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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL
CAMPUS ARTURO RUIZ MORA
SANTO DOMINGO DE LOS TSACHILAS
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA
AGROINDUSTRIAL Y SISTEMAS DE GESTION
Tesis previa la obtención de titulo de
INGENIERO AGROINDUSTRIAL CON MENCIÓN EN ALIMENTOS
TEMA:
MERMELADA DE KIWI BAJA EN CALORÍAS UTILIZANDO ESTEVIA COMO
EDULCORANTE NATURAL POR CONCENTRACIÓN EN SANTO DOMINGO
2008.
Estudiante:
MICHAEL FRANCISCO RIBADENEIRA NARANJO
Directora de tesis
ING. KARINA CUENCA
Santo Domingo de los Colorados – Ecuador 24/02/ 2010
MERMELADA DE KIWI BAJA EN CALORÍAS UTILIZANDO ESTEVIA
COMO EDULCORANTE NATURAL POR CONCENTRACIÓN EN SANTO
DOMINGO 2008.
Ing. Karina Cuenca --------------------------------------
DIRECTORA DE TESIS
APROBADO
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL -------------------------------------
MIEMBRO DEL TRIBUNAL -------------------------------------
MIEMBRO DEL TRIBUNAL -------------------------------------
Santo Domingo -------------------------- de ------------------------------------ 2010
Autor: Michael Francisco Ribadeneira Naranjo
Institución: Universidad Tecnológica Equinoccial
Titulo de tesis: MERMELADA DE KIWI BAJA EN
CALORÍAS UTILIZANDO ESTEVIA COMO EDULCORANTE NATURAL
POR CONCENTRACIÓN EN SANTO DOMINGO 2008.
Fecha: Marzo – Noviembre 2010
Del contenido del presente trabajo
se responsabiliza el autor
-----------------------------------------------------
Michael Francisco Ribadeneira Naranjo
DEDICATORIA
En el camino de nuestra vida tenemos tanto por recorrer, metas por cumplir, sueños por
alcanzar, con el apoyo, esfuerzo, dedicación y entrega incondicional de mis padres
Mauricio y Mariana, he culminado con una etapa más de mi vida es por eso que dedico
esta tesis a ellos ya que se han permitido que sea la persona que hoy por hoy soy llena
de valores y virtudes.
A mis hermanos que siempre supieron brindarme su cariño, respeto y apoyo de manera
directa o indirecta durante este trabajo y en mi vida.
A mis abuelitos Angelita y Floresmilo que fueron como mis segundos padres,
apoyándome y aconsejándome en todo momento para que yo siga adelante.
Michael
AGRADECIMIENTO
Si él no existiría; él fue quien me dio mi soplo de vida, el que me permitió conocer las
maravillas de este mundo, aquel que me dio la oportunidad de disfrutar su amor
agradezco a Dios y a mi virgen del Quinche……. Cumplí mi promesa.
A mi familia, por su apoyo, confianza que siempre supieron brindarme y que ahora está
reflejada en esta tesis.
A esos dos amigos del alma que encontré en el camino y que siempre supieron cuidarme
y guiarme en estos cinco años aquellos que siempre supieron brindarme su amistad en
los momentos que más necesite Hugo y Fabián.
A mi directora de tesis Karina Cuenca, a los Ingenieros Olga Pérez, Elsa Burbano y
Daniel Anzules, Alejandro Bermúdez, por ser las personas que me ofrecieron sus
conocimientos durante todo este lapso de tiempo y que de manera especial supieron
aportar un granito de arena el mismo que me permitió culminar mi trabajo ……….
Gracias.
RESUMEN
El objetivo de este trabajo fue implementar una tecnología de industrialización del kiwi
y la estevia para la elaboración de mermelada, con el fin de darle un uso diferente a
estas dos materias primas.
Con el fin de determinar los componentes nutricionales de la mermelada se realizo un
análisis nutricional y de minerales, obteniendo un aporte significativo de proteína
(8,75%), minerales como el nitrógeno, fosforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, hierro,
zinc, manganeso. Por lo que es recomendable incluir la mermelada de kiwi como parte
de la dieta de la población.
La tecnología consistió en someter primeramente el kiwi a un pelado para
posteriormente licuar. Luego se filtra para obtener jugo libre de bagazo y semillas, se
realiza la formulación se adiciona estevia, bicarbonato y pectina dependiendo del peso
de kiwi que entra al proceso, para finalmente someter a evaporación hasta llegar a los
65ºBrix. El producto final es envasado inmediatamente en envases de vidrio, para su
conservación es necesaria la refrigeración.
Con la tecnología aplicada en esta investigación se determino que los porcentajes
óptimos para obtener una mermelada de kiwi de calidad fue: 3% de Estevia, 0.05% de
Pectina, 0.5% de Bicarbonato sódico.
Para el control de calidad realizado en la mermelada de Kiwi con estevia se comparo los
resultados con las normas INEN vigentes, así el producto cumple con las normas
establecidas. Se realizo una prueba de estabilidad de seis meses, sin encontrar
microorganismos patógenos capaces de causar daño al consumidor.
Para determinar el mejor tratamiento de la presente investigación se realizo el diseño
experimental con arreglo factorial AxBxC mediante la cual se determino tres
tratamientos con valores acordes a los requeridos de esta investigación, en este sentido
realizamos pruebas de degustación para determinar el mejor tratamiento, estableciendo
al tratamiento 2 A3B1C1 ( 3% estevia, 0.05% pectina, 0.5% bicarbonato sódico).
El Balance de Masa realizado en el proceso de elaboración de mermelada, con un peso
de 58,8471 kg de mezcla total, se obtuvo 13,9762 Kg de mermelada. Lo anterior
permitió establecer un rendimiento de 23,75%.
La marmita para la concentración debe cumplir con las siguientes condiciones: 1.35 m
de diámetro interno, 0.8m de alto, 0.16m de aislante térmico, soporte 0.4m, construida
en acero inoxidable AISI 304. Posee una tapa desmontable para la limpieza en la cual
descansa el motor de 1 HP y el moto reductor de 60 r.p.m el cual está conectado a un
agitador de hélice marina de 0.38m de diámetro.
Accesorios: un manómetro de presión, un termómetro para control de la temperatura del
producto y otro para la temperatura del vapor generado por el producto, una válvula de
mediogiro para entrada de vapor de 1 pulg., una válvula de medio giro para entrada de
producto de 1 pulg., una válvula de descarga de aire de 1 pulg., una válvula de salida del
condensado de 1 pulg. y una válvula de seguridad de PSI.
ABSTRACT
The aim of this study was to implement technology industrialization of kiwi and stevia
to make jams, to give a different use for these two commodities.
To determine the nutritional components of the jam we studied nutrition and minerals,
getting a significant amount of protein (8.75%), minerals such as nitrogen, phosphorus,
potassium, calcium, magnesium, sulfur, iron, zinc, manganese.
So it is advisable to include kiwi jam as part of the diet of the population.
The technology was to first submit a peeled kiwi for later blending. Then filtered to get
free juice and seeds of bagasse, the formulation is done is added stevia, baking soda and
pectin, depending on the weight of kiwis that enters the process, to finally subdue
evaporation up to 65 ° Brix.
The final product is immediately packed in glass jars to preserve them is necessary
cooling.
With the technology involved in this investigation it was determined that the optimal
rates for a quality jam kiwi was: 3% of Stevia, 0.05% pectin, 0.5% sodium bicarbonate.
For quality control in the jam made with stevia Kiwi compare the results with existing
INEN standards, so the product meets the standards. We performed a stability test of six
months without finding pathogens capable of causing harm to the consumer.
To determine the best treatment of this research was conducted experimental design
with factorial arrangement whereby AxBxC three treatments was determined with the
required values according to this research, in this sense perform taste tests to determine
the best treatment, establishing the A3B1C1 treatment 2 (3% stevia, 0.05% pectin, 0.5%
sodium,bicarbonate).
The Mass Balance made in the preparation of jam, with a weight of 58.8471 kg of total
mix, got 13.9762 kg of jam.
The kettle for the concentration must meet the following conditions: 1.35 m internal
diameter, 0.8m high, 0.16m thermal insulation, support 0.4m, made of stainless steel
AISI 304. It has a removable lid for cleaning in which rests the 1 HP motor and 60-rpm
gearmotor which is connected to a marine propeller stirrer 0.38m in diameter.
Accessories: a pressure gauge, thermometer for temperature control of product and
another for the temperature of steam generated by the product, mediogiro valve for
steam inlet 1 ".,
A half turn valve for product entry 1 "., an air relief valve 1"., a condensate outlet valve
1, and PSI safety valve.
INDICE
Portada…………………….………………………………………………................................................i
Hoja de sustentación y aprobación de los integrantes del tribuna.................................ii
Hoja de responsabilidad del autor………………………………………..………….……………………..iii
Informe de aprobación del director del plan de titulación……………………….………………..iv
Dedicatoria………………………………………………………………………….……………………………..….v
Agradecimiento……………………………………………………………………………………………………..vi
Indicé……………………………………………………………………………………………………………………vii
Resumen………………………………………………………………………………………………………….…..xvi
Sumary…………………………………………………………………………….................................……xvii
CAPITULO I
INTRODUCCION
Pag:
1…. Problematización
1…. Problema
1…. Diagnostico
2…. Pronostico
2…. Control del pronóstico
2…. Formulación del problema
3…. Sistematización del problema
3…. Objetivos
3…. Objetivo general
3…. Objetivos específicos
4…. Justificación
4…. Justificación teórica
4…. Justificación metodológica
4…. Método experimental
4…. Justificación práctica
5…. Hipótesis
5…. Hipótesis alternativa
5…. Hipótesis nula
5…. Variable
5…. Variable independiente
5…. Variable dependiente
6…. Indicadores
6…. Marco conceptual
6…. Mermelada
6…. Ebullición
7…. Acidez
7…. Envasado
7…. Concentración
7…. pH
7…. Porcentaje
7…. Conservación
8…. Nivel o tipo de investigación
8…. Método de investigación
8…. Método experimental
8…. Método inductivo/ deductivo
8…. Método estadístico
8…. Fuentes y técnicas de investigación
9…. Población de la muestra
CAPITULO II
10… Generalidades del kiwi
11… Características taxonómicas
11… Características taxonómicas y origen
12… Requerimientos de clima y suelo
14… Porta injertos más utilizados a nivel mundial y en chile
14… Sistema de conducción más utilizada
15… Hábitos de crecimiento (vegetativo y reproductivo)
15… Requerimientos de polinización
16… Las enfermedades que lo afectan
17… Composición bromatológica del kiwi
17… Principales mercados
18… Variedades
19… Generalidades de la estevia
19… Composición física y química de la estevia
20… Composición bromatológica de la estevia
20… Usos
22… Operaciones unitarias
22… Filtrado
23… Evaporación
23… Conservantes químicos
23… Composición bromatológica y de minerales de la mermelada
de kiwi con estevia
24… Pectina
25… Marmitas
CAPITULO III
METODOLOGIA
27… Diseño o tipo de investigación
27… Laboratorio
27… Métodos de investigación
28… Técnicas de investigación
28… Consulta a expertos
28… Material bibliográfico y consultas en internet
28… Comprobación de la investigación (trabajo en laboratorio)
29… Desarrollo de la investigación
30… Diagrama de flujo cualitativo de la elaboración de flujo de la
mermelada de kiwi y estevia baja en calorías
31… Descripción del diagrama de flujo
31… Recepción
31… Selección
31… Pesado
31… Lavado
31… Pelado
32… Licuado
32… Filtrado
32… Formulación
32… Cocción
32… Envasado
33… Diagrama de flujo cuantitativo en la elaboración de
mermelada de kiwi con estevia
34… Materiales y equipos utilizados en la elaboración de la
mermelada de kiwi con estevia
34… Diseño experimental
35… Condiciones de prueba
35… Variables
35… Variables independientes
35… Variable dependiente
36… Indicadores y combinaciones
37… Interacciones
38… Análisis de la varianza para pH
38… Discusión de los resultados del análisis de pH
39… Prueba de tukey para el análisis de pH
39… Prueba de tukey para la variable % de pectina
40… Prueba de tukey para la variable % de bicarbonato
40… Prueba de tukey para la interacción de tukey para la
integración, % de estevia x % de pectina
41… Prueba de tukey para la interacción % estevia x
% bicarbonato
42… Prueba de tukey para la interacción % de pectina x
% bicarbonato
42… Prueba de tukey para la interacción % de estevia x
% de pectina x% bicarbonato
43… Tabla de adeva para la variable % de acidez
44… Prueba de tukey para la variable estevia……
45… Prueba de tukey para la variable % de pectina
45… Prueba de tukey para la variables % de bicarbonato
46… Prueba de tukey para la interacción % de estevia x
% de pectina
46… Prueba de tukey para la interacción % de estevia x
% de bicarbonato
47… Prueba de tukey para la variable % de pectina x
% de bicarbonato
48… Prueba de tukey para la interacción % de estevia x
% pectina x % bicarbonato
49… Tabla de adeva para la variable ºBrix
50… Prueba de tukey para la variable % de bicarbonato
50… Tabla de medias para la interacción % de estevia x
% de pectina x % bicarbonato
51… Control de calidad de la mermelada de kiwi1
51… Análisis físicos – químico
51… pH
52… Acidez
52… º Brix
52… Análisis bromatológico
52… Análisis microbiológico
52… Análisis de minerales
CAPITULO IV
CALCULOS, RESULTADOS Y DISCUCIONES
53… Análisis de las encuestas
53… Tabulación y grafica de la información
de las encuestas
53… Olor
53… Resultado estadístico sobre el olor de la mermelada
de kiwi con estevia
55… Color
55… Resultado estadístico sobre el color de la mermelada
de kiwi con estevia
56… Sabor
57… Resultado estadístico sobre el sabor de la mermelada
de kiwi con estevia
58… Aceptabilidad
58… Resultados estadísticos sobre la aceptabilidad
de la mermelada de kiwi con estevia
59… Elección del mejor tratamiento
59… Resultados de control de calidad de la mermelada
de kiwi
59… Análisis físicos – químico
60… Análisis bromatológico
61… Análisis Microbiológico
62… Análisis de minerales
63… Ficha de estabilidad
64… Discusión de la ficha de estabilidad
65… Balance de materia laboratorio
65… Balance de materia en la selección
65… Balance de materia en el lavado
66… Balance de materia en el pelado
67… Balance de materia en la formulación
68… Balance de materia en la concentración
69… Balance de energía en la pasteurización del jugo
69… Q del equipo ( marmita)
73… Determinación del coeficiente de transferencia de calor global
74… Balance de masa para la elaboración de mermelada de
kiwi endulzada con estevia
74… Balance en la selección
74… Balance en el lavado
75… Balance en el pelado
76… Balance en la formulación
77… Balance en la concentración
80… Dimensionamiento de la marmita
80… Volumen de la marmita
80… Calculo del espesor de la placa interna de la marmita
81… Calculo del espesor de la placa externa de la marmita
82… Calculo de la potencia requerida en el agitador
de la marmita
84… Requerimiento de masa de vapor de agua
en la marmita
84… Calculo de espesor de aislante térmico
en la marmita
86… Balance de costos
CAPITULO V
CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. Conclusiones…………………………………………………………...87
5.2. Recomendaciones……………………………………………………...89
INDICE DE TABLAS
Tabla Nº 1: Distribución de la superficie destinada a la producción de
Kiwi por región en chile (ha)…………………………………..12
Tabla Nº 2: Composición Bromatológica del kiwi…...……………...…...17
Tabla Nº 3: Exportaciones chilenas de kiwi por mercado.
Temporada 1998/99 (en cajas)………...………………..….….17
Tabla N° 4: Balance de costos……………………..………………….…...86
1
CAPITULO I
1.1.- Problematización
1.2.-Problema
La mayoría de las mermeladas poseen altos contenidos calóricos por la utilización de
azúcar refinado ya que es un compuesto dañino para el cuerpo humano si se lo consume
en exceso.
Actualmente las frutas son muy utilizadas en la elaboración mermeladas y jaleas, estos
productos tienen alta concentración de azúcar que por su sabor son ricos y por la alta
concentración de grados Brix es perjudicial para el cuerpo humano.
La estevia es un edulcorante natural que en la actualidad ha llamado la atención de los
investigadores ya que esta bajando el nivel calórico de todo producto elaborado con
edulcorante.
El kiwi es una fruta con alto contenido de vitamina C, minerales, fibra, H2O, además
vitaminas del complejo B como B1 y B3.
1.3.-Diagnostico
En la actualidad las mermeladas son consumidas por un alto porcentaje de personas y
debido al alto contenido de azúcar esta causando efectos negativos en el cuerpo
humano que son irreversibles.
2
Además al azúcar en la elaboración de mermeladas puede cristalizarse y dar una textura
defectuosa al producto final.
El kiwi es una fruta exótica nativa de Chile y se la esta introduciendo al Ecuador pero
no se ha realizado una investigación adecuada para la industrialización de esta fruta.
La estevia es poco conocida en nuestro país y no se la utiliza como edulcorante debido a
la falta de investigación de los efectos benéficos que producen en el cuerpo humano.
1.4.- Pronóstico
La falta de industrialización provocará que esta fruta no sea prosesada en Ecuador
debido al poco interés de comercialización de la fruta.
1.5.- Control del pronóstico
La utilización del kiwi en la elaboración de mermelada dará un mayor realce a los
cultivos y mejorará el nivel de vida de los agricultores; aumentará su producción en el
Ecuador dando como resultado plantaciones mas frecuentes.
Además la utilización de la estevia ayudará a fomentar la cultura de utilización de este
producto que es bajo en calorías y que esta ayudando a mejorar la calidad de vida de las
personas.
1.6.- Formulación del problema
- ¿De qué manera influye el porcentaje de kiwi, estevia y gelificante en la
elaboración de una mermelada de calidad?
3
1.7.- Sistematización del problema:
¿Qué tipo y porcentaje de gelificante se va usar?
¿Cómo influye el porcentaje de estevia en el valor calórico del producto?
1.8.- Objetivos
1.8.1.- Objetivo general
Elaborar una mermelada de kiwi con adición de estevia como edulcorante natural por
medio de concentración para obtener un producto bajo en calorías.
1.8.2.- Objetivos específicos:
- Caracterizar las materias primas
- Determinar los porcentajes óptimos de Kiwi, estevia y gelificante a utilizar en la
elaboración de la mermelada.
- Realizar pruebas de palatabilidad para determinar la calidad organoléptica de la
mermelada.
- Realizar la ficha de estabilización del producto.
- Determinar mediante pruebas de catación la mejor combinación del producto
- Realizar el diseño del equipo (marmita) para la elaboración de la mermelada.
4
1.9.- Justificación
Este proyecto se fundamenta en la elaboración de una mermelada de kiwi y estevia baja
en calorías el cual es un producto benéfico para la salud debido a que la estevia es una
planta que posee azucares naturales, y este no es utilizado en Ecuador industrialmente.
1.10.- Justificación teórica
Con la concentración disminuye la cantidad de agua del producto y se aumenta la
cantidad de sólidos hasta el punto que se de la gelificacion esto ocurre ya que aumenta
la concentración de azúcar al mismo tiempo en que disminuye la cantidad de agua para
la conservación. Este es uno de los pasos más importante en la elaboración de
mermelada. Este proceso no debe alargarse demasiado debido a la perdida de sabor y
color del producto resultante.
1.11.- Justificación metodológica
1.11.1. Método experimental
Se va a determinar las mejores variables para la obtención de una mermelada de calidad
y además la aplicación de encuestas para verificar la aceptación del producto,mediante
encuestas.
1.12.- Justificación práctica
Con la investigación de la elaboración de la mermelada de kiwi con estevia se aportará
al sector agroindustrial en la industrialización de las frutas tropicales como el kiwi y
edulcorante natural como la estevia en Santo Domingo de los tsachilas.
5
1.13.- Hipótesis
Mediante la aplicación de diferentes porcentajes de estevia y gelificante en la
mermelada de kiwi se lograra obtener una mermelada de calidad baja en calorías.
1.13.1.- Hipótesis alternativa
Mediante la aplicación de diferentes porcentajes de estevia y concentraciones se podrá
obtener una mermelada de kiwi baja en calorías.
1.13.2- Hipótesis nula
Mediante la aplicación de diferentes porcentajes de estevia y diferentes concentraciones
no se obtendrá una mermelada de kiwi baja en calorías.
1.14.- Variables
1.14.1.- Variable independiente
- Porcentaje kiwi
- Porcentaje de estevia
- Porcentaje de gelificante
1.14.2.- Variable dependiente:
- El poder calórico que va a tener el producto.
- pH = pH metro
- º Brix = refractómetro o brixómetro
- Acidez = titulación
6
1.15.- Indicadores
- °Brix.- Determina el porcentaje de azúcar en el producto.
- pH.- Determina la acidez del producto.
- Acidez.- Determina el exceso de iones de hidrógeno en la mermelada de kiwi y
estevia.
A= Estevia 1 %
2%
3%
B= Pectina 0.05%
0.10%
C= Bicarbonato sódico 0.5 %
1%
1.5%
1.16.- Marco conceptual
1.16.1. Mermelada
Es un producto semisólido hecho de no menos de 45 partes por peso de ingredientes de
jugo de frutas por cada 55 partes por peso de azúcar.
1.16.2. Evaporación
La evaporación tiene como finalidad aumentar la concentración de azúcar hasta un
punto en donde se de la gelificación.
7
1.16.3. Acidez
Es una medida de concentración de iones de hidrógeno en la mermelada.
1.16.4. Envasado
Es la etapa en la cual se introduce la mermelada dentro del envase de vidrio y deben ser
herméticamente selladas. La temperatura de la mermelada al salir del equipo es de 99
°C, y deja reposar 15 minutos para colocar la mermelada en los frascos a una
temperatura de de 50 °C que es optima para poder ser manipulada.
1.16.5. Concentración
Perdida de agua y por ende aumento de los sólidos en el producto. Se llegó a los 65°
Brix que es un valor óptimo en mermeladas.
1.16.6. pH
Término que indica la concentración de iones hidrógeno en una disolución.
1.16.7. Porcentaje
Es la fracción de un número entero expresada en centésimas.
1.16.8. Conservación
La conservación es mantener al producto en buen estado por el mayor tiempo posible
con la utilización adecuada de º Brix.
8
1.17.- Nivel o tipo de investigación
Se va utilizar la investigación de acuerdo al estudio que se va a realizar, el cual es tipo
experimental, para determinar los parámetros óptimos en la elaboración del producto.
1.18.- Método de investigación
Para desarrollar esta investigación utilizaremos los siguientes métodos:
1.18.1. Método Experimental
Para la realización del proyecto se debe de utilizar experimentaciones para obtener
resultados concretos y determinar parámetros óptimos para la elaboración de mermelada
1.18.2. Método Inductivo/ deductivo
Para dar los fundamentos teóricos desde lo general a lo particular y que permita aplicar
teorías o bases para la elaboración de la mermelada.
1.18.3. Método estadístico
Es muy necesario aplicar métodos que permitan cuantificar los resultados obtenidos de
los
Análisis. Con el diseño experimental se va a determinar los parámetros óptimos de
mezcla y concentración.
1.19.- Fuentes y técnicas de investigación
PRIMARIA: - Trabajo de laboratorio
- Información Bibliográfica
9
- Artículos publicados sobre el tema.
SECUNDARIAS: - Internet
- Folletos
TÉCNICAS:
Laboratorio.- Esta técnica se la emplea para determinar la calidad, aplicando parámetros
en el producto.
Encuestas.- La encuesta es usada para determinar la aceptabilidad del producto.
1.20.- Población de la muestra
La población para nuestra investigación son los estudiantes de la carrera de
Agroindustrias en la Universidad Tecnológica Equinoccial campus Santo Domingo.
N = Tamaño de la población N
e = símbolo error n =
n = Tamaño de la muestra e2(N-1)+1
100
n = = 80
0.05 (100 – 1) + 1
10
CAPITULO II
2.1.- Generalidades del kiwi:
El kiwi procede de una planta trepadora que recibe su mismo nombre y pertenece a la
familia de las Actinidiáceas, que incluye unos 300 árboles y arbustos, muchos de ellos
trepadores y ornamentales propios del hemisferio sur. A pesar de su aspecto externo
poco atractivo, se trata de un fruto muy sabroso, de interesantes propiedades nutritivas y
muy saludables. Es un fruto exótico que proviene de las laderas del Himalaya,
concretamente de China Continental. Nueva Zelanda, Brasil, Italia y Chile, son los
principales países productores.
Los KIWIS son los frutos de una enredadera (Actinidia chinensis) también llamada kiwi
o " grosellero de la China”. Pertenece a la familia de las actinidiáceas. Es una planta
dioica (existen árboles masculinos y arboles femeninos), arbustiva y trepadora de hasta
8 m de altura. Tallos leñosos por la parte inferior y más tiernos y volubles en la parte
superior, cuyos zarcillos se enganchan sobre el soporte. Hojas ovaladas, alternas,
largamente pecioladas. Flores femeninas de color blanco inicialmente, amarillo
posteriormente. Los frutos son bayas reunidas en racimos. Poseen la piel marrón
cubierta de pelos y tienen forma ovalada; su carne es verde y semillas pequeñas de color
negro están dispuestas en forma de círculo respecto al centro del mismo. El kiwi
procede de la zona de Zhejiang, situada al este de China y Taiwán donde los habitantes
de esta zona lo comían en estado silvestre. En un principio, su cultivo en la China se
desarrollaba en los huertos de árboles frutales, donde los kiwis eran plantados en la base
de los árboles que les servían de soporte.
Desde China los misioneros españoles la llevaron a nueva Zelanda en el año 1906. Es
una planta cuyo cultivo se adaptó muy bien en este país hasta el punto de convertirlo en
el mayor productor del mundo. Nueva Zelanda también le dio el nombre a la fruta
debido a que el color del Kiwi es muy parecido al color marronoso de la piel del fruto
11
del kiwi que, por otra parte, se alimenta de estos frutos. Desde Nueva Zelanda se fue
extendiendo prácticamente a todos las zonas del mundo que posean un clima cálido y
húmedo.
Hoy en día se cultiva con profusión en el sur de Europa y Estados Unidos (California) .
Otros productores importantes son Francia, Italia, Rusia, Australia, Chile, Inglaterra,
Egipto y España. En España, se puede encontrar en Galicia, con casi la mitad de la
producción española, y en Andalucía.
El kiwi lleva sólo 25 años en Chile y ha sido destinado principalmente a la exportación,
debido a la gran demanda del mercado internacional, compitiendo con países como
Nueva Zelanda, principal productor del hemisferio sur. Se ha posicionado en la
fruticultura nacional como una de las principales especies, incorporándose cada vez más
al mercado interno nacional. El objetivo de este trabajo es conocer las principales
características de la especie, su lugar de origen, algunas variedades e información acerca
del sistema de producción, tomando en cuenta todos los factores que influyen en éste,
como por ejemplo, sus requerimientos de clima, suelo, porta injertos, y sistema de
conducción para manejar el hábito de crecimiento (vegetativo y reproductivo) y que
permita optimizar el manejo de la especie. Se analizará la producción y exportación de
los últimos años de sus principales mercados, comparando el papel de Chile con los
demás países productores como Nueva Zelanda, U.S.A. e Italia. Por último, se
presentarán las principales líneas de investigación en el ámbito mundial.1
2.1.1.- Características taxonómicas
2.1.1.1 Características taxonómicas y origen
Familia: Actinicidaceae
Género: Actinidia
Especie: Actinidia deliciosa (A. Chevalier) C.F.Liang et A.R.Ferguson
1 Banchero (1989) Introducción a los Proceso de Ingeniería Química
12
Fue cultivado a baja escala por lo menos hace 300 años, pero hoy la mayoría de la
producción china, que alcanza 1.000 ton, proviene de Yang-Tse.
Existen aproximadamente veinte especies en el género Actinidia, la mayoría son
cultivadas por sus flores y sólo tres de ellas por sus frutos, siendo Actinidia deliciosa la
más conocida por la calidad de su fruto, el que es agradable y saludable, debido su alto
contenido de vitamina C y riqueza en proteínas, calcio, fósforo y fierro.
Esta especie, originaria de China, fue llevada a Nueva Zelandia en 1906, se cultivó y se
nombró "kiwifruit", mejorando las características del fruto. Luego en 1953, fue
introducida en Estados Unidos y Europa, donde tuvo una gran aceptación. En nuestro
país se estableció en 1974, principalmente para exportación, pero poco a poco ha
ingresado al mercado nacional dado por su calidad y ha pasado a formar parte del
consumo común en nuestro país.2
2.1.1.2.- Requerimientos de clima y suelo
Esta especie se introdujo en Chile para su desarrollo y para su explotación productiva en
una amplia zona del país estableciéndose perfectamente entre las regiones IV a X.
(Tabla N°1)
Tabla N° 1: Distribución de la superficie destinada a la producción de Kiwi por
región en Chile (ha).
I II III IV V RM VI VII VIII IX X TOTAL
0 0 0 236 889 1.100 2.139 3.888 230 43 24 8.549
Fuente: Colegio de Posgraduados, Campus Santiago, Chile
2 Hernandez .A. 1998 Produccion de kiwi
13
Dentro de los requerimientos climáticos, la Actinidia necesita un periodo de crecimiento
de alrededor de 240 a 260 días, en lo posible libre de heladas. Especial cuidado se debe
tener con heladas en otoño en huertos de 1 a 3 años, las cuales pueden destruir incluso
el 95% la parte aérea de algunas plantaciones.
El requerimiento de frío invernal es parecido al de un duraznero, entre 400 y 700 horas
de frío bajo 7°C en la variedad Hayward. En relación con las temperaturas altas se
desarrolla bien entre 30 y 45°C mientras tenga el riego necesario.
La humedad relativa del aire es un factor importante en esta especie, debido a que
pierde mucha agua por evapotranspiración, la que aumenta si la humedad relativa es
baja. Con humedad de 60 a 70% se produce un mayor crecimiento vegetativo, mientras
que con humedad relativa cercana a un 40% éste se tiende a detener. Con respecto al
viento, es muy importante su control, debido a que el daño que puede producir en brotes
y frutos puede llegar al 50% de la producción, además de pérdida de calidad que
implica rechazo para los mercados de exportación.
Las variedades masculinas o estaminadas se plantan entre 10% y 16% del total de
plantas del huerto. Las más utilizadas son las siguientes: Matua, que es una planta muy
vigorosa y prolífera, con botones florales color púrpura en grupos de a tres desde las
axilas de las hojas. Comienzan a florecer unos dos a cuatros días antes de la Hayward y
alcanza a cubrir todo el periodo de floración de ésta. Tomuri, por su parte, es una planta
vigorosa de floración intermedia. Este cultivar presenta botones florales en grupos de
tres a siete desde la axila de las hojas, comienza a florecer dos a cuatro días después de
Hayward asegurándose con ello la polinización de sus últimas flores. La variedad
californiana Chico Male, tiene polen de buena germinación y fecundación. Su floración
se inicia entre tres y cinco días antes que la Hayward y es muy abundante. Por su parte,
Nueva Zelandia, han realizado selecciones como M-51, M-52, M-54, M-56: que tienen
características sobresalientes con respectos a las anteriores3
3 Cuaterna CIREN – CORFEO 1998
14
2.1.1.3.- Porta injertos más utilizados a nivel mundial y en Chile.
En la utilización de porta injertos, lo más exitoso ha sido la utilización de la misma
especie. Los porta injertos usados pueden provenir de semillas o ser clonales; dentro de
los primeros se destacan las variedades "Bruno" y "Monty", mientras que los segundos
(obtenidos a partir de la propagación vegetativa) se encuentra el D1 Vitroplant®, el que
se ocupa especialmente para injertar la variedad Hayward.
2.1.1.4.- Sistema de conducción más utilizada
La plantación de kiwi necesita de un alambrado y una postación para soportar las
vigorosas plantas por muchos años. La postación debe hacerse en el primer año de
plantación. Muchos son los tipos de soportes que pueden usarse en una plantación de
kiwi. Cada uno tiene su mérito, por lo cual cada agricultor debe estudiar el sistema que
mejor se adapte a sus condiciones. Se mencionan sólo los más usados:
La CRUCETA o BARRA EN T, en este sistema consiste en colocar perpendicularmente
sobre un poste de 1,80 m a 2,10 m de largo, otro cruzado de 1,20 a 1,80 m de largo y 2
pulgadas de diámetro. Entre los postes verticales se colocan 2-3 alambres para formar
una pandereta y sobre las crucetas se colocan 3 alambres del n°12 fuertemente tensados,
sobre los cuales se fija la copa de la planta. Una variación introducida para controlar la
acrotonía del kiwi es la BARRA EN T ALADA, que tiene un alambre adicional ubicado
30 cm más afuera y 30 cm más debajo de cada extremo de la horizontal de 1,5 m para
fijar la parte terminal de los cargadores en posición inclinada hacia el suelo Este sistema
es muy común en California donde algunos agricultores lo han modificado dando un
ángulo a las crucetas permitiendo mayor luminosidad. La PÉRGOLA, por su parte
consiste en colocar cada 4,5-5,0 m, 3 soportes separados 3 m entre ellas y conectados
entre sí, en su parte superior por otro poste. Entre los postes exteriores del conjunto de
los tres, se tienden los alambres y sobre los cruzados 5 alambres tensos. Este sistema es
el más costoso y es popular en Nueva Zelanda, provoca ramas fructíferas bien
distribuidas sobre la pérgola y los frutos penden dándole mayor calidad y aparentemente
también mayor producción.
15
Se ha encontrado en condiciones óptimas que en pérgolas se puede llegar a producir 55
t/ha y 40-45 t en barra T en huertos de la VII región, pero normalmente estos huertos
producen 30-40 t/Ha
El sistema de tipo CERCA o ESPALDERA, el cual extraído de los sistemas de
conducción de la vid, ha sido el menos exitoso, este consta de un solo alambre,
colocado a 1,8 m. del suelo y su única ventaja consiste en que simplifica la poda y
disminuye la mano de obra, sin embargo, no obtiene buenos rendimientos en la
producción.
2.1.1.5.- Hábitos de crecimiento (vegetativo y reproductivo)
Esta especie es una liana o enredadera incapaz de auto soportarse. Su crecimiento
vegetativo se produce a partir de brotes indeterminados, mientras que su fructificación
se origina en brotes determinados. La brotación primaveral se produce desde yemas
laterales de ramillas o cargadores. También se produce brotación desde yemas latentes
en madera de mayor edad, cuyos brotes son dejados crecer para ser ocupados como
cargadores de la próxima temporada. Fructifica en el brote de la temporada originado
desde una yema mixta, con 3 a 7 nudos, generando en su extremo una inflorescencia
cimosa que produce 3 a 5 frutos. El cargador tiene 14 a 15 yemas, de las cuales se
producen brotes indeterminados y determinados, siendo estos últimos los que
fructifican.4
2.1.1.6.- Requerimientos de polinización
El kiwi es una planta dioica, es decir, posee plantas machos y hembras, por esta razón,
en el huerto se utiliza una planta macho cada 8 plantas hembras. El fruto del kiwi, como
regla general de todas las bayas con semillas, para obtener un máximo de calibre, debe
ser fecundado el máximo de óvulos posibles, lo que se obtiene con una buena
polinización.
4 Zuccherelli 1994 Ingerieria pecuaria del Ecuador
16
Las flores de kiwi son vistosas y, aunque no contienen néctar, son muy visitadas por
insectos debido a la calidad del polen, por lo cual su polinización es principalmente
entomófila. En Chile, se agregan de 9-12 colmenas por hectárea y se sabe que para
mayor seguridad de polinización se aconseja disponerlas en grupos de 3 a 6 colmenas
en forma homogénea dentro del huerto.
En caso que el clima no permita la actividad de las abejas existe una polinización
suplementaria, la que puede ser manual, la cual se realiza frotando las flores masculinas
en las flores a polinizar (femeninas) o asperjar con suspensiones de polen, anteriormente
extraído. El viento podría tener algún efecto debido a que el polen es liviano y seco,
pero las hojas hacen a esta forma de polinización insignificante.
2.1.1.7.- Las enfermedades que lo afectan
El kiwi puede ser atacado tanto por hongos como por bacterias, debido a la naturaleza
delicada del sistema radical y su desarrollo superficial, el kiwi puede ser fácilmente
atacado por Phytophthora, Verticillum y Fusarium. Esta enfermedad es frecuente y muy
grave, las hojas se desecan, los frutos quedan unidos a las ramas y se marchita,
determinando la muerte casi inmediata de la planta. La causa son estos hongos los
cuales penetran en el tronco, necrosando la zona cervical y luego pasando a las raíces.
Resulta evidente, por lo tanto, la necesidad de adoptar medidas preventivas basadas en
una correcta plantación y una adecuada nivelación. Dentro de las bacterias que afecta al
kiwi, se encuentra la Pseudomonas spp. La cual causa manchas necróticas en la hoja e
infecta el botón floral, provocando una muerte de pétalos, estambres y pistilo o
simplemente impidiendo la apertura del botón floral. Otros problemas que afectan a esta
especie principalmente en post-cosecha, con respecto a la calidad es la mancha de agua
(water stein) y los kiwis aplanados (misshappen); en relación a la condición del fruto
cabe destacar la falta de maduración, firmeza y pudrición hecho que es de suma
importancia dada su comercialización a granel.5
5 Church “Fundamentos de nutrición y alimentación de animales
17
2.1.1.8.- Composición bromatológica del kiwi
Composición por 100 gramos de porción comestible
Calorías 54,2
Hidratos de carbono (g) 12,1
Fibra (g) 1,5
Potasio (mg) 314
Magnesio (mg) 27
Provitamina A (mcg) 3
Acido fólico (mcg) 29,3
Vitamina C (mg) 94
Fuente : Colegio de Posgraduados, Campus Veracruz México
2.1.1.9.- Principales mercados
La producción chilena se destina principalmente a la exportación a Europa, seguida de
Norte América y Latinoamérica. La Tabla N° 3 muestra la distribución de destinos.
Tabla N° 3: Exportaciones chilenas de kiwi por mercado. Temporada 1998/99 (en
cajas).
Norte América Europa Lejano
Oriente
Medio
Oriente
Latino
América Total
8.208.074 11.393.963 1.382.706 115.248 6.726.709 27.826.700
Fuente: Colegio de Posgraduados, Campus Veracruz, México
18
2.1.1.10.- Variedades
Hayward: Se caracteriza por tener el fruto más grande y de calidad de exportación por
excelencia. Se han obtenido frutos de hasta 150 gramos. Tiene muy buena conservación
y, no obstante ser la variedad de menos rendimiento, actualmente es la más cultivada.
Monty: Fruta muy hermosa, pequeña caracterizada por sus estrías longitudinales y sabor
muy fino. Muy fructífera, empezando su producción en plantas de 2 años. Es una
variedad tan tardía como Hayward.
Bruno: Variedad notablemente productiva y precoz. Su conservación es menos
prolongada. El fruto es más alargado que el de otras variedades.
Abbot: De forma ligeramente piriforme, es de tamaño medio y la mas apreciada de N.
Zelandia para el consumo interno, también es la mas tempranera.
Le Sauvage: Por su perfume, dulzor, contenido de vitamina C, es la mejor variedad. No
obstante sus grandes cualidades como fruta no es buena para ser comercializada en
fresco por sus pequeños frutos, pero es recomendada para conserveria, confitería y
jugos.
H 16-A (Zespri Gold): establecida hace pocos años entre Santiago y Requinoa.
Summer Kiwi, Green Light y Early Green: corresponden a variedades cosméticamente
parecidas a Hayward pero de maduración más temprana.
Jintao: Variedad de pulpa amarilla de incorporación relativamente reciente en nuestro
país.
Kramer (Nueva Zelandia) y Clon 8 (Italia): selecciones de Hayward, ventajosos
respecto a este último debido a menor producción de frutos faciados, dobles y triples.
Chile posee el Clon 8 de Italia.
19
Baby kiwi (A. arguta): cultivada en Europa, Nueva Zelandia y Chile en bajas
cantidades. Posee buen sabor, fruta de 10 a 12 gramos con piel suave que no requiere
pelarse para comerla, resistencia al frio invernal y cosecha temprana.6
2.2 .- Generalidades de la estevia
La estevia es una planta originaria de la flora sudamericana que se criaba
espontáneamente en el hábitat semiárido de las laderas montañosas de Paraguay. La
estevia está aumentando su renombre fuera de la Union Europea después de haberse
probado a conciencia la ausencia de toxicidad, y en la mayor parte del mundo se
considera totalmente segura para el consumo humano.
Es una planta increíblemente dulce. El edulcorante (esteviósido), que se extrae de ella es
aproximadamente 300 veces más dulce que el azúcar, las hojas tiernas tienen un
agradable sabor a regaliz y se puede usar para reemplazar el azúcar refinado. En efecto,
las hojas contienen glucósidos de sabor dulce pero que no son metabolizables y
tampoco contienen calorías. La mayor parte de los glucósidos consisten en moléculas de
esteviósido. Las hojas secas son entre 20 y 35 veces más dulces que el azúcar.
La estevia se obtiene de un arbusto originario de Paraguay y Brasil que se utiliza desde
hace muchos años como endulzante natural. Las hojas de la planta son 30 veces más
dulces que el azúcar y el extracto unas 200 veces más.
2.2.1.- Composición física y química de la estevia
Las hojas secas de la estevia contienen un 42% aproximadamente de sustancias
hidrosolubles, además contiene proteínas, fibra, calcio, zinc, rutina, vitamina A y C.
La estevia también tiene aplicaciones cutáneas para solventar problemas como el acné,
la dermatitis, el eczema e incluso como mascarilla, y es con este fin con el que se puede
encontrar en Europa.
6 Ciren corfo 1988. Manual del cultivo de kiwi
20
Que la estevia sea una planta saludable radica, como hemos comentado, en que sus
hojas poseen una sustancia denominada esteviósido, lo que las hace que sean de 10 a 30
veces más dulces que el azúcar.
El sabor dulce se debe a los glicósidos de esteviol, principalmente al esteviósido y al
rebaudiósido A. Está constituida por una mezcla de por lo menos ocho glucósidos
diterpénicos (el glucósido es una molécula obtenida por condensación entre dos
monosacáridos, mientras que un terpeno es un lípido derivado del hidrocarburo
isopreno, que purificado es entre 100 hasta 300 veces más dulce que la sacarosa y que
por sus características físico-químicas y toxicológicas permite su inclusión en la dieta
humana para ser utilizada como un edulcorante dietético natural, sin efectos
colaterales).
2.2.2.- Composición Bromatológica de la estevia
Las hojas secas de la estevia contienen un 42% aproximadamente de sustancias
hidrosolubles, además contiene proteínas, fibra, calcio, zinc, rutina, vitamina A y C,
niacina, biotina, fosforo, calcio, magnesio, hierro, sodio, potasio, acido fólico, acido
pantoténico, acido acético, acido láctico, catecol, acido neoclorogénico.
2.2.3.- Usos
Se utiliza mucho en Japón y en Extremo Oriente como edulcorante, tanto en refrescos,
como en chicles, hasta para saltear las salsas. Los japoneses han realizado muchísimos
estudios clínicos sobre la estevia y su extracto, el esteviósido y aunque se ha
demostrado que es inocuo, está prohibido en la Union Europea, sin embargo se puede
adquirir en algunas herboristerías el material crudo en polvo.
Consultando multitud de estudios y con la experiencia de centenares de diabéticos que
la están consumiendo en Catalunya y el resto del Estado, se aprecia que es una planta
que regula el azúcar de la sangre, que reduce la presión arterial y que regula el aparato
digestivo en general.
21
También actúa favorablemente en muchas personas con ansiedad, reduce grasas en
personas obesas y es diurética. La dosis que suelen utilizar la mayor parte de personas
que han observado efectos beneficiosos es de 4 hojas tiernas, comidas directamente
antes o mientras se almuerza y 4 hojas más, antes o mientras se cena. Si no se dispone
de hoja tierna se puede preparar una infusión de hoja seca (una infusión por la mañana y
otra al atardecer).
Al comprobar la composición de hierbas, cosa que hago siempre para evitarme
sorpresas, observé que un pequeño porcentaje del compuesto era de una planta llamada
“estevia”, planta que yo desconocía hasta ese momento ya que en Europa no se
encontraba casi ningún libro sobre plantas medicinales en el que fuera descrita, por lo
que mi curiosidad me llevo a indagar y hacer preguntas sobre la misma, hasta saber con
que objeto se añadía a la tisana antes citada, comprobando que se usaba para paliar el
amargor de las otras plantas constitutivas de la fórmula, de por sí intensamente amargas,
y es de esta forma como entré en conocimiento de esta hierba maravillosa que por las
restricciones que imponen algunos Organismos Oficiales, es casi desconocida por el
gran público de los países europeos.
Las hojas también se utilizan como medicina.
De su primitivo hábitat en Paraguay, ha pasado a cultivarse en extensas áreas de todo el
mundo y de modo más extensivo en países como: Brasil, China, Japón, Corea,
Tailandia, Taiwán, Israel, etc., en estos países se utiliza como edulcorante en todo tipo
de alimentos y bebidas incluida la popular coca-cola, especialmente porque no parece
tener los efectos secundarios de otros edulcorantes y, además, no se descompone.
El principal glucósido de este vegetal usado comercialmente, se llama esteviósido. El
esteviósido no es un producto artificial obtenido en ningún laboratorio, es un extracto
totalmente natural de la hoja de la planta.7
7 Folleto Manuel Astudillo C. 2002 Estudio de la estevia en chile
22
2.3.- Operaciones unitarias
2.3.1.- Filtrado
El Filtrado es un método físico para separar mezclas. Consiste en hacer pasar una
mezcla de partículas sólidas de diferentes tamaños por un tamiz o colador. Las
partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz atravesándolo y las grandes
quedan retenidas por el mismo.
Es un método muy sencillo utilizado generalmente en mezclas de sólidos heterogéneos,
como piedras y arena, en la cual la arena atravesará el tamiz y las piedras quedaran
retenidas. Los orificios del tamiz suelen ser de diferentes tamaños y se utilizan de
acuerdo al tamaño de las partículas que contenga la mezcla.
El uso de estos tamices queda únicamente limitado por la pérdida de carga que
introducen, superior a la de las rejas. Existen básicamente tres tipos de tamices,
rotativos, estáticos y de escalera móvil.
Los tamices rotativos están provistos de una malla filtrante de eje horizontal, donde son
retenidos los sólidos y extraídos mediante rasqueta hasta el sistema de transporte.
Tienen una elevada pérdida de carga.
Los tamices estáticos poseen una malla filtrante de sección triangular con una
inclinación que va disminuyendo desde los 65º hasta los 45º para conseguir la
separación y extracción de los sólidos. Suelen ir precedidos de un bombeo dada su
elevada pérdida de carga y necesitan operaciones periódicas de limpieza manual.
Tamices de escalera y deslizantes están constituidos por mallas filtrantes fijas que
mediante determinados mecanismos elevan los residuos retenidos hasta la zona de
descarga. Poseen una pérdida de carga menor de 0,5 m.
23
Para el diseño del canal donde se ubican los tamices se siguen los mismos criterios
descritos para el desbaste con rejas.
2.3.2.- Evaporación
Es el proceso en el cual se pierde gradualmente la cantidad de agua presente en la fruta.
Este proceso se lo emplea en elaboración de mermeladas debido a debido a que al
disminuir la cantidad de agua en el producto aumenta el contenido de azúcar en el
producto final.
2.3.3.- Mermelada
La mermelada consiste en una mezcla de fruta y azúcar que por concentración se ha
vuelto semisólida. La mermelada es el producto elaborado con pulpa de fruta.
La elaboración de esta clase de productos, consiste en una rápida concentración de la
fruta mezclada con azúcar hasta llegar al contenido de azúcares de 65%, que
corresponde a un contenido en sólidos solubles de 68°Brix.
Durante la concentración, se evapora el agua contenida en la fruta. Los tejidos ablandan.
Por este ablandamiento, la fruta absorbe azúcar y suelta pectina y ácidos. A causa de la
presencia de los ácidos y de la elevada temperatura, ocurre la parcial inversión de los
azúcares en una mermelada de buena calidad, ácido hasta el 60% de la sacarosa debe ser
invertida.
Las mermeladas se pueden dividir en 2 clases, mermeladas cítricas y mermeladas de
otras frutas como albaricoque, durazno, pera, piña, membrillo.
2.3.4.- Composición bromatológica y de minerales de la mermelada de kiwi con
estevia.
Vitaminas A y C, proteínas y minerales tales como Nitrogeno, Fosforo, Potasio, Calcio,
Hierro, Zinc, Manganeso.
24
2.3.5.- Pectina
Se debe asumir que los jugos serán siempre deficientes en pectina, y complementar la
jalea con pectinas comerciales. La pectina es un grupo de sustancias derivadas de las
paredes celulares de las frutas. Cuando se disuelven en agua bajo condiciones
apropiadas estas pectinas forman geles.
Varias pectinas son producidas para fines de conservación, las cuales pueden ser
clasificadas como de gelificación rápida, gelificación lenta o por las libras de jalea
terminada que producirá una libra de pectina pura.
Las de gelificación rápida forman geles a temperaturas mayores que las de gelificación
lenta. Las de gelificación rápida son preferidas para mermeladas y conservas ya que
reducen la probabilidad de que el componente de fruta suba a la superficie antes de que
el gel endurezca. Para hacer jaleas frecuentemente se prefieren las de gelificación lenta
ya que una vez que la jalea ha adquirido cierta consistencia, aunque sin haber terminado
de endurecer, es menos probable que la manipulación de los frascos dañe la textura o
firmeza de la jalea. El valor del grado de la pectina se refiere a las libras de azúcar que
gelificará una libra de pectina. La pectina comercial más común es pectina de grado
150, lo que significa que con agua, azúcar para obtener 65 por ciento de sólidos y ácido
para alcanzar el pH óptimo, una libra de pectina producirá una jalea perfecta con 150
libras de azúcar. La pectina de grado 100 es también popular.
Las pectinas son identificadas cada vez con más frecuencia por su grado de metilación
(GM), aunque los términos gelificación lenta y gelificación rápida todavía son
ampliamente utilizados en la industria. Gelificación lenta se refiere a una pectina cuyo
GM se encuentra dentro de un rango de 60 a 65, mientras que gelificación rápida se
refiere a pectinas dentro de un rango de GM de 68 a 75.
Las pectinas de gelificación lenta se usan comúnmente para la producción comercial de
jaleas y alcanzan la máxima firmeza a un pH de 3,0 a 3,15. Las pectinas de gelificación
rápida se usan para mermeladas y conservas porque endurecen a temperaturas mayores,
25
antes de que los componentes de fruta floten a la parte superior del frasco, y alcanzan la
máxima firmeza a pH de 3,30 a 3,05.
Los límites superiores para una gelificación exitosa son pH 3,4 y pH 3,6 para pectinas
de gelificación lenta y gelificación rápida respectivamente.
El pH es también crítico en la determinación de la temperatura a la que las jaleas
gelifican. Con las pectinas de gelificación rápida la temperatura de gelificación puede
ser aumentada en aproximadamente 25°F al bajar el pH (haciendo más ácido) de pH 3,3
a pH 3,1. Las pectinas de gelificación lenta generalmente gelifican entre 50° y 60°F por
debajo que las pectinas de gelificación rápida en el rango de pH de 3,0 a 3,25.
Acidificar una jalea con pectina de gelificación lenta de un pH de 3,25 a un pH de 3,0
disminuye la temperatura de gelificación en aproximadamente 50°F.
2.3.6.- Composición de la pectina
La pectina en polvo está compuesta por ácidos urónicos 56%, galactosa 6.5%, arabinosa
5.6% y cantidades mínimas de ramnosa y xilosa.
2.3.6.- Marmitas
Es un sistema de calentamiento indirecto muy utilizado en la industria alimentaria, en
especial para el procesamiento de frutas y hortalizas. Consiste básicamente en una
cámara de calentamiento conocida como camisa o chaqueta de vapor, que rodea el
recipiente donde se coloca el material que se desea calentar.
El calentamiento de puede realizar de dos formas diferentes, una que consiste en hacer
circular el vapor a cierta presión por la cámara de calefacción, en cuyo caso el vapor es
suministrado por una caldera. Esta es denominada marmita de vapor. Otra manera es
26
calentar el agua que se encuentra en la cámara de calefacción por medio de resistencias
eléctricas. Esta es la denominada marmita eléctrica.
Usualmente la marmita tiene forma semiesférica y puede estar provista de agitador
mecánico y un sistema de volteo para facilitar la salida del producto. Se pueden
encontrar dos tipos de marmitas según sea abierta o cerrada. En la abierta el producto es
calentado a presión atmosférica, mientras que en la cerrada se emplea vacío. El uso de
vacío facilita la extracción de aire del producto por procesar y permite hervirlo a
temperaturas menores que las requeridas a presión atmosférica, lo que evita o reduce la
degradación de aquellos componentes del alimento que son sensibles al calor,
favoreciendo la conservación de las características organolépticas y el valor nutritivo de
la materia prima, con lo que se obtienen productos de mejor calidad.
27
CAPITULO III
Metodología
3.1.- Diseño o tipo de investigación
3.1.1.- Laboratorio
La presente investigación es de tipo experimental –no observacional – relacional porque
la investigación planteada experimentó la relación causa – efecto entre las variables y
porque se modifica las variables expuestas con el fin de llegar a ver resultados.
3.2.- Métodos de investigación
Los métodos empleados para la elaboración de la mermelada de kiwi con estevia son los
siguientes:
a) Análisis: Durante el proceso de elaboración de la mermelada de kiwi, baja en
calorías se realizó análisis el cual ayudó a comprobar si la mermelada estuvo en
óptimas condiciones para su consumo.
b) Síntesis: Este método sirvió para realizar conclusiones de la investigación.
También permitió relacionar ciertos parámetros para determinar cual de las
muestras, es la mejor para el consumo de las personas mediante el análisis de la
información recolectada.
c) Estadístico: Este método fue fundamental ya que en la investigación se recolectó
datos experimentales y éstos debieron ser cuantificados para determinar su
significancia estadística, mediante la aplicación del diseño experimental.
28
3.3 Técnicas de investigación
Para esta investigación se recurrió:
3.3.1 Consulta a expertos.
Para el desarrollo de la presente investigación se consulto a la doctora Martínez sobre
los tipos de análisis microbiológicos, Ingeniera Olga Pérez sobre el diseño
experimental, Ingeniero Caisaguano sobre métodos de cuantificación de azucares.
3.3.2. Material bibliográfico y consultas en Internet
La fuente del material bibliográfico fue la biblioteca de Universidad Tecnológica
Equinoccial, revistas y panfletos del Ministerio de Agricultura y ganadería de Santo
Domingo e investigaciones a través del internet a la FAO, INEC, Revista agropecuaria e
Información agroindustrial.
3.3.3. Comprobación de la investigación (trabajo en laboratorio)
La investigación se desarrollo en el laboratorio de química de la Universidad
Tecnológica Equinoccial en la cual se ha realizado análisis físico- químicos y
microbiológicos, así como los diferentes análisis de humedad, cuantificación de
azucares, acidez, pH, ºBrix, estabilidad del producto.
Las técnicas utilizadas para de determinación de estos análisis fueron felhing para la
cuantificación de azucares, la acidez se la determino por medio de titulación o acidez
titulable, el pH se lo determino utilizando el pHmetro y los ºBrix con el Brixometro.
29
Para los análisis físico-químicos se determino cuantificación de minerales, y para el
microbiológico se determino cuantificación de mohos, levaduras, determinación y
cuantificación de echericha coli y salmonella.
3.4.- Desarrollo de la investigación
Esta investigación se realizó en primer lugar la recopilación de la información que se la
puede obtener en la biblioteca de la universidad e internet.
Luego contando con la materia prima que es muy accesible encontrar el mercado local
como es el kiwi y estevia para la elaboración de la mermelada luego se procedió a
realizar sus respectivos análisis en el cual se determino pH, ªBrix y % de acidez
determinando el mejor tratamiento mediante cataciones y diseño experimental.
30
3.4.1 Diagrama de flujo cualitativo de la elaboración de mermelada de kiwi y
estevia baja en calorías
Kg de desecho
Kg kiwi rechazado
Litros de agua
Kg de cascara
Kg de agua
Kg de bagazo
Recepción
Pesado
Pelado
Licuado
Filtrado
Formulación
Selección
Lavado
Estevia, Pectina,
Bicarbonato
Kg agua evaporada
Cocción
Envasado
31
3.4.2. Descripción del diagrama de flujo:
3.4.2.1 Recepción
Esta etapa consiste en la recepción de la materia prima, a la cual se la revisa que este en
óptimas condiciones para su proceso, es decir sin ningún tipo de alteración lo cual
asegure al producto final (mermelada de kiwi con estevia) en buena calidad. El tiempo
de recepción del kiwi debe ser de máximo 15 minutos a una temperatura de 25°C para
evitar daños en la fruta.
3.4.2.2 Selección
Se realiza una selección de las frutas maduras, libre de golpes o dañadas a una
temperatura de 25 °C.
3.4.2.3 Pesado
En esta etapa se pesa la materia prima (kiwi y estevia) para un control para determinar
el rendimiento del producto.
3.4.2.4 Lavado
Lavar el kiwi con el fin de eliminar materiales extraños como: palos, hojas.
La cantidad de agua que se utiliza en este proceso es en relación 1 a 2, lo que significa 1
Kg de kiwi se lava en 2 kg de agua.
3.4.2.5 Pelado
Se retira la cascara del kiwi con ayuda de cuchillos de acero inoxidable para poderlo
licuar.
El tiempo de pelado debe ser rápido y la temperatura debe osilar entre 25 a 26 °C.
32
3.4.2.6 Licuado
Se coloca el kiwi en la licuadora y se procede a licuar con la adición de una determinada
cantidad de agua. El tiempo del licuado debe de cómo máximo de 40 segundos para
evitar que la semilla se triture y expulse un sabor amargo al jugo.
3.4.2.7 Filtrado
Se filtra el producto con ayuda de un cedazo para eliminar las partes sólidas tales como
semillas y obtener una pulpa mucho mas clara y libre de sólidos que pueden darle una
mala textura al producto final.
3.4.2.8 Formulación y evaporación
Por medio de un diseño experimental se determinó el mejor porcentaje de estevia,
pectina y
bicarbonato.
Estos parámetro permiten un mejor aprovechamiento de los indicadores tales como pH,
º Brix y % de Acidez.
Se somete a cocción hasta los 65 º Brix (optimo en mermeladas).
3.4.2.9 Envasado
Se procede a envasar en frascos de vidrio para su almacenado y su comercialización.
El envasado se lo realiza a los 15 minutos luego de la finalización de la evaporación
para que la temperatura del producto descienda hasta los 50 °C para poder manipular de
mejor forma.
33
3.4.3 Diagrama de flujo cuantitativo en la elaboración de mermelada de kiwi con
10kg de kiwi 0.18 kg desecho
9.82 kg de kiwi bueno
0.18kg rechazad
9.6 kg de kiwi
9.6 kg de kiwi pesado
20 litros de agua 20 litros de agua
9.427 kg de kiwi lavado
2.922 kg de cascara
Recepción
Pesado
Pelado
Selección
Lavado
34
6.505 kg de pulpa de kiwi
0.76 kg agua
7.26 kg de jugo de fruta
0.7 Kg de bagazo
Y semilla
6.56 kg de jugo de fruta
Estevia 0.17049 kg
Pectina 0.00028 kg
6.736 kg de mezcla Bicarbona 0.02842 kg
5.166 kg agua Hasta 65º Brix
Evaporada
1.57kg de mermelada
Envases de vidrio
Licuado
Filtrado
Formulación
Cocción
Envasado
35
3.4.5 Diseño experimental
En la presente investigación re realizaron 18 tratamientos para ello se requirió del
diseño experimental DBCA (diseño de bloques completo al azar) con arreglo factorial
AXBXC con dos replicas.
3.5 Condiciones de prueba
3.5. 1. Variables:
3.5.1.1.- Variables independientes:
A= Estevia 1 %
2%
3%
B= Pectina 0.05%
0.10%
C= Bicarbonato sódico 0.5 %
1%
1.5%
3.5.1.2.- Variable dependiente
El poder calórico que va a tener el producto.
PH = pH metro
º Brix = refractómetro o brixometro
Acidez = titulación ( ACIDO CITRICO )
36
3.5.2.- Indicadores y combinaciones
A= % de estevia
B= % de pectina
C= % de bicarbonato
A B C
A1B1C1 1 0.05 0.5
A1B2C1 1 0.10 0.5
A1B1C2 1 0.05 1.0
A1B2C2 1 0.10 1.0
A1B1C3 1 0.05 1.5
A1B2C3 1 0.10 1.5
A2B1C1 2 0.05 0.5
A2B2C1 2 0.10 0.5
A2B1C2 2 0.05 1.0
A2B2C2 2 0.10 1.0
A2B1C3 2 0.05 1.5
A2B2C3 2 0.10 1.5
A3B1C1 3 0.05 0.5
A3B2C1 3 0.10 0.5
A3B1C2 3 0.05 1.0
A3B2C2 3 0.10 1.0
A3B1C3 3 0.05 1.5
A3B2C3 3 0.10 1.5
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
37
3.5.3.- Interacciones
PH ºBrix % Acidez
I II I II I II
A1B1C1 4.08 4.06 61 63 1. 68 1.60
A1B2C1 4.30 4.25 65.6 64 1.58 1.54
A1B1C2 4.38 4.42 60.2 64 1.89 1.87
A1B2C2 4.60 4.51 61 61 1.17 1.20
A1B1C3 4.86 4.76 62 63 1.89 1.52
A1B2C3 4.91 4.71 64 64 1.22 1.19
A2B1C1 4.60 4.70 65 64 1.99 1.86
A2B2C1 4.51 4.67 65 60 1.89 1.89
A2B1C2 4.80 4.61 60 61 1.79 1.78
A2B2C2 4.71 4.60 62 63 1.89 1.89
A2B1C3 4.92 4.86 63 64 1.79 1.77
A2B2C3 4.97 5.01 66 65 1.94 1.94
A3B1C1 4.85 5.00 61 65 1.02 1.07
A3B2C1 4.14 4.26 65.4 63 1.17 1.16
A3B1C2 4.07 4.17 62.7 62 1.30 1.30
A3B2C2 4.01 3.91 61.5 64 1.34 1.32
A3B1C3 4.19 4.26 61.6 63 1.40 1.39
A3B2C3 4.25 4.19 63.4 62 1.40 1.38
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
38
3.5.4. Análisis de la varianza para pH
Variable N R² R²Aj CV
pH 36 0,97 0,94 1,7
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III)
F.V. SC gl CM F Valor p
Modelo 3,58 18 0,20 31,50 <0,0001
REP 0,00 1 0,00 0,18 0,6802ns
Estevia 1,34 2 0,67 106,02 <0,0001**
Pectina 0,03 1 0,03 5,13 0,0369*
Bicarb. 0,45 2 0,22 35,42 <0,000 **
Estevia*Pectina 0,27 2 0,14 21,76 <0,0001**
Estevia*Bicarb. 1,16 4 0,29 45,90 <0,0001**
Pectina*Bicarb. 0,08 2 0,04 6,63 0,0074**
Estevia*Pectina*Bicar. 0,24 4 0,06 9,59 0,0003**
Error 0,11 17 0,01
Total 3,69 35
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
3.5.4.1. Discusión de los resultados del análisis de pH
Del análisis de la tabla de ADEVA al 5 % para el tratamiento pH se deduce que todas
las variables e interacciones son altamente significativas por lo cual se rechaza la
hipótesis nula de igualdad de tratamiento y se acepta la hipótesis alternativa que dice
que al variar el porcentaje de estevia, pectina y bicarbonato se producirá cambios en
el pH de la mermelada de Kiwi.
39
Las repeticiones no son significados esto indica que existe control en las
condiciones de manejo en el momento de replicar el ensayo. El coeficiente de
variación general de todo el experimento es de 1,77%, valor aceptado como muy
bueno para condiciones de Laboratorio
3.5.4.2. Prueba de tukey para el análisis de pH
Prueba de tukey para la variable estevia
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,08324
Error: 0,0063 gl: 17
Estevia Medias n
3,00 4,28 12 A
1,00 4,49 12 B
2,00 4,75 12 C
Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
40
Al haber diferencias altamente significativas entre los niveles del factor % de estevia
se realiza la prueba de significación de Tukey al 5%. En el primer rango se encuentra
3% de estevia con un promedio de pH 4,28, en el segundo rango el 1% de estevia con
un pH de 4,49 y en el tercer rango se tiene 2% de estevia con una media de de pH
4.75.
3.5.4.3.- Prueba de tukey para la variable % de pectina
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,05590
Error: 0,0063 gl: 17
Pectina Medias n
2,00 4,47 18 A
1,00 4,53 18 B
Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
Al haber diferencias altamente significativas entre los niveles del factor % de pectina
se realiza la prueba de significación de Tukey al 5%. En el primer rango se encuentra
0,10% de pectina con un promedio de pH 4,47 en el segundo rango el 0,05% de
pectina con un pH de 4,53.
3.5.4.4. Prueba de tukey para la variable % de bicarbonato
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,08324
Error: 0,0063 gl: 17
Bicarb. Medias n
2,00 4,40 12 A
1,00 4,45 12 A
3,00 4,66 12 B
40
Al haber diferencias altamente significativas entre los niveles del factor % de
bicarbonato se realiza la prueba de significación de Tukey al 5%. En esta prueba se
obtiene dos rangos de significación. En el primer rango se encuentra 1,0% de
Bicarbonato con un promedio de pH 4,40 este tratamiento es igual que utilizar 0,5%
de bicarbonato con un promedio de 4,45 de pH, en el segundo rango esta 1,5% de
bicarbonato con un promedio de 4,66 de pH.
3.5.4.5. Prueba de tukey para la interacción de tukey para la integración, % de
estevia x % de pectina
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,14679
Error: 0,0063 gl: 17
Estevia Pectina Medias n
3,00 2,00 4,13 6 A
3,00 1,00 4,42 6 B
1,00 1,00 4,43 6 B
41
1,00 2,00 4,55 6 B
2,00 2,00 4,75 6 C
2,00 1,00 4,75 6 C
Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
En esta interacción el mejor tratamiento se obtiene con 3% de estevia y 0,10% de
pectina con un promedio de 4,13 de pH valor más cercano al recomendado para
mermeladas.
3.5.4.6. Prueba de tukey para la interacción % estevia x % bicarbonato
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,19834
Error: 0,0063 gl: 17
Estevia Bicarb. Medias n
3,00 2,00 4,04 4 A
1,00 1,00 4,17 4 A
3,00 3,00 4,22 4 A
1,00 2,00 4,48 4 B
3,00 1,00 4,56 4 B C
2,00 1,00 4,62 4 B C D
2,00 2,00 4,68 4 C D
1,00 3,00 4,81 4 D E
2,00 3,00 4,94 4 E
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
42
En la prueba de Tukey al 5% para esta interacción se observa que el mejor tratamiento
se obtiene con 3% de estevia y 1% de Bicarbonato con un promedio de 4,04 de pH
3.5.4.7. Prueba de tukey para la interacción % de pectina x % bicarbonato
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,14679
Error: 0,0063 gl: 17
Pectina Bicarb. Medias n
2,00 1,00 4,36 6 A
2,00 2,00 4,39 6 A
1,00 2,00 4,41 6 A B
1,00 1,00 4,55 6 B C
1,00 3,00 4,64 6 C
2,00 3,00 4,67 6 C
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
Para el caso de esta interacción se obtiene que el mejor tratamiento se alcanza con
0,10% de pectina y o,5% de bicarbonato con una media de 4,36 de pH
3.5.4.8. Prueba de tukey para la interacción % de estevia x % de pectina x%
bicarbonato
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,32225
Error: 0,0063 gl: 17
Estevia Pectina Bicarb. Medias n
3,00 2,00 2,00 3,96 2 A
43
1,00 1,00 1,00 4,07 2 A
3,00 1,00 2,00 4,12 2 A B
3,00 2,00 1,00 4,20 2 A B
3,00 2,00 3,00 4,22 2 A B
3,00 1,00 3,00 4,23 2 A B
1,00 2,00 1,00 4,28 2 A B C
1,00 1,00 2,00 4,40 2 B C D
1,00 2,00 2,00 4,56 2 C D E
2,00 2,00 1,00 4,59 2 C D E F
2,00 1,00 1,00 4,65 2 D E F G
2,00 2,00 2,00 4,66 2 D E F G
2,00 1,00 2,00 4,71 2 D E F G
H
1,00 1,00 3,00 4,81 2 E F G
H
1,00 2,00 3,00 4,81 2 E F G
H
2,00 1,00 3,00 4,89 2 F G
H
3,00 1,00 1,00 4,93 2 G
H
2,00 2,00 3,00 4,99 2
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
En la prueba de Tukey al 5% de esta interacción se observa que el mejor tratamiento se
logra al utilizar 3% de estevia o,10% de pectina y 1% de bicarbonato con un promedio
de 3,96 de pH valor que se encuentra dentro los parámetros para la elaboración de
mermelada y se especifica en la norma NTC-285
3.5.4.9. Tabla de adeva para la variable % de acidez
44
Variable N R² R²Aj CV
%acidez 36 0,98 0,96 4,16
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III)
F.V. SC gl CM F Valor p
Modelo 3,19 18 0,18 42,34 <0,0001
REP 0,01 1 0,01 3,07 0,0978 NS
Estevia 2,16 2 1,08 257,44 <0,0001 **
Pectina 0,09 1 0,09 21,50 0,0002 **
Bicarb. 0,01 2 0,00 0,79 0,4719 *
Estevia*Pectina 0,48 2 0,24 56,92 <0,0001 **
Estevia*Bicarb. 0,22 4 0,06 13,31 <0,0001 **
Pectina*Bicarb. 0,05 2 0,03 6,48 0,0081 **
Estevia*Pectina*Bicar.. 0,17 4 0,04 10,27 0,0002**
Error 0,07 17 0,00
Total 3,26 35
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
Del análisis de la tabla de ADEVA al 5 % para la variable % de acidez se deduce que
todas las variables e interacciones son altamente significativas por lo cual se rechaza
la hipótesis nula de igualdad de tratamiento y se acepta la hipótesis alternativa que dice
que al variar el % de estevia, %de pectina y % de bicarbonato va a producir
cambios en el % de acidez de la mermelada de Kiwi.
3.5.4.10. Prueba de tukey para la variable estevia
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,06776
Error: 0,0042 gl: 17
45
Estevia Medias n
3,00 1,27 12 A
1,00 1,53 12 B
2,00 1,87 12 C
Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
3.5.4.11. Prueba de tukey para la variable % de pectina
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,04550
Error: 0,0042 gl: 17
Pectina Medias n
2,00 1,51 18 A
1,00 1,61 18 B
Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
3.5.4.12. Prueba de tukey para la variables % de bicarbonato
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,06776
Error: 0,0042 gl: 17
Bicarb. Medias n
1,00 1,54 12 A
2,00 1,56 12 B
3,00 1,57 12 B
Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
46
Al haber diferencias altamente significativas entre los niveles del factor % de
bicarbonato se realiza la prueba de significación de Tukey al 5%. En esta prueba se
obtiene dos rangos de significación. En el primer rango se encuentra 0,5% de
Bicarbonato con un promedio de 1,54% de acidez, en el segundo rango se encuentra
con 0,10% de bicarbonato con un promedio de 1,56% de acidez, este tratamiento es
igual que utilizar 1,5% de bicarbonato con un promedio de 1,57% de acidez.
3.5.4.13. Prueba de tukey para la interacción % de estevia x % de pectina
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,11949
Error: 0,0042 gl: 17
Estevia Pectina Medias n
3,00 1,00 1,25 6 A
3,00 2,00 1,30 6 A
1,00 2,00 1,32 6 A
1,00 1,00 1,74 6 B
2,00 1,00 1,83 6 B C
2,00 2,00 1,91 6 C
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
3.5.4.14. Prueba de tukey para la interacción % de estevia x % de bicarbonato
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,16145
Error: 0,0042 gl: 17
Estevia Bicarb. Medias n
3,00 1,00 1,11 4 A
3,00 2,00 1,32 4 B
47
3,00 3,00 1,39 4 B C
1,00 3,00 1,46 4 B C D
1,00 2,00 1,53 4 C D
1,00 1,00 1,60 4 D
2,00 2,00 1,84 4 E
2,00 3,00 1,86 4 E
2,00 1,00 1,91 4 E
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
En la prueba de Tukey al 5% para esta interacción se observa que el mejor tratamiento
se obtiene con 3% de estevia y 1% de Bicarbonato con un promedio de 1,11% de
acidez.
3.5.4.15. Prueba de tukey para la variable % de pectina x % de bicarbonato
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,11949
Error: 0,0042 gl: 17
Pectina Bicarb. Medias n
2,00 2,00 1,47 6 A
2,00 3,00 1,51 6 A B
1,00 1,00 1,54 6 A B C
2,00 1,00 1,54 6 A B C
1,00 3,00 1,63 6 B C
1,00 2,00 1,66 6 C
Para el caso de esta interacción se obtiene que el mejor tratamiento se alcanza con
0,10% de pectina y 1% de bicarbonato con una media de 1,47% de acidez
48
3.5.4.16. Prueba de tukey para la interacción % de estevia x % pectina x %
bicarbonato
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,26231
Error: 0,0042 gl: 17
Estevia Pectina Bicarb. Medias n
3,00 1,00 1,00 1,05 2 A
3,00 2,00 1,00 1,17 2 A B
1,00 2,00 2,00 1,19 2 A B
1,00 2,00 3,00 1,21 2 A B
3,00 1,00 2,00 1,30 2 A B C
3,00 2,00 2,00 1,33 2 B C
3,00 2,00 3,00 1,39 2 B C D
3,00 1,00 3,00 1,40 2 B C D
1,00 2,00 1,00 1,56 2 C D E
1,00 1,00 1,00 1,64 2 D E F
1,00 1,00 3,00 1,71 2 E F G
2,00 1,00 3,00 1,78 2 E F G
2,00 1,00 2,00 1,79 2 E F G
1,00 1,00 2,00 1,88 2 F G
2,00 2,00 2,00 1,89 2 F G
2,00 2,00 1,00 1,89 2 F G
2,00 1,00 1,00 1,93 2 G
2,00 2,00 3,00 1,94 2 G
En la prueba de Tukey al 5% de esta interacción se observa que el mejor tratamiento se
logra al utilizar 3% de estevia o,10% de pectina y 1% de bicarbonato con un promedio
49
de 1,17% de acidez valor que se encuentra dentro los parámetros para la elaboración de
mermeladas y se especifica en la norma NTC-285
3.5.4.17. Tabla de adeva para la variable ºBrix
Variable N R² R²Aj CV
Brix 36 0,58 0,13 2,48
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III)
F.V. SC gl CM F Valor p
Modelo 56,40 18 3,13 1,29 0,3029
REP 0,36 1 0,36 0,15 0,7052 ns
Estevia 1,70 2 0,85 0,35 0,7106 ns
Pectina 6,59 1 6,59 2,71 0,1182 ns
Bicarb. 18,24 2 9,12 3,75 0,0448 *
Estevia*Pectina 0,24 2 0,12 0,05 0,9516 ns
Estevia*Bicarb. 8,79 4 2,20 0,90 0,4838 ns
Pectina*Bicarb. 0,90 2 0,45 0,18 0,8335 ns
Estevia*Pectina*Bicar.. 19,58 4 4,90 2,01 0,1382ns
Error 41,35 17 2,43
Total 97,75 35
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
Del análisis de la tabla de ADEVA al 5 % para la variable ºbrix se deduce que todas
las variables e interacciones no son significativas por lo cual se acepta la hipótesis
nula de igualdad de tratamiento y se rechaza a la hipótesis alternativa en dice que al
variar el % de estevia, %de pectina y % de bicarbonato va a producir cambios en el
los ºbrix de la mermelada de Kiwi.
Con excepción del bicarbonato que es significativo es decir que va cambiar los º brix
de la mermelada.
50
Las repeticiones no son significados esto indica que existe control en las
condiciones de manejo en el momento de replicar el ensayo .
El coeficiente de variación general de todo el experimento es de 2,48%, valor
aceptado como muy bueno para condiciones de Laboratorio
3.5.4.18. Prueba de tukey para la variable % de bicarbonato
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 1,63339
Error: 2,4324 gl: 17
Bicarb. Medias n
2,00 61,95 12 A
3,00 63,42 12 B
1,00 63,50 12 B
Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
Al haber diferencias altamente significativas entre los niveles del factor % de
bicarbonato se realiza la prueba de significación de Tukey al 5%. En esta prueba se
obtiene dos rangos de significación. En el primer rango se encuentra 0,5% de
Bicarbonato con un promedio de 63,50º brix, en el segundo rango se encuentra con
1,5% de bicarbonato con un promedio de 63,42ºbrix, este tratamiento es igual que
utilizar 1,0% de bicarbonato con un promedio de 61,95ºbrix.
3.5.4.19. Tabla de medias para la interacción % de estevia x % de pectina x %
bicarbonato
Estevia Pectina Bicarb. Medias n
2,00 1,00 2,00 60,50 2
1,00 2,00 2,00 61,00 2
1,00 1,00 1,00 62,00 2
51
1,00 1,00 2,00 62,10 2
3,00 1,00 3,00 62,30 2
3,00 1,00 2,00 62,35 2
2,00 2,00 1,00 62,50 2
1,00 1,00 3,00 62,50 2
3,00 2,00 3,00 62,70 2
3,00 2,00 2,00 62,75 2
3,00 1,00 1,00 63,00 2
2,00 2,00 2,00 63,00 2
2,00 1,00 3,00 63,50 2
1,00 2,00 3,00 64,00 2
3,00 2,00 1,00 64,20 2
2,00 1,00 1,00 64,50 2
1,00 2,00 1,00 64,80 2
2,00 2,00 3,00 65,50 2
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
De la tabla de medias se obtiene que el mejor tratamiento para la elaboración de
mermeladas es 3% de estevia, 0,10% de pectina, o,5% de bicarbonato tratamiento en el
cual se alcanza un promedio de 64.20ºBrix dando contextura de mermelada.
3.6. Control de calidad de la mermelada de kiwi
3.6.1. Análisis físicos - químico
3.6.1.1. pH
Para medir el pH del producto se recurrió a la utilización del pHmetro
52
3.6.1.2. Acidez
Para medir la acidez de la mermelada de kiwi con estevia se recurrió a la metodología
de la titulación.
3.6.1.3. º Brix
Se utilizo el Brixometro con el cual se procedió a medir los grados Brix el cual nos dio
de 64º Brix
3.6.2. Análisis bromatológico
Humedad.- Se utilizo la técnica de secado en estufa.
Grasa.- Extracto etéreo 0.01 % de grasa
Proteína.- Para esta investigación se utilizó el método de Kyeldhal.
Ceniza .- Para realizar este análisis se utilizo la mufla.
3.6.3. Análisis Microbiológico
Los análisis a realizarse determinaran bacterias totales, coliformes fecales, estafilococus
y recuento de mohos y levaduras.
3.6.4. Análisis de minerales
Se determina minerales en muestra seca: N, Na, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, Zn, Mn .
53
CAPITULO IV
4.1. Cálculos, resultados y discusiones
4.1.1. Análisis de las encuestas
4.1.1.1. Tabulación y grafica de la información de las encuestas
En los siguientes cuadros se puede apreciar los resultados de las encuestas en base al
color, olor, sabor y aceptabilidad de la mermelada de kiwi con estevia baja en calorías.
4.1.1.1.1Olor
Puntuaciones del olor de la mermelada de kiwi con estevia
DIAGNÓSTICO M1 M2 M3
1.- Desagradable 4 0 4
2.- Aceptable 28 22 26
3.- Agradable 40 42 36
4.- Muy Agradable 8 16 14
-------- -------- ---------
80 80 80
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
54
4.1.1.1.1.1. Resultado estadístico sobre el olor de la mermelada de kiwi con estevia
OLOR
0
10
20
30
40
50
60
Muestra 1 muestra 2 muestra 3
Desagradable
Aceptable
Agradable
Muy Agradable
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
Análisis del grafico
La mejor alternativa de las encuestas de la mermelada de kiwi baja en calorías para el
olor, se concluye como agradable, en el caso de la formulación 2 la cual contiene el 3 %
de estevia, el 0.05% de pectina y el 0.5% de bicarbonato sódico, debido a que posee
mayor aceptación para el consumo.
55
4.1.1.1.2. Color
Puntuaciones de color para la mermelada de kiwi con estevia
DIAGNÓSTICO M1 M2 M3
1.- Desagradable 22 0 8
2.- Aceptable 40 12 20
3.- Agradable 18 44 32
4.- Muy Agradable 0 24 20
-------- -------- ---------
80 80 80
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
4.1.1.1.2.1. Resultado estadístico sobre el color de la mermelada de kiwi con estevia
COLOR
0
10
20
30
40
50
60
Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3
Desagradable
Aceptable
Agradable
Muy agradable
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
56
Análisis del grafico
La mejor alternativa de las encuestas de la mermelada de kiwi con estevia en cuanto al
color se concluye como agradable, en el caso de la formulación 2 es decir 3% de
estevia, 0.05% de pectina y 0.5% de bicarbonato sódico, debido a que posee mayor
aceptación para el consumo
4.1.1.1.3. Sabor
Puntuaciones de sabor de la mermelada de kiwi con estevia
DIAGNOSTICO M1 M2 M3
1.- Desagradable 22 0 28
2.- Aceptable 28 16 32
3.- Agradable 26 42 18
4.- Muy Agradable 4 22 2
-------- -------- ---------
80 80 80
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
57
4.1.1.1.3.1. Resultado estadístico sobre el sabor de la mermelada de kiwi con
estevia
0
10
20
30
40
50
60
Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3
Desagradable
Aceptable
Agradable
Muy Agradable
Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009
Análisis del grafico
La mejor alternativa de las encuestas de la mermelada de kiwi con estevia en cuanto al
sabor se concluye como agradable, en el caso de la formulación 2 es decir 3% de
estevia, 0.05% de pectina y 0.5% de bicarbonato sódico, debido a que posee mayor
aceptación para el consumo
58
4.1.1.1.4. Aceptabilidad
Puntuaciones de la aceptabilidad de la mermelada de kiwi con estevia
DIAGNOSTICO M1 M2 M3
1.- Desagradable 20 0 14
2.- Aceptable 48 18 38
3.- Agradable 12 44 26
4.- Muy Agradable 0 18 2
-------- -------- ---------
80 80 80
4.1.1.1.4.1. Resultados estadísticos sobre la aceptabilidad de la mermelada de kiwi
con estevia
0
10
20
30
40
50
60
1er trim. 2do trim. 3er trim.
Desagradable
Aceptable
Agradable
Muy agradable
FUENTE: Michael Ribadeneira, 2010
59
Análisis del grafico
La mejor alternativa de las encuestas de la mermelada de kiwi con estevia en cuanto a la
aceptabilidad es agradable, en el caso de la formulación 2 es decir 3% de estevia, 0.05%
de pectina y 0.5% de bicarbonato sódico, debido a que posee mayor aceptación para el
consumo.
4.2. Elección del mejor tratamiento
Para establecer el mejor tratamiento de la presente investigación se realizó el diseño
experimental con arreglo factorial AxBxC mediante la cual se demuestra tres
tratamientos con valores acordes a los requeridos de esta investigación, en este sentido
realizamos pruebas de degustación para determinar el mejor tratamiento, estableciendo
al tratamiento 2 A3B1C1 ( 3% estevia, 0.05% pectina, 0.5% bicarbonato sódico).
4.3. Resultados de control de calidad de la mermelada de kiwi
4.3.1. Análisis físico- Químico
3.3.1.1. pH
El pH del mejor tratamiento A3B1C1 fue de 4.8 que es un rango optimo en mermeladas
3.6.1.2. Acidez
La acidez fue determinada por titulación dando como resultado 1.02 en la primera
repetición y 1.07 en la segunda repetición.
3.6.1.3. º Brix
Los grados Brix de el producto fue de 61º Brix en la primera repetición y 65 º Brix en la
segunda repetición, alcanzando así los º Brix óptimos para mermeladas.
60
4.3.2. Análisis bromatológico y de minerales
61
4.3.3. Análisis microbiológico
62
4.3.3.1. Discusión de los análisis del control de calidad
De acuerdo a los análisis realizados a la mermelada de kiwi baja en calorías con estevia
como edulcorante natural, se deduce que el producto es apto para el consumo humano,
cumpliendo con los parámetros de higiene ya que existe ausencia de bacterias
patógenas y cumpliendo con los estándares de los parámetros que están dentro de la
norma NTC-285.
4.4. FICHA DE ESTABILIDAD
4.4.1. Discusión de la ficha de estabilidad
De acuerdo a los análisis se puede determinar que la mermelada de kiwi con estevia es
estable y apta para el consumo hasta los seis meses después de haberla elaborado ya que
hasta esta fecha el producto conserva sus características organolépticas, de higiene sin
presencia de microorganismos nocivos o patógenos y características nutricionales
propias del producto, luego de esta fecha el producto comienza a deteriorarse con la
aparición de moho en la parte superior del frasco.
63
65
4.5 Balance de masa para la elaboracion de mermelada de kiwi endulzada
con estevia
4.5.1 Balance en la selección
A = 10kg de Kiwi
A1= 13,5% Solidos
Totales
A2= 86,5% Agua
SELECCIÓN
B= 0,4kg kiwi malo
B1 = 14% de solidos totales
B2 = 86% de agua
C = kiwi bueno
C1= 13,48% Solidos Totales
C2= 86,52% Agua
4.5.1.1 Balance General
A = B + C
C = A - B
C = 10 - 0,4
C = 9,6 kg de kiwi bueno
4.5.1.2 Balance parcial de solidos totales
9,6(x) = 10(0,135) - 0,4(0,14)
9,6(x) = 1,35 - 0,056
x = 1,294/9,6
x = 13,48% de solidos totales
4.5.2 Balance en el lavado
C = 9,6Kg. kiwi bueno
C1= 13,48% Solidos Totales
C2= 86,52% Agua
D = 19,2kg Agua LAVADO E= 19,3728kg Suciedad
D1=0% Solidos T.
E1=0,89% Solidos T.
D2= 100%Agua
66
F = kiwi
F1= 11,85% Solidos Totales
F2= 88,15% Agua
4.5.2.1 Balance General
C +D - E = F
F = 9,6 + 19,2 - 19,3728
F = 9,4272kg de kiwi limpio
4.5.2.2 Balance de solidos totales
C +D - E = F
9,6(0,1348) + 19,2(0) - 19,3728(0,0089) = 9,4272(x)
1,29 - 0,172 = 9,4272(x)
x = 1,12/9,4272
x = 11,85% de solidos totales
4.5.3 Balance en el pelado
F = 9,4272Kg.kiwi bueno
F1= 11,85% Solidos Totales
F2= 88,15% Agua
PELADO
G = 2,922kg bagazo
G1 = 11%S.T
G2 = 89% Agua
H = Pulpa de kiwi
H1=% Solidos Totales
H2=% Agua
Balance General
F - G = H
H = 9,4272 - 2,922
H = 6,505kg de pulpa de kiwi
4.5.3.1 Balance de sólidos totales
6,505(x) = 9,4272(0,1185) - 2,922(0,11)
x = 1,117 - 0,321/6,505
x = 0,796 / 6,505 x = 12,23% de solidos totales
67
4.5.4 Balance en la formulación
H = 6,505Kg. Pulpa de kiwi
H1= 12,23%Solidos totales
H
2= 87,77% de Agua
I = 0,195kg DE Stevia
I1 = 92% de ST
I2 = 0,8% de agua
FORMULACION
J = 0,0163kg De pectina
J1 = 97% de ST
J2 = 0,3 % de agua L = Mermelada de kiwi
K = 0,0195kg A. cítrico L1 = 11,93% de solidos totales
K1 =97% ST
L2 = 88,07% de H2O
K2 = 0,3% de agua
4.5.4.1 Balance general
H + I + J + K = L
6,505 + 0,195 + 0,0163 + 0,0195 = L
L = 6,736kg de mezcla de kiwi
4.5.4.2 Balance de solidos totales
H + I + J + K = L
6,505(0,1223) + 0,195(0,92) + 0,0163(0,97) + 0,0195(0,97) = 6,736(x)
(x) 6,736 = 0,796 + 0,189 + 0,0158 + 0,0189
x = 1,0197/6,736 x = 15,14% de solidos totales
68
4.5.5 Balance en la concentración
L = 6,736Kg. Mezcla de Kiwi
L1= 15,14% Solidos Totales
L2= 84,86% Agua
EVAPORACION
M = 5,166 Kg de Agua
M1 = 0% de solidos totales
M2 = 100% de agua
N = Mermelada de kiwi
N1=% Solidos Totales
N2=% Agua
Balance General
L - M = N
6,736kg - 5,166kg = N
N = 1,57kg 4.5.5.1 Balance de solidos totales
6,736(0,1514) - 5,166(0) = 1,57 (x)
x = 1,02/1,57
x = 65% de solidos totales
4.5.6 Balance de materia en el envasado
N = 1.57 Kg Mermelada de Kiwi
51.57 Kg de Mermelada de kiwi
Balance general
N = O
1.57 kg = 1.57 kg de mermelada
Se necesita 6 frascos de vidrio de 275 gramos para envasar 1.57 Kg
4.6 Balance de energia en la pasteurizacion del jugo
69
Q3
Q1
Q6
Q4
Q4
Q5
Q2
Q1 = CALOR DE LA PARED VERTICAL
Q2 = CALOR DE LA PARED HORIZONTAL INFERIOR
Q3 = CALOR DE LA PARED HORIZONTAL SUPERIOR
Q4 = CALOR DEL PRODUCTO
4.6.1 Q del equipo
V = 108V
I = 7,1 Amp
P = 766,8 W
Q1 = h x A x (DT)
DATOS DEL AIRE
28 °C - °T DEL AMBIENTE
Prant = 0,708
Densidad = 1,1774 Kg/m3
Cp = 1,0057 KJ/Kg°C
K = 0,02624 W/m°C
Viscosidad = 1,983E-05 Pascal . S
70
Diametro = 0,27 M
Longitud = 0,22 M
Area = 0,169 m2
Tf = 54 °C
g = 9,8 m/s2
T= 28 °C
Ts = 80 °C
Nu =
C(Gr x
Pr)n
Gr = gß(Ts - T) r2 x L3
m2
Gr = 354247127
Gr x Pr = 250806966
Log10(Gr Pr) = 8,40
Log10(Nu) = 1,7
Nu.= 50,12
h = Nu x K
D
h = 4,87 W/m2°C
Q = h x A x (T1 - T2)
Q1 = 42,89 W
Q2 = h x A x (T1 - T2)
DATOS DEL AIRE
71
25 °C - °T DEL AMBIENTE
Prant = 0,708
Densidad = 1,1774 Kg/m3
Cp = 1,0057 KJ/Kg°C
K = 0,02624 W/m°C
Viscosidad = 1,983E-05 Pascal . S
Diametro = 0,22 m
Longitud = 0,3 m
Area = 0,0380
Tf = 69 °C
g = 9,8 m/s2
T= 28 °C
Ts = 110 °C
Nu = 0,14(GrPr)^0,333
Gr = gß(Ts - T) r2 x L3
m2
Gr = 1,109E+09
Gr x Pr = 784856924
Nu.= 128,2606
h = Nu x K
D
h = 15,30 W/m2°C
Q = h x A x (T1 - T2)
Q2 = 47,69 W
Q3 = h x A x (T1 - T2)
DATOS DEL AIRE
72
28 °C - °T DEL AMBIENTE
Prant = 0,708
Densidad = 1,1774 Kg/m3
Cp = 1,0057 KJ/Kg°C
K = 0,02624 W/m°C
Viscosidad = 1,983E-05 Pascal . S
Diametro = 0,27 m
Longitud = 0,22 m
Area = 0,057 m2
Tf = 64 °C
g = 9,8 m/s2
T= 28 °C
Ts = 100 °C
Nu = 0,14(GrPr)^0,333
Gr = gß(Ts - T) r2 x L3
m2
Gr = 413856018
Gr x Pr = 293010061
Nu.= 92,38
h = Nu x K
D
h = 8,98 W/m2°C
Q = h x A x (T1 - T2)
Q3 = 37,01 W
QT = 127,59 W
Q PRACTICO DEL PRODUCTO
= 639,21 W
73
Q4 = m x Cp X DT
DATOS DEL PRODUCTO
Se trabajo con el 50% de la cantidad obtenida en el balance de materia
CALOR SENSIBLE
masa = 0,785 Kg
Cp = 2,672 KJ/Kg°C
T1 = 110 °C
T2 = 28 °C
Qs = 1,57Kg x 2,672KJ/Kg°C x (110 - 28)°C
Qs = 343,99KJ x 1000J/14400s
Qs = 11,94 W
CALOR LATENTE
masa = 3,368 kg
hfg 110°C = 2230,2 KJ/Kg
Ql = m x Hfg
Ql = 2,583Kg x 2230,2KJ/Kg
Ql = 7511,31 KJ x 1000J/14400s
Ql = 521,62 W
Q4 = Qs + Ql
Q4 = 23,89W + 1067,13W
Q4 = 533,56 W
Eficiencia = Q Teorico x 100
Q
Practico
74
E = 533,56 W x100
639,21 W
E = 83,47 %
4.6.2 Determinacion del coeficiente de transferencia de calor global
Area de los frascos = 0,265 m2
DT = 82 °C
U = Q
A x DT
U = 29,46 W/m2°C
75
4.7 Balance de masa para la elaboracion de mermelada de kiwi endulzada
con estevia
4.7.1 Balance en la selección
A = 100kg de Kiwi
A1= 29,91%
Solidos Totales
A2= 70,09% Agua
SELECCIÓN
B= % kiwi malo
B1 = 29,91% de solidos totales
B2 = 70,09% de agua
C = kiwi bueno
C1= 29,91% Solidos Totales
C2= 70,09% Agua
A = B + C
B = A(0.04)
B =4Kg.
B = 4Kg. kiwi malo
C = A - B
C = 100Kg. - 4Kg.
C = 96Kg. kiwi bueno
4.7.2 Balance en el lavado
C = 96Kg. kiwi bueno
C1= 29,91%
Solidos Totales
C2= 70,09% Agua
D = Agua
LAVADO
E= Suciedad
76
E1=% Solidos T.
E2= %Agua
F = kiwi
F1= 29,91% Solidos Totales
F2= 70,09% Agua
4.7.2.1Balance parcial en el lavado
C +D - E = F
D = 2C
D = 192 Kg Agua
E2 = D
E2 = 192Kg.
4.7.2.2 Balance de la suciedad
E = E1 + E2
E1= C(0,0018)
E1 = 1,728Kg
E = 192 + 1,728
E = 193,728Kg
4.7.2.3 Balance de solidos Totales en el lavado
E + D - E = F
96(0,2991) + 192 (0) - 193,728(0,018) = 94,272(X)
28,7136 + 0 - 1,728 = 94,272(X)
X = 26,9856/94,272
X = 28,62% de solidos totales
77
4.7.3 Balance en el pelado
F = 94,272Kg.kiwi bueno
F1= 28,62%
Solidos Totales
F2= 71,38% Agua
PELADO
G = % bagazo
G1 = 11%S.T 77
G2 = 89% Agua
H = Pulpa de kiwi
H1=% Solidos Totales
H2=% Agua
4.7.3.1 Balance parcial del Bagazo
F - G = H
G = F(0,41)
G = 94,272(0,31)
G = 29,22Kg. Bagazo
4.7.3.1 Balance de solidos totales
65,05(x) = 94,272(0,2862) - 29,22(0,11)
x = 26,98 - 3,21/65,05
x = 23,77 / 65,05
x = 46,4% de solidos totales
H = 65,05 Kg. de pulpa de kiwi
4.7.4 Balance en la formulación
78
H = 65,05Kg. Pulpa de kiwi
H1= 46,4%Solidos totales
53,6% de
Agua
I = 3% DE Stevia
FORMULACION
J = 0,25% De pectina
K = 0,3% A. cítrico
L = Mermelada de kiwi
L1 = 11,93% de solidos totales
L2 = 88,07% de H2O
4.7.4.1 Balance general del
mezclado ral de la formulacion
H + I + J + K = L
4.7.4.2 Balance parcial de la stevia
I = H(0,03)
I = 65,05(0,03)
I = 1,95 Kg de stevia
4.7.4.2 Balance parcial de la Pectina
J = H(0,0025)
J = 65,05(0,0025)
J = 0,163Kg. Pectina
4.7.4.3 Balance parcial del Acido Citrico
K = H(0,003)
K = 65,05(0,003)
K = 0,195Kg. De Acido Citrico
79
4.7.4.4 Balance general
L = H + I + J + K
L = 67,36Kg. De Mezcla
4.7.4.5 Balance Parcial de solidos
H + I + J + K = L
65,05(0,464) + 1,95(0,85) + 0,163(1) + 0,195(1) = 67,36(x)
x = 32,2/67,36
x = 47,8% solidos totales
4.7.5 Balance en la concentracion
L = 67,36Kg.
Mezcla de Kiwi
L1= 47,8% Solidos Totales
L2= 52,2% Agua
79
EVAPORACIÓN
M
= 17,82
Kg de
Agua
N = Mermelada de kiwi
N1=% Solidos Totales
N2=% Agua
4.7.5.1 Balance de solidos totales
L - M = N
67,36kg - 17,82kg = N
N = 49,54kg
80
67,36(0,478) - 17,82(0) = 49,54 (x)
x = 32,2/49,54
x = 65% de solidos totales
U = 29,46 W/m2 °C del producto
masa = 67,36 Kg/h
Q = 14758,85 KJ / 3,6
Q = 4099,68 W
DT = 70 °C
A = Q/ U x DT
A = 1,99 m2
80
4.8. Dimensionamiento de la marmita
4.8.1. Volumen de la marmita
Datos :
V = Volumen 1.15 m
D = Diametro
h = Altura 0.8 m ( asumida )
D²
V = ---------- * π * h
4
V = 1.15 m² ( 1000 lts / hr + 15 % de espacio de cabeza )
1.15 mᶟ x 4
D = √----------------
π * 0.8 m
D = 1.35 m
4.8.2. Calculo del espesor de la placa interna de la marmita
P x D
t = ---------
4 x S
81
De donde :
t = espesor mínimo de la placa en pulgadas.
P = presión interna ( lbf / pulg² )
D = Diámetro medio del reciente en pulg.
S = Valor del esfuerzo de la placa en lbf/ pulg² ( normas API, Tabla UCS – 23 )
20 x 53.15
t = ----------------
4 x 2500
2.54 x 10¯² m 1000 mm
t = 0.11 pulg [---------------------] [-------------------]
1 pulg 1 m
t= 2.8 mm. 3 mm.
4.8.3. Calculo del espesor de la placa externa de la marmita.
2.6 X D x (H – 1) x G + CA
t = ----------------------------
E (21000)
De donde:
CA = margen de corrosión en mm. (1-2 mm. Dependiendo del ambiente circundante )
D = Diámetro interno del tanque en pies.
82
E = Eficiencia de la junta 0.85 cuando es radiografiado por zonas; 0.7 cuando no es
radiografiado.
G = densidad relativa del liquido a almacenar; en ningún caso menor a 1.
H = Altura en pies.
t = Espesor mínimo requerido de la placa en pulgadas.
2.6 x 4.43 ft. x (2.62 ft. – 1 ) x 1.063 + CA
t = -------------------------------------------------
0.7 x 21000
3.048x10¯¹m
t = 1.3x10¯ᶟ ft. [-------------------] = 3.96x10¯⁴ m
1 ft.
t = 3. 96x10¯⁴ m = 0.396 mm. + 2mm (CA) = 2.396 mm. 2.5 mm.
4.8.4. Calculo de la potencia requerida en el agitador de la marmita.
DATOS :
D = Diámetro 0.7 m.
N = Velocidad angular. 6.28 rad/seg. (50 r.p.m)
ᵹ = Densidad 1063 Kg / mᶟ
μ = Viscosidad. 14.5 gr/m x seg. = 0.011 kg/m x seg.
gc = Kg x m/ N x seg²
Calculo de numero de reinolds
D² x N x ᵹ
# Re = -------------------
μ
83
(0.7 m)² x 6.28 rad/seg x 1063 Kg/mᶟ
# Re = -----------------------------------------------------
0.0145 Kg/m x seg.
# Re = 2.25x10⁵
K = 0.32
Potencia requerida
DATOS :
P = potencia.
K = Factor de potencia.
ᵹ = Densidad.
N = Velocidad angular.
D = Diámetro de hélice (asumida en el diseño)
K
P = ------- ( ᵹ x Nᶟ x D⁵)
gc
0.32 6.28 rad
P = [--------------------][1063 Kg/mᶟ] [--------------------]ᶟ [0.38m]⁵
Kgxm/Nxseg² seg
P = 667.54 watts = 0.06675 Kwatts [1.341 HP/1Kwatts] = 0.895 HP.
84
4.8.5. Requerimiento de masa de vapor de agua en la marmita
Q = masa x calor latente de vaporización
102.7265 Kj/s
m = ----------------------------- = 0.04552 Kg/s [3600 s/1 hr] = 164 Kg/hr
2257 Kj/Kg
m =164 lt/hr [1 mᶟ/1000 lt] = 0.164 mᶟ/hr
4.8.6. Calculo de espesor de aislante térmico en la marmita
Datos :
Q
---- ≤ 13.96 w/m²
A
k= 0.036 w/mºC
dt = (28 – 87)ºC = - 59ºC
dx= Espesor del aislante determinado por tanteo.
Q
---- = -k dT/ dx
A
85
Q
---- = [-0.036 w/mºC] -59ºC
A -----------
0.16m
Q
---- = 13.27 w/m² ≤ 13.96 w/m²
A
dx= 0.16m
En la presente investigación se establece que la marmita tendrá las siguientes
dimensiones como se aprecia en el siguiente cuadro: 1.35 m de diámetro interno, 0.8m
de alto, 0.16m de aislante térmico, soporte 0.4m, construida en acero inoxidable AISI
304. Posee una tapa desmontable para la limpieza en la cual descansa el motor de 1 HP
y el moto reductor de 60 r.p.m el cual esta conectado a un agitador de hélice marina de
0.38m de diámetro.
Accesorios: un manómetro de presión, un termómetro para control de la temperatura del
producto y otro para la temperatura del vapor generado por el producto, una válvula de
mediogiro para entrada de vapor de 1 pulg., una válvula de medio giro para entrada de
producto de 1 pulg., una válvula de descarga de aire de 1 pulg., una válvula de salida del
condensado de 1 pulg. y una válvula de seguridad de PSI.
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4.9 Balance de costos:
Tabla Nº 4
Análisis de costos de la mermelada de kiwi con estevia
Materia prima e
insumos Unidad Cantidad
Precio
Unitario Precio Total
Kiwi Kg 100 0,2 20
Estevia Kg 1.7049 0.0166 (gr) 28.416
Pectina Kg 0.028 0.01(gr) 0.28
Bicarbonato Sódico Kg 0.2842 0.1(gr) 2,84
Frascos de vidrio Unid. 51 0,1 5.1
Energía Kw 4 0,1 0,4
Gas Kg. 1,5 0,5 0,75
Movilización 2 2
Subtotal 59.786
Utilidad 50% 29.893
Total costos 89.679
Fuente: Michael Ribadeneira Naranjo. 2010
El costo del producto de 275ml es de 1.76 dólares.
Con el balance de costos podemos determinar que el producto puede ser ser vendido a
un precio similar a la de las demás mermeladas existentes en el mercado con un costo
final de 1.76 dólares.
CAPITULO V
CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUCIONES:
Al finalizar el presente trabajo de investigación se concluye lo siguiente:
Para la elaboración de mermelada de kiwi se debe utilizar fruta en madurez optima,
con textura suave color verde oscuro, olor agradable, sin golpes ni cortes. La estevia
debe ser pura y en polvo, sin humedad, para que la mermelada producida sea de
excelente calidad.
Con la tecnología aplicada en esta investigación se determino que los parámetros
óptimos de elaboración de mermelada es la combinación de tratamientos A3B1C1
que corresponde 3% de estevia, 0.05 de pectina y 0,5% de bicarbonato sódico en
base a la cantidad de fruta.
El tratamiento con mejor aceptación fue la muestra 2 ya que las personas
encuestadas dijeron que la muestra 2 tiene un muy buen sabor, color, olor así lo
determinan las encuestas en sus respectivas degustaciones, esto es un indicativo que
se la puede comercializar sin problema.
Para en control de calidad realizado en la mermelada de kiwi con estevia se
comparó los resultados con lo de la norma norma NTC-285, de lo cual el producto
obtenido cumple con los estándares establecidos.
El tratamiento que contenga mayor porcentaje de estevia fue el que mas agradó en
las degustaciones debido a que tuvo mejor sabor.
Al elaborar la mermelada de kiwi con estevia el rendimiento obtenido fue del
23.75% valor representativo a nivel de frutas exóticas en la elaboración de
mermeladas que es bajo. El rendimiento del producto fue de 23.75%.
Devido que para la elaboración del producto se utilizo estevia que es un edulcorante
natural que se lo puede emplear en la alimentación de personas diabéticas.
Se calculo el diseño de una marmita con capacidad de 100 Kg y sus dimensiones
son: 1.35 m de diámetro interno, 0.8m de alto, 0.16m de aislante térmico, soporte
0.4m, construida en acero inoxidable AISI 304. Posee una tapa desmontable para la
limpieza en la cual descansa el motor de 1 HP y el moto reductor de 60 r.p.m el cual
esta conectado a un agitador de hélice marina de 0.38m de diámetro, un manómetro
de presión, un termómetro para control de la temperatura del producto y otro para la
temperatura del vapor generado por el producto, una válvula de mediogiro para
entrada de vapor de 1 pulg., una válvula de medio giro para entrada de producto de
1 pulg., una válvula de descarga de aire de 1 pulg., una válvula de salida del
condensado de 1 pulg. y una válvula de seguridad de PSI.
5.2. RECOMENDACIONES:
Una vez concluido este tema de investigación se recomienda.
Se debe tener mucho cuidado con la selección de la fruta, por sus características
externas, que no es fácil notar la maduración óptima para su cosecha, la que afectara
en el proceso de elaboración de la mermelada.
Tener en cuenta la temperatura de concentración ya que al adicionar el bicarbonato
sódico tomar un color y olor no deseado, perdiendo así sus características
organolépticas propias del producto.
Al momento de adicionar la estevia debe estar totalmente pulverulenta para evitar
grumos que pueden afectar la textura del producto.
El kiwi debe ser pelado al momento que se vaya hacer la mermelada ya que se oxida
muy rápidamente.
Se debe esterilizar los envases antes de envasar la mermelada ya que puede
contaminarse e influir en la durabilidad y calidad del producto.
Al momento de pesar las cantidades de estevia, pectina y bicarbonato sódico deben
ser exactos para que no influyan en el sabor del producto final.
BIBLIOGRAFIA:
Banchero (1989) Introducción a los Proceso de Ingeniería Química
Cuaterna CIREN – CORFEO 1998
CASP y ABRIL. 2003. Procesos de conservación de los alimentos. Segunda
edición. Editorial Mundi – Prensa España.
CLAIR. J. Batty. (1990). Fundamentos de la Ingeniería de los Alimentos.
Editorial Acribia. España.
Ciren corfo 1988. Manual del cultivo de kiwi
Church “Fundamentos de nutrición y alimentación de animales
Folleto Manuel Astudillo C. 2002 Estudio de la estevia en chile
Hernandez .A. 1998 Produccion de kiwi
LOMAS, María del Carmen. 2002. Introducción al cálculo de los procesos
tecnológicos de los alimentos. Editorial acribio. 1º edición. España.
Perry J, Manual del Ingeniero Químico
TIPPENS, Paúl. 1991. Física, Conceptos y aplicaciones. Mc GRAN Hill. 3º
edición. México.
TORO, C. & VILLANUEVA, G. 2003. Utilización de harina de morera en la
utilización de pollos de carne. Tesis de Ing. Agrop. UTEQ. Quevedo-Los Ríos.
Zuccherelli 1994 Ingerieria pecuaria del Ecuador
www.lamolina.edu.pe.
www.ciat.cgiar.org
www.engetecno.com.br.
www.consumer.es/alimentación.
ANEXO 1
Kiwi
ANEXO 2
PELADO DE LA FRUTA
ANEXO 3
FILTRADO
ANEXO 4
FORMULACION Y EVAPORACION
ANEXO 5
ETIQUETA
ANEXO 6
MERMELADA DE KIWI CON ESTEVIA