Universidad de los Andes

Bogotá, Colombia

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Química y Alimentos

Proyecto de Grado

Asesor: Oscar Álvarez

Elaborado por: Manuela Salamanca Cerón,

Laura Juliana Gaviria Zuluaga

Julio, 2021

Desarrollo de un chocolate a base de una emulsión de agua en

manteca de cacao orientado a la producción de un producto bajo

en calorías con las mismas características organolépticas de un

chocolate tradicional.

Resumen

Mediante este estudio se busca evaluar la posibilidad de desarrollar un chocolate bajo en calorías a

partir de un remplazo parcial de la grasa por agua, conservando las mismas características físicas y

organolépticas de un chocolate tradicional. Esto se logra mediante una emulsión de agua en manteca de

cacao donde se varían diferentes factores del proceso con el fin de encontrar la formulación más viable

para la creación del chocolate. Por esta razón, se llevó a cabo un diseño factorial para evaluar el efecto

de tres factores importantes del proceso; porcentaje de la fase acuosa, gramos de emulsionante PGPR y

velocidad de agitación en la primera etapa de la emulsificación; en las propiedades microscópicas y

macroscópicas que definen las características deseadas del chocolate. En este caso se evaluó el tamaño

de gota de agua y la temperatura de fusión de las muestras obtenidas. A partir de los resultados se

determinó que la formulación óptima para la elaboración del chocolate se da con un 20% de agua,

0,05% de PGPR y una velocidad de agitación de 1350 rpm. Por último, se realizó un análisis

comparativo de una las características macroscópicas entre un chocolate tradicional y el chocolate

elaborado en ese estudio, en este caso se evaluó la dureza, donde se concluyó que el chocolate elaborado

presenta una diferencia significativa en dureza en comparación a un chocolate normal, lo cual puede

afectar su viabilidad como un nuevo producto en el mercado.

1. Introducción

1.1 Contexto

1.1.1 El chocolate

El chocolate en barra es un alimento consumido

regularmente alrededor de todo el mundo. Los

principales ingredientes utilizados en la

elaboración del chocolate son el cacao, la leche,

el azúcar y la manteca de cacao. El chocolate es

una fuente importante de carbohidratos,

polifenoles y vitaminas, aunque contiene altos

niveles de azúcar y grasas. Sin embargo, la

cantidad de macronutrientes varía dependiendo

del tipo de chocolate. En la tabla 1 se muestra

la cantidad de grasas, proteínas y carbohidratos,

así como la energía presente en los principales

tipos de chocolate sólido. [1]

Tabla 1. Contenido de macronutrientes en

gramos y de energía en kcal de los principales

tipos de chocolates sólidos [1]

Como se puede evidenciar, en promedio el

chocolate contiene aproximadamente un 31%

de materia grasa, un 6% de proteínas, un 60%

de carbohidratos. Además, contiene un 3% de

humedad, minerales (fósforo, calcio, hierro),

vitaminas A y del complejo B [2].

El contenido de grasa del chocolate se deriva

principalmente de la manteca de cacao la cual

consiste principalmente de ácido esteárico en

un 34 %, ácido oleico en un 34% y ácido

palmítico en un 27%. La estructura de los

triacilglicéridos que componen la manteca de

cacao se caracteriza por tener un punto de

fusión en el rango 27-32°C. Esta es una de las

características organolépticas más importantes

Contenido de macronutrientes por 100 g

Tipo de

chocolate

Proteína

(g)

Grasa

(g)

Carbohidratos

(g)

Energía

(kcal)

Leche 7,65 29,7 59,4 535

Blanco 5,87 32,1 59,2 539

Negro 4,88 31,3 61,2 546

del chocolate, ya que un chocolate en barra

debe fundirse con relativa rapidez en el paladar

humano, pero no debe fundirse en los dedos de

la persona que va a ingerirlo. Los chocolates, de

bajo costo son producidos con manteca de

cacao sintética y esta, generalmente, no se

funde a la temperatura de la boca, de ahí el

sabor grasoso, y para muchos desagradable, que

producen en el paladar [2].

Por otro lado, otra característica importante que

se le atribuye a la composición de triglicéridos

es que la manteca de cacao es una grasa

polimórfica. El polimorfismo es la capacidad de

una molécula de cristalizar en diferentes

configuraciones de empaque de cristal. Según

[1], se han identificado diferentes formas

polimórficas para la manteca de cacao. Estas

diferentes formas polimórficas o

configuraciones de empaquetamiento se

caracterizan por diferencias entre las distancias

de las cadenas de triglicéridos y en el "ángulo

de inclinación” en relación con el plano del

grupo metilo final de la cadena [1].

Tabla 2. Temperaturas de fusión para formas

polimórficas de la manteca de cacao [3]

Cristal Temperatura

de fusión

Características

I 17°C (63 °F) Suave, se desmorona,

se funde fácilmente

II 21°C (70°F) Suave, se desmorona,

se funde fácilmente

III 26 °C (79°F) Firme, se funde

fácilmente

IV 28°C (82° F) Firme, se funde

fácilmente

V 30°C- 34 °C

(93°F)

Brillante, firme,

fusión cercana a la

temperatura corporal

VI 36 °C (97°F) Duro, toma semanas

en formarse

Como se puede evidenciar en la Tabla 2, la

forma polimórfica I es bastante inestable, se

desmorona y se funde fácilmente debido a su

bajo punto de fusión. Esta forma se produce

mediante un enfriamiento rápido a bajas

temperaturas y se transforma rápidamente en la

Forma II. La forma II tiene un punto de fusión

un poco más alto y por lo cual, cambiará más

lentamente en las Formas III y IV. La forma IV

es la forma polimórfica que generalmente se

produciría si el chocolate sin templar o

extremadamente mal templado, se enfriara en

un túnel de enfriamiento. Esta forma es más

firme y tiene un punto de fusión un poco más

alto, sin embargo, se funde fácilmente. Las

formas V y VI, también llamadas las formas β

son las formas más estables de manteca de

cacao. La forma V es el estado que se produce

en un chocolate bien templado. En un

almacenamiento prolongado, esto puede

transformarse muy lentamente en la Forma Vl,

un cambio que a menudo va acompañado de la

formación de una floración grasa, sin embargo,

esta forma puede tardar algunas semanas en

formarse por lo cual se considera que esta es la

forma más difícil de generar [1].

Por otro lado, en cuanto a los carbohidratos, se

puede evidenciar que la mayor fuente de

carbohidratos proviene de la sacarosa agregada

durante la fabricación del chocolate.

Adicionalmente, el cacao en polvo contiene una

cantidad significativa de fibra (37% en peso

seco) [1]. Sin embargo, el contenido final de

fibra en el chocolate sólido depende de la

cantidad de grasa desnatada o sólidos de cacao

en el producto: el chocolate negro tiende a tener

la mayor cantidad (7 g / 100 g) mientras que el

chocolate blanco (0,2 g / 100 g) tiene muy poco

contenido de fibra.

En cuanto a las proteínas, el cacao no es una

fuente significativa de proteínas y la proteína

presente es escasamente digerible. Sin

embargo, el chocolate con leche contiene la

mayor cantidad de proteína debido a la adición

de proteínas de la leche [1].

En cuanto al contenido calórico del chocolate,

vemos que es bastante alto, pues 100g de

chocolate tienen entre 535 kcal a 546 kcal, lo

que convierte al chocolate en un alimento denso

en calorías y un posible contribuyente a

problemas de obesidad. Dado su contenido de

macronutrientes vemos que el 51% de las

calorías son provenientes de la grasa, el 45%

son provenientes de los carbohidratos y el 4%

es proveniente de las proteínas.

1.1.2 Mercado de chocolate

El consumo de chocolate de los productos de

confitería ha aumentado 10% entre 2002 y 2010

con una tasa de crecimiento anual de 1,2%. Los

principales consumidores se encuentras en los

países europeos, los Estados Unidos, Brasil,

Japón y Australia. [4] Adicionalmente el

tamaño del mercado de confitería de chocolate

se valoró en USD 114,33 mil millones en 2019

y se proyecta que alcance los USD 136,42 mil

millones para 2027. Este mercado está

impulsado principalmente por la evolución de

las preferencias por productos de confitería

novedosos e innovadores.

Sin embargo, es evidente que el sector

alimenticio tiene fuertes tendencias a mejorar la

calidad y la elaboración de los productos de tal

manera que no generen un impacto negativo en

el cuerpo. “La constante preocupación por la

salud de un sector específico de la población ha

causado el surgimiento de nuevas ideas

alimenticias” [5].

Por esta razón, en las últimas décadas, la

industria alimentaria ha introducido en el

mercado algunos productos innovadores,

intentando satisfacer las demandas de los

consumidores, y se han inclinado en su mayoría

por chocolates bajos en azúcar. No obstante, sus

características organolépticas cambian y

muchas veces no son aceptadas por el

consumidor, y, además, su contenido calórico

aún es alto, ya que la mayor cantidad de calorías

proviene de la grasa (50% aproximadamente)

pues esta contiene 9kcal/g, mientras que el

azúcar tiene 4 kcal/g. En este contexto, el

desarrollo de chocolate bajo en grasa puede ser

una solución a las nuevas demandas del

mercado actual. (el original). Sin embargo, la

producción de chocolate bajo en grasa

representa un desafío en la industria

alimentaria, ya que la grasa proporciona las

características principales del chocolate como

se explicó anteriormente.

1.1.3 Obesidad

Por otro lado, se ha evidenciado una fuerte

tendencia de enfermedades de la salud

relacionadas con la carencia de estilos de vida

saludables y el consumo excesivo de alimentos

altamente calóricos. Enfermedades como la

obesidad, la diabetes y el sobrepeso son una de

las mayores preocupaciones actuales debido a

su exponencial crecimiento en los últimos años.

La Organización Mundial de la Salud (OMS)

estimó que en 2016 en todo el mundo más de

1.900 millones de adultos, 340 millones de

adolescentes y 41 millones de niños tenían

sobrepeso u obesidad [6]. En el 2018, la

comunidad global de diabetes del Reino Unido

estimó que 415 millones de personas tenían

diabetes y proyectaron un crecimiento de 642

millones de personas para el 2040 [4]. Estas

altas cifras representan un gran riesgo para la

salud de millones de personas ya que las

principales consecuencias para la salud son

enfermedades cardiovasculares, diabetes,

trastornos musculoesqueléticos y algunos tipos

de cáncer (incluidos endometrios, mama,

ovario, próstata, hígado, vesícula biliar, riñón y

colon) [6].

Durante los últimos 50 años, el suministro de

calorías ha aumentado drásticamente en todo el

mundo. A medida que pasan los años y con los

avances industriales, los consumidores tienden

a ingerir cada vez más alimentos procesados y

comida rápida. En 1960, el suministro medio

mundial de calorías o la disponibilidad de

calorías para que las consumieran los

consumidores, era de 2200 kcal por persona por

día. Para 2013 esto ya había aumentado a

2800kcal [7]. Hoy en día, esta cifra sigue

siendo bastante alta, sin embargo, el problema

radica en que el consumo de energía ha

aumentado, pero no se está cumpliendo con un

gasto energético suficiente para que los

consumidores “quemen” estas calorías o

aprovechen esta energía. Como resultado, se da

un aumento de peso de la población y un

aumento en las tasas de obesidad.

Sin embargo, ante esta situación los

consumidores han empezado a inclinarse cada

vez más hacia el consumo más saludable y

hacia un estilo de vida más sano. Esto genera

cada vez más, un reto para las industrias

alimenticias hacia la creación y/o renovación de

sus productos para crear una oferta más amplia

de alimentos sanos y con un aporte mayor a

nivel nutricional para sus consumidores.

En este orden de ideas, la crisis de la salud

mundial está teniendo un impacto significativo

en la industria del chocolate. Los pacientes

diabéticos y con sobrepeso cada vez más se

resisten al consumo de chocolates para evitar y

reducir la ingesta calórica en su dieta diaria.

Paralelamente, los consumidores que no

padecen de estas enfermedades, pero que

igualmente les gusta mantener una

alimentación balanceada, se inclinan cada vez

más hacia los productos de confitería de

chocolate que tienen un contenido de azúcar

reducido para reducir los niveles de consumo de

azúcar.

1.1.5 Emulsiones

Las emulsiones se conocen como una estructura

formada por la dispersión entre dos líquidos

inmiscibles, en donde uno se encuentra dentro

del otro en forma de pequeñas gotas. Las

emulsiones tienen una función en las

estructuras químicas y físicas de muchos

alimentos naturales y procesados y serán de

gran utilidad para el desarrollo de este proyecto.

En las emulsiones existen generalmente 2 fases:

la fase dispersa o interna y la fase continua o

externa. La primera fase hace referencia al

líquido que se dispersa en el otro, es decir que

este va a tomar la forma de pequeñas gotas,

entre 0,1 a 100 micras [8]. La segunda fase,

corresponde al liquido en donde se dispersan las

pequeñas gotas, es decir la fase continua.

Generalmente, las emulsiones se llevan a cabo

con una fase oleosa y una fase acuosa, como

agua y aceite.

Las emulsiones pueden clasificarse según las

proporciones de la fase oleosa y la acuosa. Una

emulsión en donde las gotas de la fase oleosa

(aceite) están dispersadas la fase acuosa (agua),

se llama Emulsión de Aceite en Agua (O/W) o

también se le llama Emulsión directa [9].

Mientras que, por el contrario, una emulsión

donde las gotas de la fase acuosa (agua) se

encuentran dispersas en la fase oleosa (aceite)

se denomina Emulsión de Agua en Aceite

(W/O) o Emulsión Inversa [10].

En cuanto a estas dos fases, es importante

recalcar la naturaleza de cada una de ellas, por

ejemplo, la fase oleosa está compuesta por

lípidos los cuales son antipáticos, es decir,

tienen un lado hidrofílico, el cual se mezcla con

agua, y otro lado hidrofóbico, el cual se mezcla

con aceite. Cuando estas moléculas están en

una fase continua acuosa, no se pueden unir

debido a las cargas, por lo cual los lados

hidrofóbicos se unirán entre sí de forma circular

dejando fuera al lado hidrofílico, formando así

las micelas [9]. Por otro lado, en cuanto a la fase

acuosa, esta suele ser generalmente agua. El

agua es una molécula polar y, al igual que la

fase oleosa, puede actuar como la fase

discontinua en donde se formarán gotas. El

aceite por su extremo hidrofílico rodeará el

agua en forma circular dejando en la superficie

de la gota el lado hidrofóbico.

Adicionalmente, las emulsiones tienen un

tercer elemento importante llamado

emulsionante. Los emulsionantes son

sustancias anfipáticas (solubles en agua y en

aceite) que facilitan la formación de la emulsión

disminuyendo la tensión interfacial entre la fase

apolar (oleosa) y la polar (acuosa) [9]. A demás,

los emulsionantes aportan estabilidad física

durante un tiempo dependiendo de la

composición, características de procesado, el

tipo de emulsionante y el tipo de emulsión.

Gracias esto es posible formar emulsiones

que sean estables durante períodos de tiempos

variables, pueden ser desde un par de días hasta

años.

En cuanto a la emulsión de interés en esta

investigación, emulsión de agua en manteca de

cacao, ya varios estudios [11], [12], [13], [14],

[15], han demostrado previamente que se

pueden producir emulsiones estables hasta de

un 60% de agua. No obstante [11] demostró que

un porcentaje de agua mayor a 40% da como

resultado una temperatura de fusión ser menor

a 30- 34° C, característico de la forma

polimórfica V, lo que indica que hay presencia

de cristales en la forma polimórfica IV, que

como se dijo anteriormente no es deseada en el

chocolate. Esto se debe a que el agua tiene una

conductividad térmica mayor a la de la manteca

de cacao, por lo que la transferencia de calor es

más rápida y por ende se la cristalización se da

a mayor velocidad.

Según [a3] las emulsiones de agua en manteca

de cacao clasifican como emulsiones de

pickering, las cuales son caracterizadas por

estabilizarse mediante la adición de partículas

sólidas, donde las partículas presentes en la

emulsión se unirán a la interfaz de estas

partículas sólidas y evitarán que se unan entre

sí y por ende se separen en dos fases. En este

caso las partículas de manteca de cacao bajo

cizallamiento producidas en la cristalización

evitan que se separen las dos fases al crear una

capa de cristal alrededor de una gota. De esta

manera los cristales de grasa forman una red

que inmoviliza la fase acuosa que da a lugar a

la estabilidad de la emulsión. [12] Si entramos

en más detalle, según [13] este proceso ocurre

en tres fases. Primero hay una creación de

cristales o capsulas en las gotas de agua,

después se da el crecimiento de esos cristales y,

por último, la formación de redes o puentes

entre esos cristales. De esta manera se forma

una red de cristales que bloquea el movimiento

de las partículas de la fase acuosa, y generando

estabilidad en la emulsión. [13]

Ahora bien, según [13] la estabilidad de la

emulsión agua y manteca de cacao no depende

únicamente de la red de cristales mencionada

anteriormente, sino que también se ve

influenciada por los cristales tensoactivos por

lo que la presencia de un emulsionante juega un

rol muy importante al modificar la superficie de

los cristales, aumentando su polaridad, y

capacidad de absorción, pues los cristales de la

manteca de cacao no son muy tensoactivos.[12]

Varios estudios [11], [12], [13], [14], [15], ya

han demostrado que la adición de PGPR puede

mejorar la estabilidad de la emulsión al permitir

la adsorción de estos cristales en la interfase

agua-aceite.

Dado que en este caso el polimorfismo de la

manteca de cacao resultante es tan importante

para la producción de chocolate, es muy

importante tener en cuenta el proceso de

cristalización. Este proceso se refiere a la

formación de enlaces hasta formar una red,

pasando de un estado líquido a un estado sólido

normalmente por un cambio de temperatura.

Este proceso es de suma importancia ya que los

cambios microestructurales que se pueden dar

después del proceso son causados por el tipo de

cristalización y el orden de cristalización de

ambas fases. [14] Y al ser un producto

comercial, la estabilidad de la microestructura

es esencial para que este sea aceptado en el

mercado

1.1.2 Descripción del problema

Dentro de la industria alimentaria se han

detectado diversas problemáticas con respecto

al consumo de alimentos con alto contenido

calórico. Con base en estas problemáticas, se

han identificado 3 oportunidades en esta área.

En primer lugar, se ha evidenciado un

crecimiento alarmante en la tasa de obesidad

alrededor de todo el mundo debido al aumento

del suministro de calorías que ingieren las

personas a diario. A raíz de esta problemática,

surgen varias consecuencias en la salud tales

como: enfermedades cardiovasculares,

diabetes, trastornos musculoesqueléticos e

incluso algunos tipos de cáncer. Sin embargo,

esta preocupación por la salud ha causado el

surgimiento de nuevas ideas alimenticias y

nuevas exigencias en los consumidores. Esto

conduce a la segunda oportunidad encontrada,

pues se identificó que los consumidores han

empezado cuidar su alimentación ya sea por su

físico o por salud. Gracias a esto se presenta una

nueva oportunidad en el mercado por la

producción de alimentos bajos en calorías con

características organolépticas que atraigan al

consumidor, es decir un buen sabor y textura.

Finalmente, se identificó una oportunidad en la

industria del chocolate ya que según estudios

del mercado las ventas de chocolate en el

mundo han aumentado en los últimos años, lo

cual indica que existe un gran incremento en el

consumo y demanda de este. Sin embargo, si

bien es cierto que el chocolate tiene un

porcentaje alto en grasa y por ende en calorías,

aun no se ha logrado crear un chocolate bajo en

calorías que cumpla con las características de

un chocolate normal.

1.3 Soluciones previas

1.3.1.1 Chocolates sin azúcar

Ante la problemática planteada anteriormente,

algunas marcas reconocidas de chocolates en

barra han intentado crear nuevas alternativas de

sus productos para intentar satisfacer a los

consumidores que demandan chocolates de

buen sabor y calidad, pero con un menor aporte

calórico. Las soluciones que ofrecen marcas

como: Nestlé, Lok, Jet, entre otros, se basan en

eliminar o reemplazar el azúcar añadido de las

barras de chocolate utilizando en algunos casos

edulcorantes alternativos. Este tipo de

chocolate sin azúcar promete reducir las

calorías de este alimento hasta en un 25% [16]

y promete ser un alimento “light”, sin embargo,

según [17] un producto alimenticio puede

considerarse "light" o "sin azúcar" si aporta

menos de 40 calorías por ración o aporta menos

de 0,5 g de azúcares por ración. Esto quiere

decir que realmente estos chocolates sin azúcar

no son realmente alimentos ligeros o “light”

porque su aporte calórico sigue siendo bastante

alto ya que la mayor cantidad de calorías de un

chocolate proviene de la grasa (50%

aproximadamente) pues esta contiene 9kcal/g,

mientras que el azúcar tiene 4 kcal/g.

Adicionalmente, la sustitución del azúcar

tradicional por edulcorantes como sorbitol,

manitol, xilitol, eritritol, lactitol, entre otros, ha

llegado a afectar propiedades reológicas, físicas

y sensoriales del chocolate [18]. Es decir, que a

pesar de que se esté haciendo un gran esfuerzo

por reducir el contenido calórico de los

chocolates, algunos aspectos como la textura y

el sabor se han visto comprometidos y no

cumplen con las expectativas del consumidor.

Ante esta situación, se considera que

actualmente la industria de chocolates y

confitería no ha podido solucionar

exitosamente la problemática de crear un

chocolate sin un aporte tan grande de calorías,

pero con las mismas propiedades físicas y

organolépticas de un chocolate convencional.

1.4 Solución planteada

Teniendo en cuenta la oportunidad, se propone

la idea de producir un chocolate completo de

calidad con una reducción parcial de grasa que

tenga propiedades similares a un chocolate

común, es decir que conserve las mismas

características físicas y sensoriales. Esto con el

fin de disminuir drásticamente el aporte

calórico proveniente de la grasa. Para lograr

este objetivo, se propone realizar emulsiones de

agua en manteca de cacao para reemplazar

parcialmente la grasa del chocolate.

En algunas investigaciones [11] [12] [15], se ha

demostrado la aplicabilidad de las emulsiones

de agua en manteca de cacao para disminuir el

contenido de grasa con gotas de agua de un

tamaño por debajo de la detección umbral de la

boca (generalmente 10 μm). Sin embargo, en

estos estudios aún no se ha determinado una

formulación óptima para elaborar este alimento

de manera que satisfaga las expectativas físicas

y sensoriales del consumidor.

Por esta razón, a través de este proyecto se

busca estudiar el efecto y la incidencia de 3

variables importantes de la emulsión, en las

propiedades micro y macroscópicas del

chocolate. Las 3 variables que se analizarán

son: la cantidad de agua en la emulsión, la

cantidad de PGPR y la velocidad de agitación

del proceso de emulsificación. Adicionalmente,

se analizará el efecto que tienen dichas

variables en el tamaño de gota de agua, las

temperaturas y entalpias de congelación y

fusión, la dureza del chocolate, el sabor y la

textura. Estas últimas variables macroscópicas

se analizarán con respecto a un chocolate

tradicional referente en el mercado, por lo cual

se llevará a cabo un análisis comparativo entre

estos dos chocolates. Finalmente, con base a los

resultados obtenidos, se determinará cual es la

mejor formulación para la elaboración de un

chocolate bajo en grasa y calorías.

En este contexto, el desarrollo de un chocolate

con bajo contenido de grasa con un sabor y

textura deseables, puede llenar el vacío actual

en el mercado de confitería y chocolates y

fomentará la innovación y el desarrollo de

nuevos procesos en esta industria.

1.5 Objetivos del proyecto

1.5.1 Objetivo General

Producir y evaluar la viabilidad de un chocolate

a base de una emulsión de agua en manteca de

cacao que conserve las características físicas y

sensoriales de un chocolate común.

1.5.1.1 Objetivos Específicos

• Crear un diseño de experimentos con el fin

de obtener la formulación óptima para la

emulsión del chocolate.

• Medir las propiedades microscópicas de las

diferentes muestras y escoger la emulsión

óptima para la elaboración del chocolate

completo.

• Elaborar un chocolate completo con la

emulsión escogida.

• Medir una propiedad macroscópica tanto

del chocolate creado como de un chocolate

convencional para hacer un análisis

comparativo.

• Analizar la viabilidad del chocolate en el

mercado mediante varios elementos de un

plan de negocios.

2. Materiales & Métodos

En primer lugar, se llevará a cabo el diseño de

experimentos para determinar una formulación

optima de la emulsión de agua y manteca de

cacao al definir el mejor porcentaje de agua,

PGPR y la velocidad de agitación. A partir de

este diseño se realizarán 8 pruebas en duplicado

de diferentes emulsiones y se medirán 2

variables microscópicas, el tamaño de la gota

de agua en la emulsión y la temperatura de

fusión

Posteriormente, con la formulación

seleccionada se llevará acabo la preparación del

chocolate completo. Para esto se mezcla la

emulsión con los ingredientes secos (cacao en

polvo, leche en polvo y azúcar glas) hasta

obtener una mezcla homogénea. Finalmente, se

debe moldear el chocolate y dejarlo enfriar a

una temperatura de 5°C.

Luego de obtener el chocolate completo, se

procederá a medir una de las propiedades

macroscópicas de este como: la dureza. Para

estos se empleará un texturometro. De igual

manera, se medirán estas propiedades de un

chocolate comercial comprado con anterioridad

para poder realizar un análisis comparativo

entre estos dos chocolates.

2.1 Materiales

Los materiales que se utilizarán en este

proyecto son principalmente aquellas materias

primas que se requieren para realizar chocolate:

la manteca de cacao, cacao en polvo, la leche en

polvo, azúcar y el emulsionante PGPR

(Polirricinoleato de Poliglicerol).

2.2 Métodos

2.2.1.1 Diseño de experimentos

Para realizar el diseño de experimentos se

decidió variar 3 factores que afectan las

propiedades microscópicas y macroscópicas de

la emulsión: el porcentaje de agua, la cantidad

de emulsionante PGRP y la velocidad de

agitación del agitador. Cada uno de estos

factores se evaluará en 2 niveles distintos por lo

cual se llevará a cabo un diseño factorial 23 con

duplicado en donde se evaluarán dos variables

de respuesta: el tamaño de la gota de agua en la

emulsión y la temperatura de fusión de la

emulsión. Estas variables se medirán utilizando

un analizador de tamaño de partículas

Mastersizer 3000 y un calorímetro diferencial

de barrido DSC respectivamente. Finalmente,

los resultados obtenidos se analizarán

utilizando la herramienta Minitab para

determinar cuál de todas las formulaciones es la

ideal para realizar el chocolate.

Antes de encontrar los niveles óptimos para el

chocolate, primero se desea comprobar si los

diferentes factores estudiados tienen un efecto

un significativo en las dos variables de

respuesta y su grado de importancia en el

modelo, por lo que se realizó un análisis de

varianza, donde las hipótesis se formularon

como se muestra a continuación:

2.2.1.1.1 Tamaño de partícula

Porcentaje de agua

Hipótesis nula: El porcentaje de agua no tiene

un efecto significativo sobre el tamaño de

partícula.

Hipótesis alterna: El porcentaje de agua sí

tiene un efecto significativo sobre el tamaño de

partícula.

μ1: media de tamaño de partícula para 40% de

agua.

μ2: media de tamaño de partícula para 20% de

agua.

H0: µ1=µ2

H1: µ1 ≠ µ2

Porcentaje de PGPR

Hipótesis nula: El porcentaje de PGPR no

tiene un efecto significativo sobre el tamaño de

partícula.

Hipótesis alterna: El porcentaje de PGPR sí

tiene un efecto significativo sobre el tamaño de

partícula.

μ1: media de tamaño de partícula para 5% de

PGPR.

μ2: media de tamaño de partícula para 0,05%

de PGPR.

H0: µ1=µ2

H1: µ1 ≠ µ2

Velocidad de agitación

Hipótesis nula: La velocidad de agitación no

tiene un efecto significativo sobre el tamaño de

partícula.

Hipótesis alterna: La velocidad de agitación sí

tiene un efecto significativo sobre el tamaño de

partícula.

μ1: media de tamaño de partícula para 470

rpm.

μ2: media de tamaño de partícula para 1350

rpm.

H0: µ1=µ2

H1: µ1 ≠ µ2

Interacción

Porcentaje de agua y el porcentaje de PGPR

Hipótesis nula: La media de las interacciones

entre el porcentaje de agua y el porcentaje de

PGPR no tiene un efecto significativo sobre el

tamaño de partícula.

Hipótesis alterna: La media de las

interacciones entre el porcentaje de agua y el

porcentaje de PGPR sí tiene un efecto

significativo sobre el tamaño de partícula.

H0: µi=µj para

H1: µi ≠ µj para i ≠ j

Porcentaje de agua y la velocidad de

agitación

Hipótesis nula: La media de las interacciones

entre el porcentaje de agua y la velocidad de

agitación no tiene un efecto significativo sobre

el tamaño de partícula.

Hipótesis alterna: La media de las

interacciones entre el porcentaje de agua y la

velocidad de agitación sí tiene un efecto

significativo sobre el tamaño de partícula.

H0: µi=µj para

H1: µi ≠ µj para i ≠ j

Porcentaje de PGPR y la velocidad de

agitación

Hipótesis nula: La media de las interacciones

entre el porcentaje de PGPR y la velocidad de

agitación no tiene un efecto significativo sobre

el tamaño de partícula.

Hipótesis alterna: La media de las

interacciones entre el porcentaje de PGPR y la

velocidad de agitación sí tiene un efecto

significativo sobre el tamaño de partícula.

H0: µi=µj para

H1: µi ≠ µj para i ≠ j

2.2.1.1.2 Temperatura de fusión

Porcentaje de agua

Hipótesis nula: El porcentaje de agua no tiene

un efecto significativo sobre la temperatura de

fusión.

Hipótesis alterna: El porcentaje de agua sí

tiene un efecto significativo sobre la

temperatura de fusión.

μ1: media de la temperatura de fusión para

40% de agua.

μ2: media de la temperatura de fusión para

20% de agua.

H0: µ1=µ2

H1: µ1 ≠ µ2

Porcentaje de PGPR

Hipótesis nula: El porcentaje de PGPR no

tiene un efecto significativo sobre la

temperatura de fusión.

Hipótesis alterna: El porcentaje de PGPR sí

tiene un efecto significativo sobre la

temperatura de fusión.

μ1: media de la temperatura de fusión para 5%

de PGPR.

μ2: media de la temperatura de fusión para

0,05% de PGPR.

H0: µ1=µ2

H1: µ1 ≠ µ2

Velocidad de agitación

Hipótesis nula: La velocidad de agitación no

tiene un efecto significativo sobre la

temperatura de fusión.

Hipótesis alterna: La velocidad de agitación sí

tiene un efecto significativo sobre la

temperatura de fusión.

μ1: media de la temperatura de fusión para

470 rpm.

μ2: media de la temperatura de fusión para

1350 rpm.

H0: µ1=µ2

H1: µ1 ≠ µ2

Interacción

Porcentaje de agua y el porcentaje de PGPR

Hipótesis nula: La media de las interacciones

entre el porcentaje de agua y el porcentaje de

PGPR no tiene un efecto significativo sobre la

temperatura de fusión.

Hipótesis alterna: La media de las

interacciones entre el porcentaje de agua y el

porcentaje de PGPR sí tiene un efecto

significativo sobre la temperatura de fusión.

H0: µi=µj para i ≠ j

H1: µi ≠ µj para i ≠ j

Porcentaje de agua y la velocidad de

agitación

Hipótesis nula: La media de las interacciones

entre el porcentaje de agua y la velocidad de

agitación no tiene un efecto significativo sobre

la temperatura de fusión.

Hipótesis alterna: La media de las

interacciones entre el porcentaje de agua y la

velocidad de agitación sí tiene un efecto

significativo sobre la temperatura de fusión.

H0: µi=µj para

H1: µi ≠ µj para i ≠ j

Porcentaje de PGPR y la velocidad de

agitación

Hipótesis nula: La media de las interacciones

entre el porcentaje de PGPR y la velocidad de

agitación no tiene un efecto significativo sobre

la temperatura de fusión.

Hipótesis alterna: La media de las

interacciones entre el porcentaje de PGPR y la

velocidad de agitación sí tiene un efecto

significativo sobre la temperatura de fusión.

H0: µi=µj para

H1: µi ≠ µj para i ≠ j

2.2.1.2 Descripción detallada del proceso

Para la elaboración de las diferentes

formulaciones del diseño de experimentos, se

llevará acabo la misma metodología cambiando

únicamente los porcentajes de agua y PGPR, y

la velocidad de agitación. En una primera

instancia se debe preparar la pre-emulsión. En

esta etapa se debe fundir la manteca de cacao a

una temperatura de 60°C para obtenerla en

estado líquido, se derrite aproximadamente 2

horas para garantizar que todos los cristales

estén derretidos. Luego se debe añadir el

emulsionante PGPR a la manteca de cacao

manteniendo la solución agitada con un

agitador magnético y a una temperatura entre

55°C y 65°C, en este caso e PGPR se varia en

dos niveles (0.05% y 5%). Paralelamente, se

debe prepararla fase acuosa que en este caso se

va a variar en 2 niveles (20% y 40%) donde

primero se debe calentar el agua a una

temperatura de 60°C y después adicionar

azúcar hasta que se disuelva completamente, se

utiliza un agitador magnético para garantizar la

disolución completa. Por último, se debe crear

la pre-emulsión al mezclar estas 2 soluciones

utilizando un agitador mecánico durante 5

minutos a 60 °C a 1350 rpm.

Una vez se tiene lista la pre-emulsión se

procederá a realizar el proceso de

emulsificación, para esto primero se debe

bombear la pre-emulsión a 60°C con una

bomba peristáltica con un flujo constante de 50

ml/min hasta la primera etapa de la

emulsificación donde se agita la solución con

un agitador mecánico a 20 °C para garantizar

que la emulsión tenga una temperatura de salida

de 35 °C, en esta etapa se varia la velocidad de

agitación en dos niveles (470 rpm y 1350 rpm).

A continuación, se bombea la emulsión a la

segunda etapa del proceso de emulsificación

donde se agita la muestra a 470 rpm a una

temperatura de 35°C para mantener una

temperatura constante. Posteriormente se lleva

la muestra a un recipiente de vidrio y se deja

enfriar a temperatura ambiente para más tarde

ser congelada a -5°C. Una vez obtenidas las

emulsiones, se procederá a medir las

propiedades macroscópicas y microscópicas

especificadas más adelante.

A continuación, se justificarán las elecciones de

parámetros y variables que se describieron

anteriormente en el proceso.

2.2.1.3 Azúcar

Se decidió incorporar azúcar en la fase acuosa

ya que en [14] se demostró que esta afecta la

microestructura de la emulsión al involucrar en

el proceso la cristalización del azúcar. La

adición de este, por un lado, reduce el punto de

fusión y congelación de la mezcla, el cual se ve

elevado por la adición de agua, y por otro lado,

gracias a su viscosidad y efectos osmóticos

también confiere una mayor estabilidad a la

emulsión.[14] No obstante la adición de azúcar

también puede aumentar el tamaño de gota [11

y 15], en [15] se estudió el cambio en el tamaño

de gota al variar entre 1% y 20% de azúcar en

la solución acuosa, donde se encontró que un

incremento de la cantidad de azúcar aumenta el

tamaño de gota, pues se obtuvo una variación

entre 0.6-4.9 μm. En consecuencia, se decidió

fijar el porcentaje de azúcar en 1% para

garantizar sus beneficios sin aumentar el

tamaño de la partícula.

2.2.1.4 Temperatura de etapas 1 y 2

La temperatura de las etapas 1 y 2 de la línea de

margarina son esenciales en los resultados del

proceso, pues estas influyen en la cristalización

de la emulsión y su forma deseada V. La

temperatura en la primera etapa se fijó a 25 C y

en la segunda etapa a 35 C para todas las

muestras. [15] Esto por varias razones, por un

lado, según los resultados de a3 la primera etapa

determina la forma del cristal, pues allí se

empieza la cristalización, y la segunda etapa

mantiene estos cristales formados o en su

defecto los derrite. Según [13] temperaturas

muy altas (50-60° C) resulta en formas

polimórficas inestables III o IV que tienen un

punto de fusión menor (25-26° C) dado que la

cristalización únicamente se da en el

almacenamiento y no en el proceso. Por otro

lado, [13] también sugiere que para crear la

emulsión deseada la primera etapa debe

funcionar a una temperatura baja, menor a 35

C, pues estas dan como resultado puntos de

fusión de 30-34 C, característicos de a forma

polimórfica V. No obstante, se decidió fijar en

25 porque una temperatura muy baja puede

causar que la manteca de cacao se solidifique al

pasar por la bomba y cause problemas en el

flujo por acumulación. [13]

2.2.1.5 Emulsionante PGPR

Dado que el producto es un alimento, la

seguridad y normatividad del emulsionante es

un factor decisivo a la hora de escogerlo. Tanto

el PGPR como la lecitina son emulsionantes

que se usan normalmente en el proceso de

producción del chocolate. No obstante, en [15]

y [12] se pudo demostrar que en cuanto a las

emulsiones de agua en manteca de cacao el

PGPR parece ser superior al garantizar que el

100% de las gotas tuvieran un tamaño más

pequeño que el resultante con la lecitina. Según

[12] y [13] el PGPR permite una rápida

cobertura de gotas, una mejor adsorción de los

cristales en la interfase, y, por ende, una mejor

estabilidad y menor tamaño de gota.

En [13] se estudió la variación de 0.1 a 5% de

PGPR, no obstante, no se encontró una

diferencia significativa en el tamaño de gota,

pues esta diferencia estaba dentro de un error

experimental de 0,1%. En este caso todos los

datos obtenidos estaban dentro del rango

esperado (menor a 10 μm). Dado que las

regulaciones de PGPR en la industria

alimentaria son estrictas y no se permite más de

un 0.5% de este emulsionante en el chocolate

completo, y que, además, este implica un costo

en el proceso, en este estudio se decidió

investigar un porcentaje de PGPR menor a

0.1% para comprobar si existe una diferencia

significativa con 5% de emulsionante. Por esta

razón se decido variar el PGPR en 0.05% y 5%.

2.2.1.6 Agua

Es evidente que el porcentaje de agua en la

emulsión tiene una gran influencia tanto en las

propiedades macroscópicas como

microscópicas, y al mismo tiempo se sabe que

entre mayor sea el remplazo de manteca de

cacao por agua, menor serán las calorías de este

producto, por esta razón, se decide variar el

porcentaje de agua en la mezcla para encontrar

el máximo valor de porcentaje de agua en la

emulsión donde el chocolate conserve las

propiedades organolépticas esperadas por el

consumidor (sabor, textura, olor y color). Es

importante determinar este punto porque un

mayor porcentaje de agua da lugar a una mayor

área interfacial para estabilizar por el

surfactante, dando como resultado un mayor

tamaño de gota de agua. [11] Además de esto,

una mayor cantidad de fase dispersa da lugar a

una cristalización demasiado rápida, esto

debido a que el agua tiene una mayor

conductividad térmica, y por ende disminuye la

temperatura de fusión y cambian las formas

polimórficas de los cristales. [11] De anteriores

estudios [11] se sabe que al aumentar la

fracción de agua a 50% se obtienen formas

polimórficas no deseadas IV, por lo que se cree

que el máximo porcentaje de fase dispersa es

40%.

2.2.1.7 Velocidad de agitación

Según [13], la velocidad de agitación tiene un

gran impacto en el tamaño de gota de agua, pues

una mayor velocidad da lugar a un menor

tamaño de gota. Además, también se encontró

que cuando la velocidad de agitación en la etapa

1 de la línea de margarina es alta, la velocidad

de agitación de la etapa 2 tiene poca influencia

en el tamaño de gota. Por lo que en esta

investigación se decidió variar únicamente la

velocidad de agitación de la unidad 1. En varios

estudios [11], [12] y [13] se han utilizado

velocidades dese 170 a 1350 rpm demostrando

que, a mayor velocidad, menor tamaño de gota

de agua, sin embargo, falta información

concluyente a cerca de la influencia de la

velocidad de agitación en la cristalización de la

grasa por lo que este es uno de los propósitos de

esta investigación.

2.2.2 Mediciones Microscópicas

Ahora bien, como ya fue mencionado

anteriormente, las variables de respuestas que

se tendrán en cuenta para determinar cuál es la

mejor formulación de la emulsión, son el

tamaño de la gota de agua, la temperatura y

entalpia de fusión y congelación. Estas dos

propiedades se medirán para cada una de las

muestras realizadas utilizando dos equipos

diferentes.

2.2.2.1 Mastersizer 3000

En primer lugar, para medir el tamaño de gota

de agua se utilizará el equipo Mastersizer 3000.

Este equipo tiene la capacidad de medir el

tamaño de las partículas por medio de

difracción laser, ofreciendo una distribución de

tamaño de partículas rápidas y precisas para

dispersiones tanto húmedas como secas [20]. El

Mastersizer 3000 mide la intensidad de la luz

que se dispersa cuando el haz del láser pasa a

través de una muestra de partículas dispersadas.

Luego, estos datos se analizan para calcular el

tamaño de las partículas que crearon el patrón

de dispersión [20].

En este caso, debido a que se pretende realizar

la medición de las gotas de agua en la emulsión,

se debe tomar un par de gotas de la muestra

realizada y añadirlas a una unidad o celda con

aceite mineral del Mastersizer 3000. El aceite

mineral actuará como un disolvente debido a la

naturaleza de la emulsión (W/O) y permitirá

que la difracción laser detecte las partículas de

diferente polaridad como el agua.

2.2.2.2 Calorímetro diferencial de

barrido

La calorimetría diferencial de barrido evalúa el

efecto de la temperatura sobre la capacidad

calorífica de una muestra. Para esto la muestra

se somete a cambios de temperatura para

analizar los cambios que se dan en la muestra

con el flujo de calor. De esta manera el

calorímetro diferencial de barrido se convierte

en una herramienta muy útil para el análisis

térmico donde se pueden medir diferentes

variables [19].

En este caso se utilizó un calorímetro ya que

este brinda información tanto del tipo de

cristalización como de la granulometría de la

emulsión, a través de termogramas de

calorimetría diferencial de barrido. En este caso

se va a medir la temperatura de fusión, ya que

brinda información sobre la constitución de la

emulsión y su estabilidad. Por un lado, la

temperatura de difusión nos indica la forma

polimórfica de la emulsión, y por otro lado la

temperatura, la forma y el ancho de los picos de

congelación da información sobre la

distribución del tamaño de las partículas y sobre

su degradación estructural. [14]

Se realizo una muestra para cada prueba (en

total 16 muestras) de aproximadamente 2mg

cada una donde se varió la temperatura desde

10˚C a 50˚C a una velocidad de 5˚C/min.

2.2.3 Preparación del chocolate completo

Una vez determinada la formulación óptima de

la emulsión, se procederá a realizar la barra de

chocolate completo. Para este proceso, se

utilizará una batidora industrial con el fin de

mezclar adecuadamente la emulsión creada con

los ingredientes secos del chocolate, es decir: la

leche en polvo, la cocoa en polvo y el azúcar.

Una vez se obtenga una mezcla homogénea, se

procederá a moldear el chocolate en el tamaño

y forma que se desee y finalmente se dejara

enfriar a una temperatura de 5°C.

2.2.4 Mediciones Macroscópicas

Finalmente, se midió la dureza del chocolate ya

que esta es parte de las características

organolépticas más importantes de un chocolate

cuando se evalúa como un posible producto del

mercado. La dureza de un chocolate

normalmente se evalúa por el consumidor en la

boca, en la primera mordida cuando el producto

se sitúa entre los molares y se presiona

ligeramente (115), si este producto cumple con

el comportamiento mecánico esperado en la

boca del consumidor es más probable que este

producto pueda tener una aceptación en el

mercado. Además, esta es influenciada tanto

por las propiedades del material [26], que son

determinadas por los diferentes factores que se

variaron en este estudio como por la tasa de

mordedura, que normalmente es de 10 mm s −1

o mayor [26]. Adicional a esto, se midió esta

característica para un chocolate convencional

del mercado, de tal manera que se pudiera hacer

un análisis comparativo.

2.2.4.1 Texturometro TA. HD plusC Texture

Analyser

Para realizar la medición de la dureza de los

chocolates, se utilizará un texturometro. Este

equipo, también llamado TA. HDplusC Texture

Analyser, es capaz de medir la dureza de los

alimentos sometiéndolos a una tensión

suficiente para que se rompa y se mide la fuerza

necesaria para hacerlo [21]. Para esta medición

se utilizó una geometría de aguja P:2 (diámetro

50 mm y grosor 5 mm) y se midió la dureza

como una fuerza de penetración máxima (N)

requerida para que la aguja penetre la muestra

de chocolate sobre una distancia de 2 mm a una

velocidad constante de 10 mm/s. Se evaluaron

dos repeticiones por unidad experimental.

3. Resultados de emulsión

Para empezar, se creó un diseño factorial 23en

MiniTab 18 donde se aleatorizaron las corridas

para equilibrar el efecto de algunos factores

externos no controlables en el experimento

como la temperatura, humedad, experticia en el

experimento, etc., reduciendo el sesgo en la

experimentación.

En la tabla 3 se puede observar el orden de las

corridas.

Tabla 3. Orden de corridas aleatorizadas.

Posteriormente, se realizaron cada una de las

emulsiones en el laboratorio según el orden de

aleatorización definido por Minitab, siguiendo

estrictamente el proceso descrito en la sección

2.2.1.2 del documento, para cada una de las

muestras. Después de realizar las muestras, se

procedió a medir el tamaño de gota del agua de

cada una de las emulsiones utilizando en

Mastersizer 3000. Es importante mencionar

que, se realizaron alrededor de 4 muestras por

día y estas fueron medidas en el Mastersizer 3

días después para garantizar la estabilidad en

las muestras antes de medir el tamaño de gota.

Los resultados obtenidos para el tamaño de gota

de cada muestra se ilustran en la Tabla 4.

Posteriormente, las muestras se almacenaron a

una temperatura de 5 °C hasta que se realizó la

siguiente medición. En una primera instancia,

la mayoría de las emulsiones eran estables

debido a que no se presentó ninguna separación

visible de las dos fases, incluso días después de

realizar las muestras. Consecuentemente, las

muestras se solidificaron y se realizaron las

mediciones de la temperatura de fusión

utilizando el calorímetro de barrido diferencial

DSC. Los resultados obtenidos para el tamaño

de gota y la temperatura de fusión de cada una

de las muestras se ilustran en la Tabla 4.

Tabla 4. Orden de corridas aleatorizadas.

Orden Agua

(%)

PGPR

(%)

Velocidad

(rpm)

D

(μm)

T peak

(C)

2 20 0,05 470 2,34 30,55

4 40 0,05 470 3,11 27,87

13 20 5 470 1,49 33,11

1 40 5 470 1,11 30,87

7 20 0,05 1350 2,51 34,47

9 40 0,05 1350 2,74 29,54

6 20 5 1350 1,13 34,73

5 40 5 1350 1,34 34,11

8 20 0,05 470 2,38 31,55

15 40 0,05 470 3,25 29,29

14 20 5 470 1,69 33,29

3 40 5 470 1,22 31,11

11 20 0,05 1350 2,15 30,22

12 40 0,05 1350 2,75 28,57

16 20 5 1350 1,11 33,69

10 40 5 1350 1,31 34,14

Una vez realizadas las mediciones

microscópicas, se ingresaron los resultados

obtenidos a Minitab, siendo el tamaño de gota

y la temperatura de fusión las variables de

respuesta. En Minitab, se realizaron varios

procedimientos con el fin de evidenciar la

influencia o efecto de cada uno de los factores,

y para obtener la muestra o emulsión más

adecuada para la elaboración del chocolate

completo.

Orden Agua (%) PGPR

(%)

Velocidad

(rpm)

1 40 5 470

2 20 0,05 470

3 40 5 470

4 40 0,05 470

5 40 5 1350

6 20 5 1350

7 20 0,05 1350

8 20 0,05 470

9 40 0,05 1350

10 40 5 1350

11 20 0,05 1350

12 40 0,05 1350

13 20 5 470

14 20 5 470

15 40 0,05 470

16 20 5 1350

Tabla 5. Análisis de Varianza de regresión

factorial para el tamaño de gota

Fuente GL SC

Ajust

MC

Ajust.

Valor

F

Valor

P

Modelo 7 8,55 1,22 95,7 0,000

Lineal 3 7,73 2,57 202,01 0,00

0

Agua 1 0,25 0,25 20,17 0,002

PGPR 1 7,33 7,33 574,1 0,000

Velocidad 1 0,15 0,15 11,76 0,009

Interacciones de 2

términos

3 0,54 0,18 14,3 0,001

Agua*PGPR 1 0,52 0,52 41,45 0,000

Agua*Velocidad 1 0,01 0,01 0,99 0,349

PGPR*Velocidad 1 0,01 0,01 0,47 0,512

Interacciones de 3

términos

1 0,26 0,26 20,97 0,002

Agua*PGPR*Velocidad 1 0,26 0,26 20,97 0,002

Error 8 0,1 0,01

Total 15 8,65

Primero se realizó un análisis de varianza para

comprobar numéricamente que factores e

interacciones afectaban las medias de las

variables de respuesta y su grado de

importancia o efecto en el modelo. En la Tabla

5 se puede evidenciar en análisis de varianza

realizado por Minitab para la primera variable

de respuesta del diseño de experimentos:

Tamaño de gota. Teniendo en cuenta que el

valor de significancia que se tuvo en cuenta

para este diseño fue del 5%, se puede evidenciar

que los tres factores (Porcentaje de agua,

Porcentaje de PGPR, Velocidad de agitación)

son significativos o tienen un efecto en el

tamaño de gota debido a que todos presentan un

pvalue menor al valor de significancia. Esto

indica que se rechazan sus respectivas hipótesis

nulas y que con un 95% de probabilidad, el

porcentaje de agua, el porcentaje de PGPR y la

velocidad de agitación, influyen o afectan en el

tamaño de gota de la emulsión.

Ahora bien, en la Tabla 5 también se puede

analizar el efecto que tienen cada una de las

interacciones entre los factores en el tamaño de

gota. Por un lado, podemos evidenciar que las

interacciones entre AGUA*VELOCIDAD y

PGPR*VELOCIDAD, no tienen un efecto

significativo en la variable de respuesta debido

a que el pvalue de estas dos interacciones es

mayor al valor de significancia (0,05). Esto

quiere decir, que las respectivas hipótesis nulas

para estas dos interacciones no se rechazan y

con un 95% de probabilidad de puede decir que

la media de las interacciones entre el porcentaje

de agua y la velocidad de agitación, y la media

de las interacciones entre el porcentaje de

PGPR y la velocidad de agitación no tienen un

efecto significativo sobre el tamaño de partícula

de la emulsión. Sin embargo, en cuanto a la

interacción entre AGUA*PGPR se puede ver

que, por el contrario, esta interacción si es

significativa en la primera variable de respuesta

ya que el pvalue de dicha interacción es menor

al valor de significancia. Esto indica que la

media de las interacciones entre el porcentaje

de agua y el porcentaje de PGPR tienen un

efecto significativo sobre el tamaño de gota en

la emulsión. De igual manera, se puede

evidenciar que la interacción triple entre los tres

factores del diseño es significativa en la

variable de respuesta y por lo tanto su hipótesis

nula se rechaza.

Figura 3. Grafica de Pareto de efectos

estandarizados del tamaño de gota

Adicionalmente, se realizó un diagrama de

Pareto para determinar los valores absolutos de

los efectos estandarizados desde el efecto más

grande hasta el efecto más pequeño. El

diagrama también grafica una línea de

referencia que indica cuáles efectos son

estadísticamente significativos según el nivel

de significancia del 5% escogido para este

diseño de experimentos. Como era de

esperarse, tanto en el análisis de la varianza

como en el diagrama de Pareto se obtuvieron

los mismos resultados. Ya que, en el caso de los

tres factores, la interacción entre el porcentaje

de agua y de PGPR y de la interacción triple

entre los tres factores, el p value es menor que

el valor de la significancia (0,05), se puede

decir que con un 95% de probabilidad estos

tienen un efecto significativo en el tamaño de

gota de agua. En el diagrama de Pareto se puede

confirmar esta información y además se puede

ver que el porcentaje de PGPR es el efecto más

significativo en el modelo al tener un mayor

efecto estandarizado, luego estaría el porcentaje

de agua, la velocidad de agitación, la

interacción doble y, por último, la interacción

triple.

Figura 1. Análisis de Varianza de regresión

factorial para el tamaño de gota

Por otro lado, en la Figura 1 se realizó una

gráfica de efectos principales para analizar la

tendencia de cada uno de los factores y sus

respectivos niveles en la variable de respuesta.

Como se puede evidenciar, el factor del

porcentaje de PGPR abarca el mayor y el menor

diámetro del tamaño de gota de agua con 0,5%

y 5% de PGPR. Si se analiza

independientemente este factor, se podría decir

que es preferible optar por una formulación

para realizar la emulsión con un porcentaje de

5% de PGPR ya que con este se obtiene el

menor tamaño de gota de agua en la emulsión.

Ahora bien, al analizar los otros dos factores, se

puede ver que ambos oscilan en un tamaño de

gota parecido, entre 1,8 𝜇𝑚 y 2,2 𝜇𝑚

aproximadamente. Teniendo en cuenta que se

desea obtener el menor tamaño de gota posible,

si se analiza cada uno de los factores

independientemente, se podría decir que es más

favorable realizar una emulsión con un

porcentaje de agua del 20% y con una velocidad

de agitación de 1350 rpm.

Sin embargo, es necesario analizar las

interacciones de cada uno de los factores en

conjunto para determinar si el efecto que tienen

en la variable de respuesta es favorable o no.

Por esta razón, se realizó la gráfica de

interacción Figura 2.

Figura 2. Grafica de interacción para el

tamaño de gota

A partir de la Figura 2, se puede evidenciar en

una primera instancia como las interacciones

entre dos factores afectan el tamaño de la gota

de agua en la emulsión. Como se mencionó

anteriormente, la interacción entre el porcentaje

de agua y porcentaje de PGPR es la única

interacción doble significativa, donde

efectivamente podemos ver que el tamaño de

gota disminuye a medida que aumenta la

cantidad de PGPR en la emulsión ya que en los

dos niveles del porcentaje de agua (20% y 40%)

se obtiene el menor tamaño de gota siempre y

cuando el porcentaje de PGPR sea del 5%. Sin

embargo, es importante resaltar que cuando hay

un porcentaje de 5% de PGPR el agua pierde un

poco su efecto en el tamaño de gota y el cambio

entre 20% y 40% de agua es mucho menor, e

incluso 40% logra tener un tamaño de gota más

pequeño. Por otro lado, al observar la

interacción entre el porcentaje de agua y la

velocidad de agitación, y la interacción entre el

porcentaje de PGPR y la velocidad de

agitación, se puede evidenciar lo mismo que

con los efectos aislados: con una velocidad

mayor (1350 rpm) y un porcentaje de agua

menor (20%) se obtiene el menor tamaño de

gota.

Tabla 6. Análisis de Varianza de regresión

factorial para la temperatura de fusión

Fuente GL SC

Ajust.

MC

Ajust.

Valor

F

Valor

P Modelo 7 65 9,28 6,41 0,009

Lineal 3 58 19,33 13,34 0,002

Agua 1 16,22 16,22 11,19 0,01

PGPR 1 33,03 33,03 22,79 0,001

Velocidad 1 8,74 8,7468 6,03 0,04

Interacciones de 2

términos 3 4,83 1,6125 1,11 0,399

Agua*PGPR 1 3 3 2,07 0,188

Agua*Velocidad 1 0,42 0,42 0,29 0,603

PGPR*Velocidad 1 1,41 1,41 0,97 0,353

Interacciones de 3 términos

1 2,16 2,16 1,5 0,256

Agua*PGPR*Velocidad 1 2,16 2,16 1,5 0,256

Error 8 11,59 1,44

Total 15 76,6

En la Tabla 6 se puede evidenciar el análisis de

varianza realizado por Minitab para la segunda

variable de respuesta del diseño de

experimentos: Temperatura de fusión. Se puede

evidenciar que los tres factores (Porcentaje de

agua, Porcentaje de PGPR, Velocidad de

agitación) son significativos o tienen un efecto

en el tamaño de gota debido a que todos

presentan un pvalue menor al valor de

significancia. Esto indica que se rechazan sus

respectivas hipótesis nulas y que con un 95% de

probabilidad, el porcentaje de agua, el

porcentaje de PGPR y la velocidad de

agitación, influyen o afectan en el tamaño de

gota de la emulsión.

Ahora bien, en la Tabla 5 también se puede

analizar el efecto que tienen cada una de las

interacciones entre los factores en el tamaño de

gota. Donde podemos evidenciar que ninguna

interacción doble ni triple tienen un efecto

significativo en la variable de respuesta debido

a que el pvalue de es mayor al valor de

significancia (0,05). Esto quiere decir, que las

respectivas hipótesis nulas para estas dos

interacciones no se rechazan y con un 95% de

probabilidad de puede decir que la media de las

interacciones n no tienen un efecto significativo

sobre el tamaño de la temperatura de fusión.

Figura 5. Grafica de Pareto de efectos

estandarizados la temperatura de fusión

Como era de esperarse, tanto en el análisis de la

varianza como en el diagrama de Pareto se

obtuvieron los mismos resultados, donde se

puede ver como los tres factores son

significativos y sus interacciones no, no

obstante, en este diagrama también se puede ver

qué factores son más significativos que otros,

donde se evidencia nuevamente que el

porcentaje de PGPR es el factor que más altera

la temperatura de transferencia, después el agua

y por último la velocidad de agitación.

Figura 6. Análisis de Varianza de regresión

factorial para la temperatura de fusión

Ahora en cuanto a los efectos de los factores

principales, podemos ver que nuevamente el

factor del porcentaje de PGPR es el que crea

una brecha mayor entre la temperatura de cada

nivel, pues abarca la mayor y la menor

temperatura de fusión con 0,5% y 5% de PGPR,

siendo 0,05% el porcentaje optimo, como era de

esperarse. Sin embargo, en este caso también

hay una diferencia grande entre la temperatura

de los niveles de los otros dos factores, pues

podemos ver que las pendientes de las rectas

son bastante pronunciadas. Donde nuevamente

podemos ver que un porcentaje de agua de 20%

y una velocidad de 1350 rpm nos acercaría más

a la temperatura de fusión deseada de 34˚C, no

obstante, podemos ver que al analizar los

factores aisladamente no se logra llegar a esta

temperatura, por lo que a continuación se

analizan las gráficas de interacción entre dos

factores.

Figura 7. Graficas de interacción para la

temperatura de fusión

De las gráficas de interacción podemos

evidenciar nuevamente los niveles óptimos para

la temperatura de fusión, no obstante, aquí si se

evidencia como estos permiten llegar a una

temperatura optima de 34˚C la cual es esencial,

pues en este caso, a diferencia del tamaño de

gota, no se busca maximizar la temperatura,

sino que se desea que llegue a este valor exacto,

por lo que quedan totalmente descartados los

niveles que evidentemente no lo permiten (40%

de agua, 0,05% de PGPR y 470 rpm).

4. Análisis de emulsión

4.1 Efecto del porcentaje de agua en el

tamaño de gota

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos de

las 16 muestras para el tamaño de gota y la

temperatura de fusión de la emulsión, se puede

analizar el efecto del porcentaje de agua en la

emulsión en diferentes aspectos. En primer

lugar, según algunos autores [11], el tamaño de

la gota tiene un efecto importante en las

propiedades de textura ya que, si el tamaño de

gota es muy grande, no solamente alcanza a ser

detectado por el umbral de la boca, sino

también puede considerarse como un defecto en

la estructura ya que las gotas de agua

emulsionadas y estructuradas dentro de la

matriz de grasa actúan como impurezas

catalíticas (22). Por esta razón, es importante

determinar con cuál de los dos niveles

escogidos para este factor en el diseño

experimental se obtiene el menor tamaño de

gota posible.

Con base en los resultados obtenidos en la

figura 1, en donde se ilustra el efecto individual

de cada uno de los factores, se puede evidenciar

en una primera instancia que el porcentaje de

agua con el cual se obtiene un menor tamaño de

gota es 20%. Esto concuerda con la literatura,

ya que se esperaba que con una mayor cantidad

de agua se formaran gotas más grandes al no

haber la cantidad suficiente de PGPR para

estabilizar el área interfacial que generarían una

mayor cantidad de gotas más pequeñas [11].

Adicionalmente, al tener un porcentaje de agua

menor y, por ende, disminuir el tamaño de las

gotas se favorecen a las fuerzas repulsivas y se

disminuyen las fuerzas atractivas, lo que

asegura estabilidad en la dispersión [30], esto

porque las fuerzas de atracción dependen del

volumen de las gotas y las fuerzas de repulsión

dependen del surfactante adsorbido por lo que

finalmente dependen del área superficial de las

gotas, entre un menor volumen de gotas, menor

fuerza de atracción entre estas. Teniendo esto

en cuenta, se evidencia que efectivamente

existe una relación directa entre la proporción

de agua en la fase dispersa de la emulsión y el

tamaño de gota obtenido, de manera que con un

porcentaje de 20% se obtiene el menor tamaño

de gota.

Ahora bien, teniendo en cuenta que uno de los

objetivos es reducir la mayor cantidad de

manteca de cacao, sería mucho más factible

realizar la emulsión con un mayor porcentaje de

agua para así reducir más las calorías que aporta

el chocolate. En la figura 1 podemos evidenciar

que a medida que aumenta el porcentaje de

agua en la emulsión, también va aumentando el

tamaño de gota. En este caso, la diferencia entre

los dos niveles (20% y 40%) es de

aproximadamente 0.3 μm, siendo 40% el nivel

con el que se obtiene un mayor tamaño de gota.

No obstante, podemos ver que esta diferencia es

mucho menor en comparación con la diferencia

entre los dos niveles del porcentaje de PGPR,

en donde se obtiene una diferencia de

aproximadamente 1.4 μm en el tamaño de gota,

y, además es importante señalar que en todas las

muestras de las emulsiones se obtuvo un

tamaño de gota promedio por debajo de 10 μm,

lo cual indica que ninguna de las emulsiones

que se realizaron en las 16 corridas tendrán un

tamaño de gota lo suficientemente grande para

ser detectado por el umbral de la boca del

consumidor [11],[12],[15]. Por lo que a pesar

de que existe una diferencia estadísticamente

significativa, si lo evaluamos con miras a la

práctica y a la creación de un producto para el

mercado, realmente se pueden realizar

formulaciones de emulsiones con un 20% o un

40% de agua en la emulsión y para futuras

investigaciones se podría optar por determinar

un punto máximo en donde se pueda

reemplazar la mayor cantidad de manteca de

cacao sin comprometer la estabilidad de la

emulsión, ni el tamaño de gota de agua.

Por otro lado, es importante tener en cuenta que

el valor que se consideró como el tamaño de

tamaño de gota hace referencia al valor de D

(3,2), es decir el diámetro medio ponderado que

se encuentra en un mayor porcentaje en cada

una de las muestras que se midió. Sin embargo,

también es importante analizar cuál fue el

porcentaje de “Agua libre” que se obtuvo en las

diferentes muestras, ya que este porcentaje hace

referencia a la cantidad de gotas que se

obtuvieron en la emulsión con un tamaño

mayor a 100 μm.

Figura 8. Grafica del porcentaje de densidad

en volumen vs tamaño de gota en μm

A partir de la figura 8, se puede evidenciar el

comportamiento del tamaño de gota que se

obtuvo en la gran mayoría de las muestras

tomadas. En primer lugar, se puede evidenciar

en donde se concentra el mayor porcentaje de

densidad en volumen de los diferentes tamaños

de gota de agua que fueron identificados por el

Mastersizer 3000, en este caso el diámetro

medio ponderado es de aproximadamente en

3,25 μm. Ahora bien, a medida que aumentan

los diámetros del tamaño de gota en la figura 8,

disminuye el porcentaje de densidad en

volumen, por lo que las gotas de agua que se

encontraron en la muestra con un diámetro

mayor a 20 μm tienen un porcentaje de

aproximadamente 0%. Esto indica porcentaje

de agua libre en la muestra es nulo, o no existe

un tamaño de gota de agua mayor a 100 μm.

Esto se vio reflejado en algunas de las

propiedades que presentaron las muestras de las

emulsiones. Se pudo evidenciar en la

estabilidad y el equilibrio que se presentó entre

la fase oleosa y la fase acuosa en la emulsión,

pues en ningún momento ocurrió un fenómeno

de decantación ni separación de fases en el

tiempo en el que se realizó toda la

experimentación. Esto sucede como resultado

del tamaño tan pequeño que tomaron las gotas

de agua, pues se estará favoreciendo a las

fuerzas repulsivas y disminuyendo las fuerzas

atractivas, lo que asegura la estabilidad de la

emulsión, como ya fue mencionado

anteriormente.

Adicionalmente, la carencia de agua libre en las

muestras se evidenció en las propiedades físicas

de las emulsiones ya que tenían una apariencia

de color blanco muy claro a pesar de que la

manteca de cacao fuera de color amarillo y

estuviera en una mayor cantidad. En algunos

estudios realizado de micro y nano emulsiones

se evidencio este mismo comportamiento y se

explicó que cuando las gotas que están

dispersas son del orden de las micras el aspecto

de la emulsión es lechoso, pero a medida que

disminuye el tamaño de gota, entre las 10

micras hasta llegar a una medida de

nanómetros, el aspecto de la emulsión se va

aclarando hasta que llega a un color translúcido

o transparente [30].

Finalmente, se puede evidenciar que es

aceptable variar el factor del porcentaje de agua

en los dos niveles escogidos ya que, por un

lado, no se llegan a tener porcentajes de agua

libre significativos y, por otro lado, se mantiene

un tamaño de gota dentro del rango aceptado.

Sin embargo, en este caso se considera que el

nivel óptimo para la formulación del chocolate

completo es del 20% debido a que con este

valor se alcanzan a tener tamaños de gota de

agua más pequeños.

4.2 Efecto del porcentaje de PGRP en el

tamaño de gota

Para comenzar podemos resaltar que el PGPR

parece ser el factor más influyente en el tamaño

de gota, lo cual es un resultado inesperado, pues

Norton y Fryer (2012) encontraron que no

existía una diferencia significativa entre 0,1% y

5% de PGPR, por lo que sugirieron estudiar un

porcentaje menor a 0,1%, como se realizó en

esta investigación [13]. La importancia de

estudiar este porcentaje reside en que, además

de disminuir los costos de un posible producto,

también disminuye el porcentaje en el

chocolate completo, lo cual es muy importante

por lo que las regulaciones permiten máximo

0,5% de PGPR en el chocolate completo, y en

el caso se hacerlo con 0,5% el chocolate tendría

un porcentaje mayor al permitido (0,11%) [13].

En este caso pudimos confirmar que al bajar el

porcentaje a 0,05% si existe una diferencia

significativa en el diámetro medio ponderado

en superficie (d (3,2)), pues varía entre 1,3 a 2,9

μm aproximadamente. Esto se puede deber a

que como demostraron Garti y col. (1998) el

PGPR causa un aumento en la viscosidad de la

fase acuosa y elasticidad interfacial, lo que

limita la coalescencia o la unión de las

pequeñas gotas entre sí [13]. Se cree que estas

emulsiones actúan como emulsiones de

Pickering (Norton et al., 2009) [13] por lo que

las gotas de agua son rodeadas por cristales de

grasa que evita que las gotas de agua floculen

en medios no polares (Dedinaite y Campbell,

2000). Esto, gracias a que el PGPR logra

modificar los cristales de grasa y su superficie

al aumentar su polaridad, de manera que logra

que los cristales se adsorban o adhieran a la

interfase agua-aceite, al tener propiedades

ambifílicas y orientarse en la posición correcta

para reducir la tensión superficial de dicha

interfase. Esta red de cristales también limita el

movimiento o inmoviliza a la fase dispersa

confiriéndole a la emulsión una mayor

estabilidad. [12].

Ahora, es importante resaltar que, dado que la

interacción entre PGPR y velocidad no es

significativa, independientemente de la

velocidad de agitación, un porcentaje de PGPR

de 5% da un menor tamaño de gota. Sin

embargo, puesto que la interacción entre agua y

PGPR es significativa, podemos resaltar un

fenómeno distintivo, en este caso cuando el

porcentaje de 20% de fase acuosa no siempre

da el menor tamaño de gota pues cuando existe

un porcentaje de PGPR de 5% el menor tamaño

de gota resulto ser con el 40%. Dado que, como

se mencionó anteriormente, no es lo que se

esperaría puesto que diferentes [11] [12] [13]

[14] [15] han demostrado lo contrario y,

además, se sabe que, entre una mayor cantidad

de agua, hay una mayor probabilidad de

coalescencia entre las gotas de agua, no se

descarta que pueda ser un error experimental ya

que únicamente se hicieron 2 réplicas por lo que

existe una gran probabilidad. No obstante,

Ushikubo y Cunha (2014) encontraron que las

emulsiones con mayor contenido de agua tenían

gotas más pequeñas y una mayor estabilidad

[12] lo cual puede ser gracias al aumento

general de la viscosidad que, al incrementar la

energía de activación para la coalescencia, evita

la misma después del procesamiento.

Por consiguiente, sería de esperar que la

elección para la formulación optima del

chocolate seria del 5% del PGPR, de manera

que además de proporcionar el menor tamaño

de gota, también nos abre la posibilidad de

poder usar un mayor porcentaje de agua y por

ende reducir el contenido calórico del chocolate

en mayor medida. Sin embargo, también es

importante mencionar que con el 0,05% el

diámetro medio ponderado en superficie sigue

siendo significativamente menor a 10 μm (2,9

μm) por lo que, al analizarlo como un futuro

producto del mercado, dadas las regulaciones

de la industria a cerca de este emulsionante, y

los costos que esto podría llegar a disminuir, se

decide que el porcentaje con el cual se hará el

chocolate completo será de 0,05% de PGPR.

4.3 Efecto del agua y el PGRP en la

temperatura de fusión

A pesar de que el análisis factorial DOE nos

arroja que todos los factores son significativos

para la temperatura de fusión, se debe tener en

cuenta que en este caso lo que se busca

exactamente es la forma polimórfica V, pues su

relación con la calidad del chocolate ha sido

bastante estudiada en los últimos años y es la

que confiere una de las características

principales del chocolate y es su capacidad de

fusionarse en la boca, además que otras formas

polimórficas menos inestables pueden causar

manchas blancas al transformarse en formas

más estables [12]. Por esta razón, si la

diferencia entre temperaturas no se sale del

rango de esta forma polimórfica, entonces en

este estudio es considerada como

insignificante. Por esta razón, podemos ver que

la diferencia de temperatura entre los niveles

tanto de fracción de agua como de velocidad de

agitación no es significativa pues está dentro de

un rango de temperatura de 30˚C-34 ˚C.

En varias investigaciones previas se ha

estudiado el efecto de la fracción de agua en la

forma polimórfica y tampoco se ha encontrado

un efecto significativo [12 y 13]. En este caso

sabemos de [13] que uno de los factores más

influyentes en la forma polimórfica es la

temperatura de las dos etapas de la línea de

margarina, por lo que era de esperar que, al

controlar y optimizar estas dos temperaturas, la

gran mayoría de las muestras resultaran con la

forma polimórfica deseada. Esto sucede ya que

en la primera etapa del proceso a 25 ˚C, la

agitación, mediante la orientación de la cadena

de triglicéridos, acelera la transformación de los

cristales a la forma polimórfica V (La más

estable), y después en la segunda etapa, al tener

una temperatura de 35 ˚C, los cristales menos

estables se vuelven a fundir dejando

únicamente la forma V.

No obstante, de las gráficas podemos ver que,

si existe una gran diferencia entre las

temperaturas de fusión de los diferentes niveles

del PGPR, pues con un nivel de 0,5 la

temperatura se sale del rango llegando hasta

27.87˚C por lo que se sabe que tiene una forma

polimórfica indeseada IV. Este es un resultado

un poco inesperado ya que en el estudio que

hicieron [13] demostraron que con un cambio

de 0,1 a 5% de PGPR no hubo un cambio

significativo, no obstante, dado que nuestra

variación de PGPR entre cada uno de los

niveles es más amplia, esta puede ser la razón

de que en este caso si exista un cambio

significativo. Este fenómeno se puede explicar

como la hipótesis que V. Di Bari, W.

Macnaughtan, J. Norton, A. Sullo, y I. Norton

(2014), denominaron como “mecanismo de

reordenamiento estructural de TAG facilitado”,

donde se explica que la presencia de cadenas de

PGPR en la interfaz de las gotas de agua puede

aumentar la evolución polimórfica a formas

más estables, al mejorar la movilidad molecular

y reordenación estructural [22].

El mecanismo de reordenamiento estructural de

TAG facilitado sucede en la interfaz molecular,

pues, como se dijo anteriormente, las gotas de

agua están rodeadas de PGPR, la cual, mediante

reacciones estéricas, proporciona estabilidad.

En este caso la capa que rodea las gotas es

líquida puesto que a esta temperatura no

cristaliza el PGPR, sin embargo, este se

organiza de la tal manera que la cabeza

hidrófila interactúa con el agua y la cabeza

hidrófoba con la manteca de cacao. En

consecuencia, se crea cierta estructura a pesar

de que el PGPR este líquido, y puede

correctamente interactuar con los

triacilglicéridos de la manteca de cacao.

Además de esto, se sabe que, al disminuir la

temperatura, la forma A es la primera en

cristalizar, creando cadenas saturadas que se

organizan en dominios, las cuales coexisten con

cadenas insaturadas de forma líquida. Se sabe

que estas cadenas insaturadas de TAG, al ser

más tensoactivas gracias a su estructura amorfa

con cadenas alifáticas oscilantes, pueden

interactuar con los grupos ricinoleicos de

PGPR. Por esta razón existe la hipótesis de que

hay una interacción en la interfase, se dice que

el PGPR actúa como un puente entre el agua y

el aceite, la cual promueve un reordenamiento

estructural de las moléculas de TAG y

generando una transición polimórfica

mejorada, por lo que un aumento de PGPR

podría aumentar la cantidad de cristales en

forma V, y por ende generar la diferencia que

se presentó en este caso.

Adicional a esto en [22] también se estudió una

emulsión con 1% de PGPR y no se encontraron

diferencias significativas en la evolución

polimórfica con la manteca de cacao pura, por

lo que era de esperar que, con una cantidad

menor, como la que se trabajó en este estudio,

tampoco existiría esa mejora en la forma

polimórfica. Para próximos estudios sería útil

investigar la cantidad mínima de PGPR con la

cual se presentan estas mejoras para no caer en

problemas con la reglamentación de esta

sustancia.

En consecuencia, por lo que se dijo

anteriormente sería de esperar que se escogiera

un 5% de PGPR para realizar el chocolate y

garantizar la forma polimórfica V, no obstante,

nos encontramos con el mismo problema

anterior, la reglamentación de esta sustancia en

la industria alimenticia. Sin embargo, de la

gráfica de interacciones es posible notar que

cuando se utiliza un porcentaje de 0,05% de

PGPR y 20% de fase acuosa, la temperatura de

fusión de la emulsión si logra estar dentro del

rango deseado. A pesar de que en [22] se llegó

a la conclusión de que un 1% de PGPR no

mejoraba la evolución polimórfica, en dicho

estudio no se varió el porcentaje de fase acuosa,

por lo que no sabemos si realmente lo que

influye en esta evolución polimórfica es la

proporción entre la fase acuosa y el PGPR, y no

el porcentaje de PGPR evaluado como un factor

individual. Pues si existe un menor número de

gotas de agua, se esperaría que se necesite un

menor número de moléculas de PGPR para

interactuar con las cadenas insaturadas de los

TAG, por lo que existe la posibilidad de que un

0,05% de PGPR sea suficiente para mejorar la

movilidad molecular y reordenación estructural

con un 20% de agua.

Por esta razón, si se tiene en cuenta la

temperatura de fusión, se escogería un 20% de

agua y 0,05% de PGPR para realizar la muestra

final de chocolate, obtener la forma polimórfica

deseada y cumplir con las reglamentaciones de

la industria.

4.4 Efecto de la velocidad de agitación

Por otro lado, también es importante analizar el

efecto que tiene la velocidad de agitación en la

primera etapa del proceso en el tamaño de gota

resultante del agua y en la temperatura de

fusión de la emulsión.

Como se puede evidenciar en la figura 3, el

factor de la velocidad de agitación es el que

tiene un menor efecto estandarizado en

comparación con los otros dos factores

analizados en el tamaño de gota, sin embargo,

en la figura 1, podemos evidenciar la relación

existente entre los diferentes niveles de

velocidad y el tamaño de gota. Por un lado, se

puede ver que a medida que aumenta la

velocidad de agitación el tamaño de gota

disminuye, pues a una velocidad de 1350 rpm

se obtuvo un tamaño de gota de

aproximadamente 1,9 μm, mientras que con

una velocidad de 470 rpm se obtuvo un tamaño

de gota de 2,1 μm. Esta diferencia que se da

entre los dos niveles del diseño experimental

radica principalmente en la energía utilizada

para romper o separar las gotas de la fase

dispersa. En el caso de las velocidades de

agitación bajas, la energía requerida para

romper las gotas de agua en tamaños más

pequeños es muy baja y por ende se obtiene

tamaños de gota más grandes. Ahora bien,

cuando la velocidad de agitación es mayor

sucede lo contrario lo cual conlleva a un tamaño

de gotas más pequeño y un mejor

empaquetamiento de la fase dispersa en la fase

continua, mejorando la estabilidad y

aumentando la viscosidad de la emulsión [32].

Teniendo esto en cuenta, para la formulación de

la emulsión se podría considerar utilizar una

velocidad de agitación en la primera etapa del

proceso de 1350 rpm ya que esta velocidad

genera un menor tamaño de gota de agua.

Ahora bien, en cuanto a la temperatura de

fusión, en la figura 5 podemos ver que la

velocidad de agitación es el factor que menos

influye en esta variable de respuesta. En la

figura 6 podemos evidenciar la relación

existente entre la velocidad y la temperatura de

fusión, pues a medida que aumenta la velocidad

de agitación también incrementa la temperatura

de fusión de la emulsión obtenida.

Sin embargo, la figura 6 también se puede

evidenciar que el rango en el cual varia la

temperatura de fusión es justamente el rango

indicado para que la manteca de cacao adopte

una forma polimórfica V deseada, entre 30°C -

34°C. Esto indica, que con cualquiera de los dos

niveles utilizados en el diseño de experimentos

para la velocidad de agitación se obtendrá una

temperatura adecuada para obtener una forma

polimórfica V y así garantizar que el chocolate

formulado cumpla con las características

organolépticas de un chocolate tradicional.

Teniendo esto en cuenta, se puede concluir que

a pesar de que la velocidad de agitación influya

en la temperatura de fusión, el rango de

variación es aceptable para las condiciones

deseadas en este proyecto. Por lo cual se

considera que cualquiera de los dos niveles

escogidos seria óptimos para la formulación de

la emulsión. Sin embargo, cuando se analiza la

influencia de la velocidad en el tamaño de gota,

se puede ver que es preferible utilizar una

velocidad de agitación mayor para garantizar el

menor tamaño de gota posible. Siendo así, la

velocidad de agitación más favorable para la

elaboración del chocolate completo seria de

1350 rpm.

4.5 Formulación de emulsión final

Teniendo en cuenta el efecto que tiene cada uno

de los factores del diseño experimental que se

realizó, y considerando que este estudio esta

hecho con miras a ser un producto en el

mercado se puede concluir que según el anterior

análisis la formulación que permite la mayor

sustitución de grasa, un tamaño de gota

pequeño, sin agua libre, cristales de grasa en la

forma polimórfica V y por ende una

temperatura de fusión adecuada es:

Tabla 7. Formulación de emulsión final

Factor Nivel

Porcentaje de Agua 20%

Porcentaje de PGPR 0,05%

Velocidad de agitación 1350 rpm

5. Resultados y análisis del chocolate

completo

Después de determinar la formulación más

optima, se realizó la elaboración del chocolate

completo para finalmente obtener un chocolate

en barra, tal cual como se expone en el apartado

2.2.1.2. Adicionalmente, se pudo evidenciar de

manera visual la apariencia del chocolate

completo elaborado. En una primera instancia,

la textura del chocolate elaborado a partir de la

emulsión se pudo moldear fácilmente en

diferentes recipientes y después de un par de

minutos quedó compacto y solido como un

chocolate tradicional.

Figura 9. Resultado de barras de chocolate

con la emulsión optima

Una vez obtenidas las barras de chocolate, se

realizaron medidas de la dureza para el

chocolate obtenido y para un chocolate en barra

del mercado utilizando el equipo TA. HDplusC

Texture Analyser. Para esta medición se utilizó

una geometría de aguja P:2 y se midió la dureza

como una fuerza de penetración máxima (N)

requerida para que la aguja penetre la muestra

de chocolate (diámetro 50 mm y grosor 5 mm)

sobre una distancia de 2 mm a una velocidad

constante de 2 mm/s. Se evaluaron dos

repeticiones por unidad experimental. Los

resultados obtenidos se muestran a

continuación:

Tabla 8. Resultados de la Dureza (N)

obtenidos del texturometro

Muestra Dureza (N)

Ref.1 20,98

Ref.2 20,90

7.1 10,97

7.2 9,84

11.1 12,14

11.2 11,27

Como se puede evidenciar en la tabla 8, cada

par de muestras presentan valores de dureza

ligeramente diferentes entre sí a pesar de tener

la misma formulación de la emulsión. Esto se

pudo haber presentado como consecuencia de

algún error experimental en el proceso de la

elaboración del chocolate completo o de la

emulsión como tal. También podemos observar

que los valores de dureza tomados para el

chocolate de referencia del mercado están en el

mismo orden de magnitud que las dos muestras

de chocolate elaboradas a partir de la emulsión.

Ahora bien, al observar los valores obtenidos

para las dos muestras seleccionadas, se puede

evidenciar que estas tienen una menor dureza

en comparación con el chocolate de referencia

medido. Esta diferencia es de aproximadamente

10 N, lo cual indica que el chocolate del

mercado requiere de una mayor fuerza para

penetrar el chocolate. En otras palabras, esto se

traduce en la fuerza que realiza un consumidor

o la fuerza necesaria para comprimir el

chocolate totalmente con su mandíbula a la hora

de masticar el chocolate teniendo en cuenta la

sensación en la primera mordida [29]. En este

orden de ideas, a partir de los resultados

obtenidos se puede llegar a la conclusión de que

la formulación escogida para realizar el

chocolate completo presenta una dureza menor

a la de un chocolate en barra tradicional.

Se sabe que la dureza de un chocolate está

relacionada con su formulación y tratamiento

posterior, atemperado, conchado, enfriamiento,

entre otros. En la literatura normalmente se ha

investigado la diferencia en la dureza entre los

chocolates amargos, o con un mayor porcentaje

de cacao y los chocolates con leche, donde

según [23], [24], [25] el chocolate amargo en

promedio siempre presenta un valor de dureza

mayor a comparación de los chocolates con

leche, donde el porcentaje de cacao resulta ser

un factor significativo. Por otro lado, los

chocolates amargos también presentan en

promedio una mayor fragilidad y un modelo

elástico menor [25]. Este efecto, como era de

esperar, es gracias a la presencia de grasa láctea

y contenido de agua, lo que altera tanto la

composición de ácidos grasos como el

contenido de solidos grasos [24] los cuales

producen un efecto de disminución de

viscosidad y ablandamiento [25]. El chocolate

amargo presenta mayores niveles de dureza

gracias a su porcentaje de manteca de cacao, el

cual le confiere ciertas características de

cristalización, pues normalmente se forma una

red fuerte y compacta entre los ácidos grasos

presentes en la manteca de cacao [25].

Estas investigaciones previas sobre chocolates

con menor porcentaje de manteca de cacao dan

indicios del efecto que puede tener la emulsión

en la dureza de los chocolates, pues

nuevamente es la disminución del contenido

graso. Sin embargo, es evidente que existe una

gran diferencia con las emulsiones estudiadas,

pues allí las gotas de agua son consideradas

como defectos estructurales dispersos dentro de

la matriz de ácidos grasos, haciendo de la

emulsión un material compuesto. [26] A pesar

de que no hay muchos estudios evaluando la

dureza en emulsiones, si existen algunos donde

se obtuvo el mismo resultado. Wan, W, Abdul.

A, y otros, estudiaron la dureza del chocolate

que contenía emulsiones de agua en manteca de

cacao donde se encontró que existía una

correlación inversa entre la dureza del

chocolate y la cantidad de emulsión agregada,

entre mayor cantidad de emulsión, menos

dureza tenía el chocolate [27]. Lo mismo

sucedió en un estudio hecho por Di Bari. V,

Sullo. A y otros, donde se evaluaron las

propiedades de la emulsión en respuesta a la

fase dispersa y la velocidad de compresión, y se

concluyó que la dureza del material dependía de

la cantidad total de la fase dispersa, pues la

deformabilidad del material se vio afectada por

el tamaño de gota, el material se deformaba más

rápidamente y necesitaba menor energía

mecánica cuando el tamaño de gota era más

grande, de manera que, la manteca de cacao

pura tuvo un valor más alto para la dureza a

cualquier tasa de compresión. Por lo que se

sugirió que la adición de gotas de agua

debilitaba la estructura de manteca de cacao,

dando como resultado una reducción en la

resistencia del material. [26]

Para explicar esto, es importante recordar que

esta emulsión se trata de un material

viscoelástico, donde se incorporan elementos

viscosos que en este caso es la parte liquida y

elementos elásticos que hacen referencia a la

parte sólida. Es por esto que, cuando se le

suministra al sistema energía mecánica, parte

de esta se almacena y parte se disipa,

normalmente se almacena en los componentes

elásticos y se disipa a través del flujo viscoso y

la fricción entre las estructuras. Sin embargo,

no es fácil hacer un estudio sobre estos

mecanismos ya que a pesar de que la disipación

de energía depende de la tasa de deformación,

cada mecanismo se relaciona de una manera

diferente con este mecanismo por lo que no es

fácil llegar a análisis concluyentes. [26] No

obstante se cree que la energía elástica puede

propagar las fracturas y se puede almacenar en

el sistema, de manera que tanto el número de

defectos microestructurales como los

mecanismos de disipación de energía pueden

causar diferencias en la dureza. En este caso las

gotas actúan como defectos microestructurales

y por ende pueden debilitar la estructura al no

permitir el almacenamiento de energía y

aumentar su disipación. Se dice que las gotas

actúan como defectos microestructurales

puesto que, por un lado, causa un menor

número de enlaces solidos dentro de la red de

cristales al dificultar el proceso de agregación

cristal- cristal [26] y por otro lado, estas gotas

únicamente están parcialmente unidas a esta

red, por lo que da lugar a la presencia de

rellenos inactivos. En consecuencia, estas gotas

logran el debilitamiento de la red estructura,

disminuyendo la resistencia del chocolate.

Adicional a esto, también se especula que la

disminución de la dureza puede ser gracias al

aumento de tamaño de partículas el cual reduce

la fuerza de las interacciones entre partículas y

hace que el material pueda ser penetrado con

mayor facilidad. [26]

En resumen se sabe que al aumentar el

contenido de agua en un chocolate, aumenta el

número de defectos estructurales, de manera

que se facilita la deformación y se necesita

menos energía para fracturar la muestra

[26].Por esta razón, se infiere que la elección

del porcentaje de agua adecuado para el

chocolate, que en este caso fue de 20%, fue la

correcta puesto que probablemente, según la

literatura, un mayor porcentaje de agua sería

equivalente a una medida de dureza lo

suficientemente diferente para notar una

incomodidad en el chocolate. No obstante,

según [23], la dureza para chocolate oscuro se

encuentra entre 15.0 ± 0.7 N a 38.3 ± 1.9 N [23],

por lo que, en cuanto al chocolate como nuevo

producto en el mercado, es posible que un valor

fuera de este rango pueda causar una molestia

en el consumidor, como sucedió en este caso.

Por esta razón se sugiere para próximos

estudios encontrar el porcentaje de agua

máximo para el cual la dureza del chocolate a

base de la emulsión no se sale del rango

sugerido, ya que, al ser un producto alimenticio,

sus características organolépticas juegan un rol

importante en el éxito del producto.

6. Análisis de oportunidad en el mercado

Teniendo en cuenta la formulación final

obtenida del chocolate completo y la

comparación realizada con un chocolate del

mercado, se decide analizar si existe o no una

oportunidad en el mercado para lanzar este

producto de manera exitosa en el mercado. Para

esto se decidió realizar en primer lugar un

diseño de la marca del chocolate. En segundo

lugar, se determinó el perfil del consumidor del

producto. Posteriormente se analizó el modelo

de negocio más adecuado para el producto y

finalmente se realizó un análisis de la

competencia.

6.1 Diseño de marca

En primer lugar, definimos un diseño para la

marca en donde definimos el logo, slogan y

diseño de empaque. El nombre escogido para el

producto fue Kakaowa, ya que la parte Kakao

hace referencia a la manteca de cacao y en sí al

chocolate como tal, y la parte wa hace

referencia a la palabra agua en inglés “wáter”.

Es decir que la palabra Kakaowa representa de

cierta manera que este producto es elaborado a

partir de una emulsión de agua en manteca de

cacao. Por otro lado, el slogan de la marca se

escogió de tal forma que sonara llamativo para

el consumidor y mostrara el objetivo principal

del chocolate: reducir las calorías que este

aporta. Por esta razón el slogan escogido fue:

“Kakaowa: El doble de placer, la mitad de las

calorías”.

Por otro lado, la aprobación del diseño de la

marca fue medida mediante una encuesta a 30

personas aleatorias en donde se les pidió

evaluar el concepto de la marca, el logo, slogan

y diseño, y con base a esto se obtuvo un 90% de

aprobación por parte de los encuestados. En la

figura 10 se puede ver el diseño del empaque

escogido junto con el del diseño del logo.

Figura 10. Diseño de empaque del

chocolate Kakaowa

6.2 Definición del perfil del consumidor

Por otro lado, se realizó un análisis del perfil del

consumidor potencial de nuestro producto y se

concluyó que el consumidor de Kakaowa se

caracteriza principalmente por tener

gran gusto al chocolate. Son hombres y

mujeres de 15 a 50 años, de estratos

3, 4, 5 y 6. Sin embargo, para hacer más clara

esta caracterización, se decidido dividir al

consumidor en dos perfiles:

Consumidor Fitness

El primer consumidor es aquel con un interés y

una alimentación balanceada, que

normalmente busca alcanzar un objetivo físico

sin dejar de

disfrutar su alimentación. Normalmente es una

persona que hace ejercicio todos los días,

buscando así en Kakaowa una forma de comer

chocolate sin descuidar su salud.

Amantes del Chocolate

El segundo consumidor, es aquel que es amante

del sabor y la textura del chocolate. Tiende a

consumir este producto varias veces al año,

siendo este su primera elección cuando se trata

de decidir qué postre comer. Por ello también

está dispuesto a comprar Kakaowa, pues

obtiene las

mismas características organolépticas de un

chocolate normal, pero puede comer este sin

remordimientos por sus niveles bajos de grasa

y calorías.

6.2.1 Variables perfil de consumidor:

Recopilando la definición del perfil del

consumidor, se definieron concretamente las

variables MICA (Motivación, Intención de

compra, Capacidad de compra y Acceso) del

perfil del consumidor de nuestro producto:

Motivación/Interés:

• Interés por productos

saludables.

• Interés por el chocolate.

Intención de compra:

• Buscar alcanzar un objetivo

físico.

• Disfrutar de alimento.

• Rico y de calidad con un bajo

aporte de calorías.

Capacidad de compra:

• Pertenecer a estratos de 3 en

adelante.

• Contar con un dispositivo con

conexión a internet.

Acceso para sus consumidores:

• Lugar de residencia en

Colombia.

• Personas dispuestas a pagar

envío a en caso de adquirir el producto

online.

6.3 Modelo de negocio

En este orden de ideas, se decidió estructurar el

modelo de negocio que se busca obtener con

Kakaowa. Nuestro modelo de negocio se

plantea mediante la venta directa ya que

buscamos poder comercializar nuestro

producto directamente a nuestro consumidor

final (B2C). En un principio se planeta con un

vendedor independiente para generar una

relación de confianza con nuestros potenciales

clientes. Después de darnos a conocer y

posicionarnos, se podría migrar a los

intermediarios (B2B) tales como Fitchoices,

Fitmarket, Gastronomy Market, entre otros. Y

así a largo plazo poder llegar a supermercados

de cadena como Carulla, Jumbo o Éxito. Todo

lo anterior, con el propósito de incentivar la

compra de chocolates saludables donde se

suplan las diferentes necesidades del

consumidor.

Este modelo de negocio es el más apropiado

para nuestro producto, ya que nos permite

conocer de primera mano el tipo de cliente con

el cual estaríamos tratando para así poder

conocer y suplir sus necesidades. A su vez, este

modelo de negocio nos permite construir una

relación más cercana con la cliente basada en la

confianza, en donde el cliente tenga la certeza

de que la propuesta de valor se lleva acabo y

que el producto será fiel a lo que propone,

cuidando de la salud sin dejar a un lado el sabor

y la calidad del chocolate.

Dentro de nuestro modelo de negocio es

esencial mantener nuestro proceso productivo

fiel a su planteamiento, teniendo en cuenta es

un desarrollo con características especiales y

diferentes a las de las demás empresas de

chocolates, lo que hace que este aspecto tenga

especial cuidado. Sin embargo, lo ideal sería

mantenernos en el canal de ventas directas para

mantener nuestras relaciones con los clientes,

pero de ser necesario este canal de ventas

podría migar a un modelo de negocio de

publicidad donde sea por medio de personas

reconocidas en el mundo fit, como deportistas

o influencers, para brindarle un mayor

reconocimiento y posicionamiento a la marca

en un mercado especifico.

La representación gráfica de este modelo de

negocio se puede encontrar en anexos.

6.4 Análisis de competencia

Teniendo en cuenta la información encontrada

en la base de datos Passport acerca de la

Industria de Confitería de chocolate en

Colombia para el 2020 [31], fue posible realizar

una estimación aproximada del tamaño del

mercado potencial, disponible y objetivo de

nuestro producto. En primer lugar, se determina

como mercado potencial al mercado total de

chocolates en Colombia debido a que en este

mercado se encuentran consumidores de

chocolates tradicionales que cuentan con un

interés y capacidad de compra similar al de

nuestro perfil de consumidor. Según el reporte

de Passport, el tamaño de mercado de

chocolates en Colombia para el 2020 es de

aproximadamente 722 billones de pesos

colombianos en donde 306,7 billones

corresponde a la venta de barras de chocolates,

por lo cual se fijó este valor como el tamaño de

nuestro mercado potencial.

Por otro lado, se determinó como

mercado disponible al mercado de chocolates

saludables en Colombia, debido a que en este se

encuentran los consumidores que cumplen con

las 8 características mencionadas

anteriormente de nuestro perfil de consumidor

en cuanto a la motivación o interés, intención

de compra, capacidad de compra y acceso al

producto. Para calcular el tamaño de este

mercado disponible, se tomaron los porcentajes

de participación de las marcas de chocolates

saludables en el mercado total de chocolates, es

decir en el mercado potencial, y con estos, se

determinó la cantidad total de ventas para cada

una de estas marcas. La suma total de las ventas

de las marcas que hacen parte de este

mercado determina el tamaño del mercado

disponible, siendo este de 9,385 billones de

pesos colombianos. Ahora bien, para calcular el

tamaño de nuestro mercado objetivo,

se estimó la cantidad de participación en el

mercado potencial que se busca tener con

nuestro producto y así se determinó que el

tamaño de nuestro mercado objetivo es de

aproximadamente 1,22 billones de pesos

colombianos.

Tabla 9. Tamaño de mercado y participación

en el mercado de competencia directa

Tamaño del mercado de chocolates en barra

en Colombia 2020

306,

7

Bill

one

s

Marca Porcentaje de participación

mercado de chocolates total

Total de

ventas en

billones

Participación

mercado chocolates

saludables

JetLyne

1,20% 3,6804 39,2%

ChocoL

yne

0,80% 2,4536 26,1%

Lök 0,33% 1,01211 10,8%

WakeU

p

0,33% 1,01211 10,8%

Kakao

wa

0,4% 1,2268 13,1%

Tamaño de mercado de

chocolates saludable 2020

9,38502

Teniendo esto en cuenta, se puede concluir que

existe una gran oportunidad en el mercado de

chocolates saludables ya que hoy en día son

muy pocas las marcas de chocolates que están

ofreciendo una alternativa baja en calorías y

aun no existe un chocolate elaborado a partir de

una emulsión en el mercado. Adicionalmente,

Kakaowa puede llegar a alcanzar una

participación en el mercado relativamente alta

en comparación con las otras marcas que ya

existen en el mercado llegando a obtener un

total de ventas de aproximadamente 1,2

billones de pesos.

7. Conclusiones

A partir del estudio realizado se demostró que

es posible crear una emulsión estable de agua

en manteca de cacao donde el tamaño de gota

de la emulsión no supere los 10 μm y esta

cristalice en una forma polimórfica V. Se puede

concluir que el porcentaje de PGPR en la

emulsión es el factor más determinante a la hora

de evaluar tanto el tamaño de gota de agua en la

emulsión, como al evaluar la temperatura de

fusión. Así mismo la interacción que existe

entre el PGPR y el agua es de vital importancia

ya que sí existe un menor número de gotas de

agua, se necesita un menor número de

moléculas de PGPR para interactuar con las

cadenas insaturadas de los TAG.

Adicional a esto, se llegó a la conclusión de que

la formulación de la emulsión óptima para este

estudio se obtiene con un porcentaje de agua del

20%, un porcentaje de PGPR del 0,05% y una

velocidad de agitación de 1350 rpm. Y

posteriormente se demostró que mediante esta

emulsión de agua en manteca de cacao es

posible reemplazar parcialmente la grasa del

chocolate de manera efectiva sin afectar

drásticamente las características microscópicas

del chocolate convencional, pues con esta

formulación se logró un tamaño de gota y una

temperatura de fusión adecuada. Sin embargo,

no se obtuvo la dureza característica de un

chocolate tradicional. Al comparar el chocolate

elaborado a partir de este estudio con un

chocolate tradicional se pudo evidenciar que la

adición de agua en la formulación disminuye la

dureza del chocolate ya que el agua aumenta el

número de defectos estructurales, de manera

que se facilita la deformación y se necesita

menos energía para fracturar la muestra. Sin

embargo, con la formulación desarrollada no se

alcanza a entrar dentro del rango de dureza

esperado para un chocolate convencional

oscuro. Por esta razón, es indispensable validar

a futuro con un grupo de estudio determinado,

si la textura del chocolate realizado es aceptable

o no por el paladar del consumidor.

Finalmente, a partir de este estudio fue posible

determinar que efectivamente existe una gran

oportunidad en el mercado de lanzar este

producto a un segmento de mercado especifico

ya que cuenta con una propuesta de valor

diferente e innovadora. Además, se identificó

que existe una oportunidad debido al gran

porcentaje de participación que podría tomar la

marca dentro del mercado de chocolates

saludables, el cual se estima que siga

aumentando drásticamente en los próximos

años.

8. Trabajo futuro

En los estudios futuros se buscará determinar el

punto máximo de agua y el punto mínimo de

PGPR en donde se pueda reemplazar la mayor

cantidad de manteca de cacao sin comprometer

la estabilidad de la emulsión, ni el tamaño de

gota de agua. Además de esto, también se podrá

determinar los porcentajes óptimos de las

variables para no comprometer la dureza y

acercarla más a los chocolates convencionales

del mercado. Adicionalmente, se podrían

estudiar algunas propiedades macroscópicas

alternas a la dureza, tales como el color, el sabor

y la validación sensorial del chocolate con un

consumidor y algunas variables alternas a las

estudiadas en esta investigación tales como la

temperatura de las etapas y los tiempos de

agitación.

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Anexos

1. Canvas del modelo de negocio de Kakaowa