
30 0,150 0,299 17,615 41,836
Análisis sensorial para el atributo Color
Me gusta
Ni me gusta ni me
disgusta
Me disgusta
67
Índice de acidez. En la gráfica de la figura 36, se indica el comportamiento del índice de 5.5.1.
acidez después de 30 ciclos consecutivos de fritura. El índice de acidez muestra un incremento
constante a lo largo de los 30 ciclos de fritura, esto indica el incremento de la formación de
ácidos grasos libres en el aceite.
Figura 36. Índice de acidez en función de los ciclos de fritura
Índice de peróxidos. Con relación al índice de peróxidos, la figura 37 indica el 5.5.2.
comportamiento del índice de peróxidos después de 30 ciclos de fritura, donde se observa que
existe un incremento del índice de peróxidos conforme incrementa los ciclos de fritura, al igual
que ocurre con el índice de acidez.
Figura 37. Índice de peróxidos en función de los ciclos de fritura
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0 10 20 30 40
Índice de
acidez
(mg/g)
Ciclos de fritura
Índice de Acidez
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
20,0
0 10 20 30 40
Índice de
peróxidos
(meqO2/kg)
Ciclos de fritura
Índice de peróxidos
68
Índice de yodo. En la figura 38, se observa que el índice de yodo disminuye después de 5.5.3.
cada ciclo de fritura.
Figura 38. Índice de yodo en función de los ciclos de fritura
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
0 10 20 30 40
Índice de
yodo (cg/g)
Ciclos de fritura
Índice de Yodo
69
6. DISCUSIÓN
Proceso de deshidratación osmótica 6.1.
Los modelos ajustados que se muestran en las ecuaciones: (17) (18) y (19) explican en un
97,64%; 82,91% y 98,12% la variabilidad del porcentaje de: pérdida de peso, ganancia de
sólidos y pérdida de humedad y la calidad del ajuste de cada modelo. Por lo tanto al tener un
coeficiente de determinación superior al 70% se realizó la optimización simultánea
utilizando el método de la función de deseabilidad, con la ayuda del software estadístico
STATGRAPHICS.
El diagrama de efectos de las figuras 18, indica que a un tiempo de inmersión de 60
minutos, se obtuvo el 25% de pérdida de peso, y a un tiempo de 180 min se obtuvo el 33%
de pérdida de peso. Además se observó que a una concentración de: 40°Brix se obtuvo el
24% de pérdida de peso y a 60°Brix se obtuvo el 36% de pérdida de peso.
Según el diagrama de efectos de la figura 20, se observa que a un tiempo de inmersión de 60
minutos, se obtiene el 10% de ganancia de sólidos y a un tiempo de inmersión de 180
minutos se obtiene el 13% de ganancia de sólidos. Mientras que a una concentración de
40°Brix, se obtiene un 11% de ganancia de sólidos y a una concentración de 60°Brix se
obtuvo el 15% de ganancia de sólidos.
De acuerdo con el diagrama de efectos de la figura 22, se observa que a un tiempo de
inmersión de 60 minutos, se obtiene el 35% de pérdida de humedad y a un tiempo de
inmersión de 180 minutos se obtiene el 46% de pérdida de humedad. Mientras que a una
concentración de 40°Brix, se obtiene un 34% de pérdida de humedad y a una concentración
de 60°Brix se obtiene el 48% de pérdida de humedad.
70
Proceso de fritura 6.2.
Los modelos ajustados en las ecuaciones: (20) (21) y (22) explican en un 96,12%; 72,63% y
79,76% la variabilidad del contenido de humedad, del contenido de grasa y la luminosidad,
respectivamente y la calidad del ajuste de cada modelo. Por lo tanto al tener un coeficiente
de determinación superior al 70% se realizó la optimización simultánea utilizando el
método de la función de deseabilidad, con la ayuda del software estadístico
STATGRAPHICS.
Según la Norma Técnica Ecuatoriana NTE 2561:2010 para “Bocaditos de productos
vegetales” que se muestra en el Anexo F y G, indica que el contenido máximo de humedad
y grasa para productos fritos es del 5% y 40%, respectivamente.
De acuerdo con el diagrama de efectos de la figura 26, se indica que a una temperatura de
fritura de 170°C se obtuvo el 2% de humedad y a una temperatura de 150°C se obtuvo el
13% de humedad. Mientras que a un tiempo de fritura de 4 minutos se obtuvo el 12% de
humedad y a un tiempo de fritura de 6 minutos se obtuvo el 4% de humedad.
Según el diagrama de efectos de la figura 28, se muestra que a una temperatura de fritura de
150°C se obtuvo el 20% de contenido de grasa y a una temperatura de 170°C se obtuvo el
18% de contenido de grasa. Mientras que a un tiempo de fritura de 4 minutos se obtuvo el
14% de contenido de grasa y a un tiempo de fritura de 6 minutos se obtuvo el 21% de
contenido de grasa.
De acuerdo con el diagrama de efectos de la figura 30, se muestra que a una temperatura de
fritura de 150°C se obtuvo una luminosidad de 61,5 y a una temperatura de 170°C se obtuvo
una luminosidad de 57. Mientras que a un tiempo de fritura de 4 minutos se obtuvo una
luminosidad de 62,5 y a un tiempo de fritura de 6 minutos se obtuvo una luminosidad de 54.
Análisis sensorial 6.3.
De acuerdo con las gráficas 34 y 35 del análisis sensorial, se obtuvieron los siguientes
resultados: el 55% y el 15% de los panelistas calificaron la textura del producto como: “bastante
crocante” y “muy crocante”, respectivamente. El 80% de panelistas calificaron el color de los
snacks con una escala de: “me gusta”. El 100% calificó el sabor utilizando una escala de: “Me
gusta”.
71
Análisis del deterioro del aceite 6.4.
De acuerdo con los resultados de la tabla 32, se observó que el índice de acidez y peróxidos
en el aceite fresco correspondió a 0,11mg/g y 0,49 mEq-O2/kg, respectivamente. Además se
observó que después de 30 ciclos de fritura el índice de acidez y peróxidos fue de 0,29mg/g
y 17,61 mEq-O2/kg, respectivamente.
El índice de yodo en el aceite nuevo correspondió a 70,55 cg/g y en la fritura 30
correspondió a 41,83 cg/g. De acuerdo con el perfil lipídico realizado al aceite fresco, el
cual se muestra en el anexo A, el aceite DanolinFri contiene el 44,72% de ácido oleico y el
13,26% de ácido linoléico.
72
7. CONCLUSIONES
Proceso de deshidratación osmótica 7.1.
La metodología de superficie de respuesta permitió encontrar las condiciones óptimas de
concentración de la solución osmótica y tiempo de inmersión de la zanahoria en la misma,
las cuales fueron: 64ºBrix y 35 minutos, respectivamente. Estas condiciones permitieron
obtener el 29,34% de pérdida de peso, el 12,45% de ganancia de sólidos y el 40,70% de
pérdida de humedad.
Se concluye en base a los diagramas de efectos, que al aumentar la concentración de la
solución osmótica y el tiempo de inmersión de la zanahoria, se incrementa el porcentaje de
pérdida de peso, ganancia de sólidos y pérdida de humedad.
Proceso de fritura 7.2.
Se determinaron las condiciones óptimas del proceso de fritura para la obtención de snacks
a partir de zanahoria, mediante la metodología de superficie de respuesta. Las condiciones
óptimas de temperatura y tiempo de fritura fueron: 164°C y 4,6 minutos, respectivamente.
Estas condiciones permitieron obtener snacks con una máxima luminosidad de 61,54 y un
mínimo contenido de humedad y grasa del 5% y 18%, respectivamente. Los snacks
cumplieron con los requisitos establecidos en la Norma Técnica Ecuatoriana NTE
2561:2010 para “Bocaditos de productos vegetales”.
Se concluyó en base los diagramas de efectos que al aumentar la temperatura de fritura y
tiempo de fritura, disminuyó el contenido de humedad y grasa en los snacks, así como
también sus valores de luminosidad.
Análisis sensorial 7.3.
En base al análisis sensorial se concluye que al 70% de panelistas les gustó la crocancia de
los snacks, al 80% de panelistas les gustó su color y al 100% les agradó el sabor.
73
Los snacks obtenidos cumplieron con las características organolépticas de productos fritos,
establecidas en la Norma Técnica Ecuatoriana NTE 2561:2010 para “Bocaditos de
productos vegetales”.
Análisis del deterioro del aceite de fritura 7.4.
Se concluyó que al incrementar los ciclos de fritura el índice de acidez aumentó hasta 0,299
mg/g.
El índice de peróxidos aumentó conforme incrementaron el número de frituras realizadas
hasta alcanzar un valor de 17,62 mEq-g/O2.
El índice de yodo disminuyó conforme aumentó el número de frituras realizadas. El aceite
fresco presentó un valor bajo de índice de yodo debido a su bajo porcentaje de ácido
linoléico y a su alto porcentaje de ácido oleico.
74
8. RECOMENDACIONES
Se recomienda aplicar como tratamiento previo a la fritura la deshidratación osmótica
seguida por un proceso de secado con aire, con la finalidad de mejorar las características
de textura del snack y disminuir la absorción de aceite en el mismo.
En el proceso de deshidratación osmótica se recomienda experimentar el proceso
utilizando tres factores de estudio: Temperatura, tiempo de inmersión y concentración de
la solución osmótica aplicando un diseño estadístico que permita analizar los datos
experimentales mediante la técnica de metodología de superficie de respuesta.
Diseñar un reactor con agitación para el proceso de deshidratación osmótica que permita
mantener constante la temperatura del proceso. Además se recomienda realizar un
estudio de vida útil de la solución osmótica durante el proceso con la finalidad de
disminuir costos de producción y aprovechar al máximo la solución.
Aplicar la fritura al vacío con la finalidad de mejorar las características sensoriales del
producto; particularmente lo que refiere al color del snack, pues la fritura atmosférica
tiende a producir colores más obscuros debido a las elevadas temperaturas aplicadas en
el proceso. Además otra ventaja es que mediante esta técnica se puede prolongar la vida
útil del aceite y por lo tanto disminuir los costos de producción.
Aprovechar los residuos generados en el proceso de selección y pelado del tubérculo en
la obtención de bioetanol de segunda generación mediante hidrólisis enzimática de las
fibras realizando un proceso de fermentación eficiente.
75
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[29] Loc. Cit.
[30] AKOH, Casimir y MIN, David, Op. Cit., p. 193
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costa rica. 2003. p. 28.
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SALUNKHE, D.K. y KADAM, S.S. Handbook of Vegetable Science and Technology.
New York, Marcel Dekker.1998.
SUN, Da-Wen. Emerging Technologies for Food Processing. 2nd. ed. USA, Elsevier
Ltd. 2014.
SUN, Dan-Wen. Emerging Technologies for Food Processing. USA, Elsevier Ltd.
2005.
80
ANEXOS
ANEXOS
81
ANEXO A. Perfil lipídico del aceite DanolinFri
82
ANEXO B. Caracterización fisicoquímica de la materia prima
Figura B1. Medición de pH Figura B2. Determinación de color
Figura B3. Determinación de acidez titulante Figura B4. Determinación de sólidos solubles
83
ANEXO C. Proceso para la obtención de snacks de zanahoria mediante fritura
atmosférica
Figura C1. Recepción de materia prima Figura C2. Pelado del tubérculo
Figura C3. Rebanado del tubérculo Figura C4. Deshidratación osmótica
Figura C5. Fritura atmosférica de alimentos Figura C6. Empacado
84
ANEXO D. Caracterización fisicoquímica de los snacks de zanahoria
Figura D1. Determinación de Humedad Figura D2. Determinación de humedad
Figura D3. Determinación de grasa por el
método de Soxhlet
Figura D4. Determinación del color en los
snacks de zanahoria
85
ANEXO E. Formato del análisis sensorial afectivo
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
ANÁLISIS SENSORIAL
Producto: Snacks de zanahoria Fecha: ________________
Nombre: ________________________ Hora: _________________
Usted está recibiendo una muestra para evaluar los atributos de crocancia, color y sabor de un
snack elaborado a partir de zanahoria. La prueba consiste en degustar la muestra y colocar una
X en la categoría correspondiente.
Código
Escala Crocancia
Ligeramente crocante __________
Moderadamente crocante __________
Bastante crocante __________
Muy crocante __________
Escala Color
Me gusta __________
Ni me gusta ni me disgusta __________
Me disgusta __________
Escala Sabor
Me gusta __________
Ni me gusta ni me disgusta __________
Me disgusta __________
Gracias por su colaboración
86
ANEXO F. Norma Técnica Ecuatoriana NTE 2561:2010
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ANEXO G. Continuación Norma Técnica Ecuatoriana NTE 2561:2010