Desarrollo de la formulación base para productos horneados con adición de un biopolímero
Autor: Escobar Moreno, Nancy Paola
Asesor: Cobos de Rangel, Olga Patricia (Thesis advisor)
Fecha: 2010
Programa: Bogotá - Medicina -Fisioterapia
Facultad: Facultad de Medicina

Resumen: Se evaluó el comportamiento del biopolímero BILAC® en diferentes matrices alimentarias para luego desarrollar, diferentes formulaciones para productos horneados con la adición de este. Previamente se evaluaron diferentes características físicas determinando principalmente su dispersabilidad, su capacidad de retención, sus condiciones de hidratación e hinchamiento entre otras; para la definición de los tipos de producto a elaborar se ensayaron diferentes formulaciones correspondientes a productos de panadería, galletas de avena y minicakes, con el fin de establecer aquellas que por porción aportaran la mayor concentración del biopolímero, conservando en lo posible las características sensoriales estándar de cada producto. El ajuste de las formulaciones y la elaboración de productos se realizaron a nivel de laboratorio experimental teniendo en cuenta la caracterización física y los resultados obtenidos por Calorimetría Diferencial de Barrido referentes a la estabilidad térmica del biopolímero en diferentes condiciones. Los productos de panadería que presentan las mejores características, según las pruebas de preferencia, fueron los correspondientes a una adición del 4% de BILAC®. / Abstract. It was evaluated the behavior of the biopolymer BILAC® in different food counterfoils then to develop, different formulations for products baked with the addition of this one. Before different physical characteristics were evaluated determining principally his dispersed, his capacity of retention, his conditions of hydration between others; for the definition of the types of product to elaborating they tested different formulations corresponding to products of bakery, oat cookies and minicakes, in order established those that for portion were contributing the major concentration of the biopolymer, preserving the sensory characteristics standard of every product. The adjustment of the formulations and the production of products were realized to level of experimental laboratory bearing in mind the physical characterization and the results obtained by Differential Scanning Calorimetry (DSC) relating to the thermal stability of the biopolymer in different conditions. The products of bakery that present the best characteristics, according to the tests of preference, were the correspondents to an addition of 4 % of BILAC®.

DESARROLLO DE LA FORMULACIÓN BASE PARA PRODUCTOS HORNEADOS CON
ADICIÓN DE UN BIOPOLÍMERO
NANCY PAOLA ESCOBAR MORENO
Código 107448
Trabajo de grado para optar por el Título de Especialista en Ciencia y Tecnología de
Alimentos
Dirigido por:
OLGA PATRICIA COBOS DE RANGEL
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE CIENCIAS
ESPECIALIZACIÓN EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
BOGOTÁ D.C. 2010
1DEDICACION
Dedico este trabajo a Dios y a mi familia por ser quienes me han dado todas
las herramientas para ser una persona completa y feliz.
2AGRADECIMIENTOS
Agradezco enormemente a Dios y a la Virgen Santísima por darme la salud
suficiente para desarrollar y culminar este trabajo el cual recopila no solamente
mi esfuerzo sino el de muchas personas interesadas en la ciencia y el desarrollo.
Agradezco a mis papás y a mi hermano Yecid por su compañía, su amor, su
comprensión y sobre todo por mostrarme cual era el camino a seguir en mis
momentos difíciles. Agradezco el apoyo que me dieron desde el comienzo hasta el
final de este proyecto.
Agradezco a mi hermana Rocío quien me enseño con sus sabios consejos a ser
fuerte y a salir victoriosa de los momentos difíciles y quién me ha dado todo su
amor y su apoyo en los momentos de duda y cansancio.
Agradezco encarecidamente a mi directora de tesis, Dra. Olga Cobos de Rangel,
quien fue mi guía durante todo este proceso, gracias por su apoyo e interés y por
permitirme desarrollar este trabajo en torno a la excelencia que cultiva en cada
uno de sus estudiantes.
Agradezco también al compañero, Diego Rojas quien trabajó conmigo en la
primera parte de este trabajo y quien me enseño muchas cosas nuevas y aportó
muy buenas ideas desde su perspectiva de Químico farmacéutico.
Agradezco también a cada una de las personas del grupo de Biopolímeros y
Funcionales del Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional, a la Doctora
Sonia Ospina, al Ingeniero Gustavo Buitrago, al Ingeniero Yhon Florez, por el voto
de confianza que tuvieron conmigo al permitirme unirme a su grupo para compartir
diferentes experiencias investigativas y al darme las herramientas físicas e
intelectuales para hacer este trabajo.
Agradezco al Ingeniero Néstor Algecira, por su comprensión y por apoyarme
académica y personalmente en toda mi formación como especialista.
Agradezco también al departamento de Nutrición por permitirme usar sus
instalaciones, a las auxiliares de sus laboratorios por su colaboración y a los
estudiantes de Nutrición y Dietética de la línea de profundización en Alimentos
para Regímenes Especiales, por compartir conmigo varias de sus conocimientos e
ideas innovadoras. Agradezco finalmente a la Universidad Nacional de Colombia,
a la Facultad de Medicina y a la Facultad de Ciencias por permitirme comprender
en sus aulas la responsabilidad que tengo al ser una de sus egresadas.
3TABLA DE CONTENIDO
AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................... 3
DESARROLLO DE LA FORMULACIÓN BASE PARA PRODUCTOS
HORNEADOS CON ADICIÓN DE UN BIOPOLÍMERO .............................................. 8
DEVELOPMENT OF THE BASE FORMULATION FOR BAKED PRODUCTS WITH
ADDITION OF A BIOPOLYMER ....................................................................................... 9
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 10
1. JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................ 12
1.1 Situación Nacional sobre consumo de fibra dietaria ......................................... 12
2. OBJETIVOS ................................................................................................................... 15
3. MARCO TEORICO ....................................................................................................... 16
3.1 ALIMENTOS FUNCIONALES ............................................................................... 16
3.1.1 TIPOS DE ALIMENTOS FUNCIONALES ........................................................ 17
3.2 FIBRA DIETARIA .................................................................................................... 18
3.3 GENERALIDADES DEL BIOPOLIMERO ........................................................... 20
4. METODOLOGIA ........................................................................................................... 22
4.1 Pruebas preliminares ............................................................................................ 22
4.1.1 Fase 1: Índice de dispersabilidad: .................................................................... 23
4.1.2 Fase 2: Capacidad de hinchamiento y retención de agua: ........................... 24
4.1.3 Fase 3: Capacidad de retención de aceite: ..................................................... 25
4.2 Elaboración de los productos horneados. ........................................................... 25
5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................... 28
5.1. Etapa1: Pruebas Preliminares ............................................................................. 28
5.1.1Determinación del índice de dispersabilidad (SOL) ........................................ 28
5.1.2 Capacidad de hinchamiento, retención de agua y aceite: ............................ 33
5.2. Etapa 2: Elaboración de productos horneados ................................................. 36
5.1.1. Determinación de formulaciones base: ........................................................... 36
5.1.1.1 Formulación base de galletas de avena: Para ............................................ 37
5.1.1.2. Formulación base de minicakes: .................................................................. 37
5.1.2. Determinación de temperaturas de horneo: ................................................... 37
5.1.2.1. Evaluación de la estabilidad térmica del biopolímero y de las
formulaciones a las que se incorporó ......................................................................... 37
5.1.3 Ensayos de formulaciones con diferentes concentraciones de BILAC® ... 44
5.1.3.1. Diferentes concentraciones de BILAC® en Galletas de Avena ............... 44
5.1.3.1.1. Análisis sensorial muestra final de galletas ............................................ 45
5.1.3.1.1.1. Preferencia ................................................................................................ 45
5.1.3.1.1.2 Textura: ....................................................................................................... 46
5.1.3.1.1.3 Color: ........................................................................................................... 46
5.1.3.1.1.4. Sabor .......................................................................................................... 47
5.1.3.1.1.5. Aroma ......................................................................................................... 47
5.1.3.2. Diferentes concentraciones de BILAC® en Minicakes ............................. 48
5.1.3.2.1. Análisis sensorial muestra final de minicakes ......................................... 49
45.1.3.2.1.1. Preferencia ................................................................................................ 49
5.1.3.2.1.2. Textura ....................................................................................................... 50
5.1.3.2.1.3. Color ........................................................................................................... 50
5.1.3.2.1.4. Sabor .......................................................................................................... 51
5.1.3.2.1.5. Aroma ......................................................................................................... 51
5.1.3.2.2 Análisis de Galletas de Avena y Minicakes como alimentos funcionales
.......................................................................................................................................... 53
5.1.3.3. Análisis proximal de los productos ............................................................... 54
CONCLUSIONES .............................................................................................................. 57
BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 59
ANEXOS ............................................................................................................................. 61
ANEXO 1. Formulación Minicakes .............................................................................. 61
ANEXO 2. Formulación galletas de avena ................................................................ 62
5INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Challenges related to the composition of functional food. .................................... 17
Tabla 2. Recomendaciones de la ingesta total de fibra dietaria o dietética ..................... 20
Tabla 3. Determinación del Índice de Dispersabilidad del Bilac® al 5% a distintas
temperaturas en dispersiones de agua destilada, agua potable, leche entera, leche
descremada y mezcla agua-leche (50/50) ....................................................................... 23
Tabla 4. Determinación de Capacidad de hinchamiento del Bilac al 5% en agua a distintas
temperaturas ................................................................................................................... 24
Tabla 5. Determinación de la capacidad de retención del Bilac® al 5% en agua y en aceite
........................................................................................................................................ 25
Tabla 6. Orden de pasos para añadir el BILAC® en cada preparación ............................ 26
Tabla 7. Pesos reportados para las muestras de leche entera: ........................................ 29
Tabla 8. Pesos reportados para las muestras de leche descremada: .............................. 29
Tabla 9. Para la mezcla Leche entera/Agua (50/50) ........................................................ 29
Tabla 10. Indice de dispersabilidad al 5% BILAC® .......................................................... 31
Tabla 11. Indice de dispersabilidad al 5% Inulina Comercial ............................................ 32
Tabla 12 Hinchamiento del BILAC 5% en agua destilada ................................................ 34
Tabla 13 Capacidad de retención del BILAC® en agua y aceite ..................................... 34
Tabla 14. Hinchamiento de la Inulina en agua potable a distintas temperaturas .............. 35
Tabla 15. Capacidad de retención de Inulina en agua y aceite de cocina a distintos
tiempos y a temperatura ambiente (18ºC) ........................................................................ 36
Tabla 16. Porcentaje de preferencia para Galletas de avena ........................................... 45
Tabla 17. Análisis de Textura para Galletas de Avena ..................................................... 46
Tabla 18. Análisis de Color para Galletas de Avena ........................................................ 46
Tabla 19. Análisis de sabor para Galletas de Avena ........................................................ 47
Tabla 20. Análisis de Aroma para Galletas de avena ....................................................... 47
Tabla 21. Comparación de masas utilizadas para minicakes .......................................... 48
Tabla 22. Porcentaje de preferencia para minicakes. ...................................................... 49
Tabla 23 Análisis de Textura para Minicakes. .................................................................. 50
Tabla 24. Análisis de Color para Minicakes ..................................................................... 50
Tabla 25. Análisis de Sabor para Minicakes ................................................................... 51
Tabla 26. Análisis de Aroma para Minicakes ................................................................... 51
Tabla 27. Pruebas realizadas para determinar formulación base en minicakes. .............. 52
Tabla 28. Pruebas realizadas para determinar formulación base en galletas de avena ... 53
Tabla 29. Análisis proximal de galletas de avena............................................................. 54
Tabla 30. Análisis proximal de minicakes ........................................................................ 55
Tabla 31. Resultados de los análisis de Laboratorio Microbiológico para Galletas de avena
........................................................................................................................................ 55
Tabla 32. Resultados de los análisis de Laboratorio Microbiológico para Minicakes ........ 56
6INDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. BILAC® disperso en agua después de distintos lapsos de tiempo ... 30
Ilustración 2. TGA para Bilac® seco. ..................................................................... 38
Ilustración 3. DSC para Bilac® seco ...................................................................... 39
Ilustración 4. Termograma DSC bilac 10 y 20%humedad. .................................. 380
Ilustración 5. Termograma DSC de la masa con la que se elaboraron galletas de
avena……………………………………………………………………………………...38
1
Ilustración 6. Termograma DSC de la mezcla de Bilac 3%, agua, harina y
margarina para galletas ……………………………………………………………….. 38
Ilustración 7.. Termograma DSC de la masa con la que se elaboraron los
minicakes ……………………………………………………………………………..38
Ilustración 8. Termograma DSC de la mezcla de Bilac 3%, agua, harina y
margarina para minicakes……………………………………………………… . 38
Ilustración 9. Galletas de avena con diferentes concentraciones de BILAC®…... 44
Ilustración 10. BILAC® Patrón de referencia de Minicakes…………………. 54
Ilustración 11. Minicakes con diferentes adiciones de Bilac®……………… 54
7DESARROLLO DE LA FORMULACIÓN BASE PARA PRODUCTOS
HORNEADOS CON ADICIÓN DE UN BIOPOLÍMERO
RESUMEN:
Se evaluó el comportamiento del biopolímero BILAC® en diferentes matrices
alimentarias para luego desarrollar, diferentes formulaciones para productos
horneados con la adición de este. Previamente se evaluaron diferentes
características físicas determinando principalmente su dispersabilidad , su
capacidad de retención, sus condiciones de hidratación entre otras; para la
definición de los tipos de producto a elaborar se ensayaron diferentes
formulaciones correspondientes a productos de panadería, galletas de avena y
minicakes, con el fin de establecer aquellas que por porción aportaran la mayor
concentración del biopolímero, conservando en lo posible las características
sensoriales estándar de cada producto. El ajuste de las formulaciones y la
elaboración de productos se realizaron a nivel de laboratorio experimental
teniendo en cuenta la caracterización física y los resultados obtenidos por
calorimetría diferencial de barrido referentes a la estabilidad térmica del
biopolímero en diferentes condiciones. Los productos de panadería que presentan
las mejores características, según las pruebas de preferencia, fueron los
correspondientes a una adición del 4% de BILAC.
PALABRAS CLAVE
Fibra soluble
Alimentos funcionales
Nutrición
Biopolímeros.
8DEVELOPMENT OF THE BASE FORMULATION FOR BAKED
PRODUCTS WITH ADDITION OF A BIOPOLYMER
ABSTRACT
It was evaluated the behavior of the biopolymer BILAC® in different food
counterfoils then to develop, different formulations for products baked with the
addition of this one. Before different physical characteristics were evaluated
determining principally his solubility, his capacity of retention, his conditions of
hydration between others; for the definition of the types of product to elaborating
they tested different formulations corresponding to products of bakery, oat cookies
and minicakes, in order established those that for portion were contributing the
major concentration of the biopolymer, preserving the sensory characteristics
standard of every product.
The adjustment of the formulations and the production of products were realized to
level of experimental laboratory bearing in mind the physical characterization and
the results obtained by Differential Scanning Calorimetry (DSC) relating to the
thermal stability of the biopolymer in different conditions. The products of bakery
that present the best characteristics, according to the tests of preference, were the
correspondents to an addition of 4 % of BILAC®.
KEYWORDS:
Soluble Fiber
Functional Food
Nutrition
Biopolymers.
9INTRODUCCIÓN
La principal función de la dieta diaria es aportar los nutrientes necesarios para
satisfacer las necesidades nutricionales de las personas. Cada día existen más
pruebas científicas que indican que ciertos alimentos, así como algunos de sus
componentes tienen efectos beneficiosos, gracias al aporte de los nutrientes
básicos y al mejoramiento de ciertas condiciones fisiológicas.1 En la actualidad, los
investigadores han unido los conocimientos básicos de la nutrición y la tecnología
con miras a mejorar la disponibilidad de algunos nutrientes y sustancias propias de
los alimentos las cuales proporcionan beneficios bioquímicos, fisiológicos y
nutricionales. Por esta razón, las investigaciones han pasado a centrarse más, en
la identificación de componentes biológicamente activos en los alimentos, que
ofrezcan la posibilidad de mejorar estas condiciones, así como de reducir en cierta
medida el riesgo a contraer enfermedades. En esta medida, se ha descubierto que
muchos productos alimenticios tradicionales, como las frutas, las verduras, la
soya, los granos enteros (Trigo, Avena, Centeno, etc.) y la leche contienen
componentes que pueden resultar beneficiosos para la salud. 2 Además de esto,
se están desarrollando nuevas tecnologías y se ha modificado la composición de
algunos alimentos para que se amplíe la disponibilidad de aquellos componentes
beneficiosos que representan convenientes efectos para la salud. 3
Entre los componentes biológicamente activos que se encuentra la fibra dietaria
cuya ingesta ha demostrado tener este tipo de efectos benéficos, enmarcados en
efectos fisiológicos que ayudan a prevenir en cierta medida algunas enfermedades
metabólicas importantes, como el sobrepeso, la diabetes, las enfermedades
cardiovasculares, el cáncer colorrectal entre otros4.
Adicionalmente, en Colombia se ha despertado un reciente interés por el tema de
los alimentos funcionales y es así como la academia y los centros de
investigación, han consolidado grupos de trabajo en el tema. 5
Específicamente, en el Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional de
Colombia se ha venido trabajando en la obtención de biopolímeros por tecnología
enzimática, método por el cual se obtuvo un nuevo biopolímero (BILAC ®) el cual
actúa como fibra soluble y ha sido evaluado en aplicaciones de productos
1 ARAYA 2003.
2 LOPEZ J. 2006
3 RODRÍGUEZ R.et al 2006
4 THEUWISSEN E. et al. 2008
5 SARMIENTO L. 2006.
10farmacéuticos y alimentarios, desarrollando de esta manera investigaciones
enfocadas a sus efectos bioquímicos y nutricionales.
Para evaluar su comportamiento al ser incorporado a diferentes alimentos se hace
necesario desarrollar formulaciones en diferentes matrices alimentarias facilitando
el desarrollo de nuevos productos adicionados con el biopolímero.
111. JUSTIFICACIÓN
Estudios han demostrado que el aumento en la ingesta de fibra dietaria,
particularmente de tipo soluble, mejora el control de la glicemia, disminuye la
hiperinsulinemia y las concentraciones plasmáticas de lípidos en los diabéticos
tipo II, lo que confiere un perfil idóneo de protección cardiovascular6. Por otro lado,
el uso de fibra soluble, aumenta la actividad gastrointestinal, lo que conlleva a la
disminución de problemas como el cáncer de colon, además de otras
enfermedades de diversas causas. Un análisis combinado de 13 estudios
prospectivos de cohorte, con 725.628 personas con un seguimiento de 6 a
20años, llegó a la conclusión que la fibra dietaria se asoció inversamente con el
riesgo de cáncer colorrectal en el análisis ajustado por edad.7
Adicionalmente, otros autores han demostrado que una mayor ingesta de fibra se
asocia con un menor índice de masa corporal (IMC) en hombres y mujeres, lo cual
muestra que el consumo de fibra puede ayudar a controlar el peso corporal y a
prevenir la obesidad8.
Ahora bien, la evidencia refleja una relación inversa entre el consumo de fibra y la
prevalencia de enfermedades crónicas. Para muchos organismos de todo el
mundo, incluidos la Asociación Británica de Diabetes (BDA), Canadian Diabetes
Association (CDA), la Asociación Europea para el Estudio de la Diabetes (EASD),
las recomendaciones nutricionales para el manejo de la Diabetes Mellitus deben
incluir en sus protocolos el aumento de la ingesta de fibra dietaria9. Muchas de
estas organizaciones también han recomendado la ingesta de alimentos con bajo
Indice Glicémico (IG) dentro de los cuales, los de bajo y medio IG son aquellos
que utilizan adición de fibra como por ejemplo, el salvado de diferentes fuentes ,
los cereales como la avena , las legumbres y las frutas enteras principalmente. Por
lo tanto, mediante la ingestión de una dieta rica en fibra se pretende reducir los
efectos indeseables del bajo consumo.
1.1 Situación Nacional sobre consumo de fibra dietaria
Según la Encuesta Nacional de la situación Nutricional en Colombia ENSIN 2005,
en Colombia sólo 6,1% de los individuos tuvo bajo riesgo de deficiencia en el
consumo de fibra. Los grupos de edad con menor riesgo de deficiencia fueron los
de 9 a 13 y de 14 a 18 años de edad en ambos sexos, y las mujeres tuvieron un
6 JENKINS D. et al. 2004
7 PARK et al, 2005
8 APPLEBY et al 1998
9 ANDERSON et al. 2004
12consumo mayor de fibra dietaria. El nivel 1 del SISBÉN presentó la menor
proporción de individuos con bajo riesgo. Se destacan con mejores consumos las
subregiones de Antioquia sin Medellín y Caldas, Quindío y Risaralda. La región
Pacífica muestra la prevalencia más baja.10
Sin embargo, los Indicadores básicos de salud para Colombia en el 2008 señalan
que el 4.2 por ciento de los hombres y el 6.1 por ciento de las mujeres en el país
mueren por diabetes Mellitus. Lo que posiciona este desorden metabólico como la
cuarta causa de muerte por enfermedad crónica.11 Por otro lado, en 21 países de
Latinoamérica, es decir aproximadamente 500 millones de habitantes, se
reportaron 15 millones de casos de Diabetes mellitus y se espera que en los
próximos 10 años esta cifra incremente llegando hasta unos 20 millones de
casos.12
Por su parte, la prevalencia en zonas urbanas oscila entre 7 y 8%, mientras en las
zonas rurales es apenas del 1 al 2%. En Colombia, la Diabetes mellitus es la
quinta causa de muerte en el hombre entre 45 a 64 años y la tercera en la mujer
de la misma edad. En particular, enfermedades metabólicas como la Diabetes
mellitus tipo II (DM), son difícilmente controladas por el organismo y es necesario
su tratamiento partiendo desde la educación, la dieta, el ejercicio y finalmente la
utilización de medicamentos potentes para controlar el incremento de azúcar en la
sangre13 .
De la misma manera, la Encuesta Nacional de salud del 2007, reflejó que el 6% de
las personas de edad adulta refiere que alguna vez se le ha diagnosticado por un
médico que padece de colon irritable. También el 6% que el diagnóstico se le hizo
antes de cumplir los 18 años de edad. El 48% dice que en el último año ha
recibido algún tipo de tratamiento por esta causa.14
Por estas razones, se hace necesario desarrollar tecnológicamente ciertas
modificaciones a la composición de algunos alimentos, con el fin de mejorar la
disponibilidad de compuestos benéficos para la salud, o con el fin de disminuir la
proporción de aquellos agentes nutricionales o no nutricionales que puedan
desempeñar un papel, ya sea como factores de riesgo o como factores
desencadenantes de complicaciones para alguna enfermedad. Luego, el
10 ENSIN 2005.
11 INDICADORES BÁSICOS EN SALUD 2008
12 ALAD, 2002
13 MARIN, 2005
14 ENCUESTA NACIONAL DE SALUD 2007
13desarrollo de los alimentos funcionales debe hacerse mediante un ejercicio que
abarque el análisis en contexto para que de esta forma la producción de alimentos
funcionales sea una herramienta clave en la solución de problemas
epidemiológicos propios de la comunidad en la que se desarrollan.
142. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL: Desarrollar la formulación de alimentos funcionales
tipo derivados de cereal que emplean el biopolímero BILAC ® como fuente de
fibra soluble.
2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Evaluar el comportamiento del biopolímero al ser adicionado a matrices liquidas y
sólidas.
Establecer las formulaciones que aporten mayor cantidad del biopolímero y que a
la vez permitan mantener la calidad sensorial del producto.
Evaluar sensorialmente la aceptabilidad de los productos de panadería con
adición de fibra seleccionados.
153. MARCO TEORICO
3.1 ALIMENTOS FUNCIONALES
Mantener una buena salud depende de diferentes variables, entre las cuales una
de las más influyentes es el estilo de vida. Dentro de esta hay varios factores
condicionantes como la dieta, el ejercicio y el consumo de sustancias como el
alcohol y los medicamentos.
En aras de mantener una dieta saludable para contribuir al mejoramiento de la
salud, la sociedad no sólo ha recurrido al aumento en el consumo alimentos
naturales sino también a un mejoramiento tecnológico de los alimentos, enfocado
principalmente en algunas modificaciones en su composición. Tales alimentos
presentan desafíos únicos y difíciles para la comunidad científica pues la
composición de los alimentos debe estar ajustada a las verdaderas necesidades
nutricionales y alimentarias analizadas dentro de cada contexto.
De esta manera, han surgido entonces los denominados alimentos funcionales, los
cuales, combinados con un estilo de vida sano pueden contribuir al mejoramiento
de la salud.15
Los alimentos funcionales fueron descritos por Roberfroid (1999) como “alimento
similar en apariencia a los alimentos convencionales que se destina a su consumo
como parte de una dieta normal, pero el cual se ha modificado para que sus
funciones fisiológicas vayan más allá de la simple provisión de nutrientes''. Más
sencillamente, los alimentos funcionales son alimentos que pueden proporcionar
beneficios para la salud más allá de la nutrición básica. Los alimentos funcionales
pueden surgir de un deseo de proporcionar beneficios adicionales a los
consumidores con el objetivo de mejorar la nutrición y la salud.
En ese sentido, es donde los sectores académicos y de investigación deben
establecer la evidencia científica de los efectos en la salud. Esta evaluación debe
abarcar el estudio de las funciones orgánicas afectadas por el alimento funcional,
incluyendo su papel en el mantenimiento de la salud o en la prevención de
enfermedades, la identificación y validación de los biomarcadores, así como
estudios de causa-efecto donde se evalúe la seguridad y la dosis.
15 LOPEZ J. 2006
16Por esto mismo, una de las preocupaciones nutricionales con los alimentos
funcionales es la posibilidad de excesos de consumo de algunos nutrientes,
algunos de los cuales pueden tener propiedades nocivas. Mientras que en algunos
casos, los alimentos funcionales pueden ser convenientes para aumentar la
ingesta de determinados nutrientes, también podría ser que al mejorar el
contenido de nutrientes, haya una posible reducción de la variedad en la dieta de
los consumidores ya que podrían llegar a consumir una menor cantidad de
alimentos para satisfacer sus necesidades nutricionales.16
Por lo mismo, tanto investigadores como consumidores deben tener claro que la
variedad en la dieta es esencial, y los alimentos funcionales pueden contribuir a
ella sin dejar de lado el consumo de una alimentación natural y suficientemente
variada. Esto favorece el surgimiento de un nuevo campo de investigación en
donde especialistas en nutrición y en ciencia y tecnología de alimentos trabajen
conjuntamente en la formulación de nuevos productos que permitan proponer
ideas innovadoras y verdaderamente aplicables.
3.1.1 TIPOS DE ALIMENTOS FUNCIONALES
Dentro del mercado son cada vez más los alimentos funcionales existentes, estos
se han venido desarrollando según las necesidades nutricionales y fisiológicas de
las comunidades y sus tipos pueden variar según el objetivo de su uso.
Spence (2006) propone una clasificación del tipo de modificaciones que se pueden
aplicar a los alimentos, la cual se resume en la Tabla 1.
Tabla 1 Challenges related to the composition of functional food.
Productos Aumento en el contenido natural de nutrientes
Fortificados
Productos Adición de nuevos nutrientes o componentes que normalmente no
Enriquecidos se encuentran en un alimento en particular
Productos Reemplazo de algunos componentes existentes por otros
modificados componentes beneficiosos
Productos Cambios en las materias primas que han alterado la composición de
mejorados nutrientes
Adaptado de: SPENCE J.T. Challenges related to the composition of functional food. Journal of Food Composition and
Analysis 19 (2006).
16 SPENCE J.T. 2006
173.2 FIBRA DIETARIA
Uno de los compuestos bioactivos más investigados es la fibra dietaria. Recientes
investigaciones han demostrado que este la ingesta de este compuesto
combinado con factores como el estilo de vida puede favorecer la prevención y
manejo de ciertas enfermedades de índole metabólico, como la Diabetes Mellitus,
el sobrepeso, las enfermedades cardiovasculares, entre otros. Se considera que
su consumo suficiente mejora el tránsito intestinal, disminuye el riesgo de
estreñimiento, de diverticulosis y de cáncer de colon; además, se ha asociado con
menor índice glucémico de los alimentos y disminución del colesterol sanguíneo.
Los principales alimentos fuentes de fibra dietaria son los productos integrales, las
frutas, las verduras, las leguminosas y la avena, entre otros.17
En 2008, la Comisión del Codex sobre Nutrición y Alimentos para Regímenes
Especiales (CCNFSDU) definió la fibra dietética como polímeros de carbohidratos
con diez o más unidades monoméricas, que no son hidrolizadas por las enzimas
endógenas en el intestino delgado de los seres humanos y pertenecen a las tres
categorías siguientes:
1) Polímeros de carbohidratos comestibles que ocurren naturalmente en los
alimentos que se consumen
2) Polímeros de hidratos de carbono, que han sido obtenidos a partir de materias
primas en los alimentos por medios físicos, enzimáticos o por medios químicos y
que han demostrado tener un efecto fisiológico beneficioso para la salud mediante
pruebas científicas generalmente aceptadas por las autoridades competentes
3) Polímeros de carbohidratos sintéticos, que han demostrado tener efectos
fisiológicos de beneficio para la salud mediante pruebas científicas generalmente
aceptadas a las autoridades competentes18
Ahora bien, en Colombia la resolución 288 de 2008 del Ministerio de la Protección
Social, Por la cual se establece el reglamento técnico sobre requisitos de rotulado
o etiquetado nutricional que deben cumplir los alimentos envasados para consumo
humano define la Fibra dietaria como “los carbohidratos y lignina, que no son
17
KENDALL C. 2010.
18 CUMMINGS et al. 2009
18hidrolizados por las enzimas endógenas del tracto gastrointestinal de los
humanos. La fibra dietaria puede ser soluble o insoluble19
Sin embargo, actualmente la definición más valida es la definición de las
“Recomendaciones de Ingesta y energía de nutrientes para la población
Colombiana” ICBF 2009:
“La fibra total es la combinación de la fibra dietaria o dietética, el carbohidrato
comestible, no digerible y la lignina que existen naturalmente en los alimentos
vegetales y la fibra funcional que se refiere a la fibra aislada, extraída o síntética
que han probado tienen beneficios para la salud”. Entonces:
1) la fibra dietética (incluye el trigo y el salvado de avena)
2) la fibra funcional (el almidón resistente)
3) la fibra total, que es de la suma de la fibra dietética y funcional
No obstante, aunque los términos de fibra soluble e insoluble no se mencionan
casi en la actualidad, es preciso hacer la diferenciación de estos dos términos. La
Fibra soluble es la fracción de la fibra dietaria soluble en agua, formada por parte
de las hemicelulosas, pectinas o sustancias pécticas, gomas, mucílagos,
polisacáridos de algas, oligosacáridos no digeribles y polisacáridos modificados.
20Así mismo, se ha encontrado en diversas investigaciones que la fibra soluble
contribuye a estabilizar en pacientes diabéticos niveles de colesterol y azúcar en
sangre, además de contribuir con la reducción en el riesgo cardiovascular.21
Por otro lado, la Fibra insoluble es la fracción de la fibra insoluble en agua, está
constituida principalmente por celulosa, gran parte de la hemicelulosa y lignina.
En las Recomendaciones de Ingesta y Energía de Nutrientes para la Población
Colombiana, la recomendación de fibra se ha determinado según el grupo etáreo,
el género y las calorías promedio consumidas por cada grupo como se resume en
la Tabla 2.
19 RESOLUCION 288 DE 2008. Ministerio de la protección Social
20 RECOMENDACIONES DE INGESTA Y ENERGÍA DE NUTRIENTES PARA LA POBLACIÓN COLOMBIANA” ICBF 2009
21 TUNGLAND, 2002
19Tabla 2. Recomendaciones de la ingesta total de fibra dietaria o dietética
Recomendaciones
(g/1000 kcal) [g/d]b
PERIODOS DE LA VIDA HOMBRES MUJERES
0 - 6 MESES NDd NDd
7 - 12 MESES NDd NDd
1 - 3 AÑOS 14 (19) 14 (19)
4 - 8 AÑOS 14 (25) 14 (25)
9 - 13 AÑOS 14 (31) 14 (26)
14 -18 AÑOS 14 (38) 14 (26)
19 – 30 AÑOS 14 (38) 14 (25)
31 – 50 AÑOS 14 (38) 14 (25)
51 – 70 AÑOS 14 (30) 14 (21)
>> 70 AÑOS 14 (30) 14 (21)
GESTACIÓN 14 (28)
14 -18 AÑOS 14 (28)
19 - 50 AÑOS
LACTANCIA
14 -18 AÑOS 14 (29)
19 - 50 AÑOS 14 (29)
Tomado de:
Recomendaciones de Ingesta y energía de nutrientes para la población Colombiana. ICBF 2009
Los valores entre paréntesis son ejemplos del total de g/d de la fibra, que se calculó a partir de los g/1000 kcal multiplicado
por la mediana de la ingesta de energía.
NDd: No determinado
3.3 GENERALIDADES DEL BIOPOLIMERO
En el Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia se ha
venido trabajando en la obtención de biopolímeros por tecnología enzimática, y
fruto de este desarrollo se obtuvo un nuevo biopolímero, BILAC® el cual está en
proceso de patentamiento. Esta patente protege el proceso, el producto y algunos
usos del mismo. El proceso productivo se ha desarrollado a nivel de laboratorio y
planta piloto y se han estandarizado las operaciones unitarias que lo conforman,
hasta este nivel. Es un polímero natural obtenido por vía enzimática a partir de una
cepa nativa no modificada genéticamente; este microorganismo corresponde a
una bífidobacteria catalogada como GRAS (Generally Recognized As Safe) y ha
sido obtenido por tecnología de enzimas empleando como sustrato sacarosa y una
glucosiltransferasa obtenida por fermentación a partir de un microorganismo nativo
colombiano; el biopolímero está compuesto en más de 90% por fibra soluble; se
trata de un polímero compuesto por unidades de glucosa unidas por enlace alfa 1-
6, tipo dextrana, que presenta características tales como alta dispersabilidad en
20agua e incremento de la viscosidad de las soluciones a altas concentraciones de
polímero. Por otra parte se ha demostrado en pruebas in vivo en animales que no
posee propiedades tóxicas, aún a concentraciones muy altas, por lo cual por lo
cual presenta una potencialidad importante de uso en el campo de alimentos
funcionales.
Bilac ® es un producto promisorio en el campo de las industrias Química
Farmacéutica y de Alimentos que por sus propiedades fisicoquímicas y
estructurales, presenta aplicaciones potenciales como: agente viscosante,
hidrogelificante, formador de cápsulas, estabilizante, aportador no calórico de fibra
dietaria en alimentos y polímero formador de películas protectoras de frutas. Es un
producto biotecnológico completamente biodegradable e inocuo que ha sido
obtenido empleando tecnologías limpias de producción. Teniendo en cuenta las
características del biopolímero se han venido desarrollando diferentes ensayos
orientados a evaluar las posibles aplicaciones del biopolímero entre las cuales se
considera el desarrollo de alimentos funcionales con su incorporación.
214. METODOLOGIA
El presente trabajo se llevará a cabo en dos etapas, en la primera se realizarán
pruebas preliminares en diferentes matrices líquidas para determinar del
comportamiento físico del biopolímero. Esta etapa, a su vez, cuenta con varias
fases, en las que se desarrollarán diferentes pruebas para determinar índice de
dispersabilidad, capacidad de hinchamiento y retención de agua y retención de
aceite.
Luego de analizar el comportamiento del biopolímero se desarrollará una segunda
etapa, en la cual se pretende obtener dos productos de panadería con adecuadas
características físicas y organolépticas que faciliten el consumo del biopolímero en
la población humana. Paralelo a ello se participará en pruebas de Calorimetría
Diferencial de Barrido (DSC) realizados para determinar las temperaturas de
horneo con las cuales se debe trabajar el desarrollo de los dos productos
horneados finales.
Finalmente a los productos finales obtenidos, se les realizarán pruebas de
aceptabilidad sensorial, análisis microbiológicos y análisis proximal.
4.1 Pruebas preliminares
Las pruebas experimentales a nivel del laboratorio se realizaron con el fin de
evaluar el comportamiento del biopolímero al ser adicionado a matrices liquidas y
sólidas. Se realizaron pruebas de dispersabilidad, capacidad de retención de agua
y capacidad de hinchamiento, tanto para el BILAC®, como para inulina comercial.
Estas pruebas se realizaron en las Instalaciones del Instituto de Biotecnología de
la Universidad Nacional.
Las materias primas empleadas para estas pruebas fueron:
Biopolímero BILAC® suministrado por el Instituto de Biotecnología
Leche entera pasterizada y descremada
Agua destilada
Inulina Comercial
Aceite de cocina
22Los equipos utilizados en estas pruebas fueron: Balanza analítica, termómetro,
baño termostatado, tubos Falcon, cajas de Petri, centrifuga SORVALL®, nevera.
4.1.1 Fase 1: Índice de dispersabilidad: Con el fin de determinar la cantidad de
biopolímero Bilac que se dispersa en un medio acuoso se empleará una
modificación del método de Leach, Mc Cowen y Schoch (1959) utilizado para
determinar el índice de dispersabilidad (SOL) en dispersiones de almidón22. Se
trabajaron los siguientes medios dispersantes: Agua, Agua-Leche y Leche
descremada y Leche entera. Para este método se realizó la metodología resumida
en la Tabla 3:
Tabla 3. Determinación del Índice de Dispersabilidad del Bilac® al 5% a
distintas temperaturas en dispersiones de agua destilada, agua potable,
leche entera, leche descremada y mezcla agua-leche (50/50)
Pesar varios tubos para centrifugación secos y limpios
Medir 10 ml del líquido y colocarlos en un tubo para centrifugación. Pesar el tubo con el
contenido.
Pesar alrededor de 0.5 g del Bilac seco e introducirlos en tubo de centrífuga que contiene
el líquido de dispersión.
Agitar un poco el tubo hasta conseguir que el sólido quede totalmente mojado y sumergido
dentro del líquido
Realizar lo anterior con otros tubos de centrífuga con el mismo volumen de agua y someter
cada tubo tapado durante 30 min a temperaturas de 4ºC, 20ºC, 40ºC, 70ºC, y 90ºc en
baño de agua termostatado. Realizarlo por duplicado.
Una vez transcurrido el tiempo para cada tubo, someterlo a centrifugación por 15 min a
3000 rpm
Separar cuidadosamente el sobrenadante del sedimento colocándolo en media caja de
Petri, previamente pesada.
Colocar cada caja con los sólidos secos del sobrenadante en desecador y dejar un
momento en reposo
Colocar cada caja que contiene el sobrenadante a secar en estufa de vacío por 15 horas a
60ºC
Pesar cada caja de Petri que contiene los sólidos secos del sobrenadante hasta peso
constante
Por diferencia con el peso de la caja de Petri vacía, determinar el peso de los sólidos
solubles en el sobrenadante.
Con el dato de los sólidos secos solubles en el sobrenadante y los datos de temperatura,
se promedian cada uno de los resultados obtenidos por duplicado y se obtiene la gráfica de
índice de dispersabilidad del biopolímero vs. Temperatura para cada dispersión elaborada
22 MANDALA, 2003.
23El índice de dispersabilidad se calculó como el porcentaje de masa de sólidos
solubles secos en el sobrenadante con respecto a la masa total de sólidos que fue
adicionada inicialmente para preparar la dispersión.
SOL = (Ws / Wo) x 100
Donde, SOL= Indice de dispersabilidad, Ws = Peso de los sólidos solubles (g), Wo
= Peso de la masa inicial seca adicionada.
Con este método se pudo determinar la dispersabilidad del biopolímero a partir de
la masa de sólidos que lograron solubilizarse y la cantidad de líquido en el cual se
dispersaron, retirando previamente la humedad inicialmente contenida en el
biopolímero.
4.1.2 Fase 2: Capacidad de hinchamiento y retención de agua: Consiste en la
propiedad de absorber o atrapar agua. Entre las fracciones de fibra con mayor
capacidad de retención de agua tenemos las pectinas, los mucílagos y
hemicelulosas. En los alimentos horneados, la alta capacidad de hidratación de
una fibra permite la conservación de la frescura y suavidad por un tiempo más
prolongado y dependiendo de la capacidad de retención, el alimento presentará
variaciones en cuanto su adhesividad, capacidad de formación de conglomerados
y el rendimiento. Esta propiedad está definida como la cantidad de agua en
gramos que puede ser retenida por gramo de muestra. Para su determinación, se
realizo la metodología descrita en la tabla 4.
Tabla 4. Determinación de Capacidad de hinchamiento del Bilac al 5% en agua a
distintas temperaturas
Pesar 0.5 gramos de muestra y se colocan en un tubo de ensayo al cual se adicionó un
exceso de agua de 5 ml con agitación.
A continuación se centrifuga el tubo por 15 min a 3000 rpm (revoluciones por min).
Finalmente, se retira el sobrenadante y se pesa el sedimento.
Para los tubos que contenían como líquido agua del procedimiento anterior, ahora, con el
peso de los sólidos secos solubles y el peso inicial de Bilac que se tomó para cada tubo,
por diferencia se determina el peso de sólidos secos que quedaron en el sedimento..
Con el peso del sedimento hidratado y de los sólidos secos del sedimento, por división
entre estos valores obtenemos el hinchamiento para cada muestra de sedimento
244.1.3 Fase 3: Capacidad de retención de aceite: Esta tiene un valor alto para las
fibras con alto contenido de lignina y pectinas. Una elevada capacidad de
retención de grasa mejora la textura de los productos, mientras que una baja
retención reduce la sensación grasa, por ejemplo, en los productos freídos. De
manera análoga como la capacidad de retención de agua, esta se define como la
cantidad de aceite o grasa en gramos que puede ser retenida por 1 gramo de
muestra y su determinación se realiza del mismo modo como se indica en la Tabla
5.
Tabla 5. Determinación de la capacidad de retención del BILAC® al 5% en
agua y en aceite
Secar aprox. 10 g de BILAC® en estufa al vacío a 60ºC por 15 horas. Colocar en
desecador. Pesar el contenido hasta peso constante
Pesar varios tubos para centrifugación secos y limpios
Medir 10 ml del respectivo líquido y colocarlos en un tubo para centrifugación. Pesar el
tubo con el contenido
Dejar cada tubo de centrífuga con su contenido tapado y en reposo hasta el tiempo que
este señalado para cada uno (5, 30 min, 1, 2, 4, 6, 12, 24, 36, 42 y 48 horas).
Pesar alrededor de 0.5 g del BILAC® seco e introducirlos en el tubo de centrífuga que
contiene el líquido de dispersión. Agitar un poco el tubo hasta conseguir que el sólido
quede totalmente mojado y sumergido dentro del líquido
Una vez completado el tiempo, someter cada tubo a centrifugación 15 min a 3000 rpm y
luego retirar cuidadosamente el sobrenadante, dejando sólo el sedimento húmedo.
Pesar cada tubo que contiene el sedimento y por diferencia con el peso de cada tubo vacío
sacar el peso del sedimento que retiene el respectivo líquido (agua o aceite).
Determinar la capacidad de retención o hinchamiento del BILAC® dividiendo el peso del
sedimento húmedo sobre el peso de sedimento seco. Graficar el hinchamiento o
capacidad de retención vs. tiempo en minutos.
4.2 Elaboración de los productos horneados. Para la definición de los tipos de
producto a elaborar se ensayaron diferentes formulaciones correspondientes a
productos de panadería con el fin de establecer aquellas que por porción aporten
la mayor concentración del biopolímero, conservándose en lo posible las
características sensoriales estándar.
25Se emplearon diferentes cantidades de biopolímero por porción (3, 4,5 y 7% de
BILAC®), teniendo como referencia los niveles de adición de compuestos
bioactivos de naturaleza similar (Inulina) y los valores reportados en diferentes
trabajos. El ajuste de las formulaciones y elaboración de los productos se realizó a
nivel de laboratorio experimental. La incorporación de BILAC® se trabajó en
galletas de avena y minicakes. Estas pruebas se realizaron en las Instalaciones
del laboratorio de Nutrición en la facultad de Medicina de la Universidad Nacional y
las materias primas empleadas fueron:
Biopolímero BILAC® suministrado por el Instituto de Biotecnología
Ingredientes propios de cada preparación como Harina de trigo, avena en
hojuelas, margarina, azúcar, huevos, sal, polvo de hornear, etc.
Los equipos utilizados en estas pruebas fueron: Balanza, estufas, horno eléctrico,
nevera. Las Formulaciones utilizadas se pueden revisar en el anexo 1 y 2.
Con el fin de determinar la cantidad de biopolímero BILAC® que podría
incorporarse a los productos horneados y teniendo en cuenta los resultados de los
ensayos preliminares, se utilizaron diferentes concentraciones, las cuales se
añadieron a cada preparación en masa seca. En la tabla 6 se resume el orden de
pasos para utilizar el BILAC® en las galletas y los minicakes:
Tabla 6. Orden de pasos para añadir el BILAC® en cada preparación
Ensayar diferentes formulaciones base para obtener la formulación patrón
Calcular con base en el total de ingredientes, el 3, 4, 5 y 7% de BILAC® para ser añadido
en la preparación
Mezclar los ingredientes en seco (harina, polvo de hornear, sal) y a esta mezcla añadir el
BILAC®
Añadir a esta mezcla los alimentos con alto porcentaje de humedad ya mezclados con
anterioridad (azúcar, margarina, huevos)
Añadir el resto de ingredientes propios de cada producto.
Llevar a horneo
Luego de obtener la formulación patrón se procederá a realizar la evaluación
sensorial de manera subjetiva entre panelistas no entrenados mediante evaluación
por preferencia a fin de establecer, primero, su aceptabilidad y segundo, las
26características organolépticas del producto, seleccionando las que presenten las
mejores calificaciones. Se realizaran pruebas subjetivas.
Adicional al proceso anterior se elaborarán los respectivos cálculos, a partir de las
formulaciones obtenidas, para elaborar mezclas de harina, BILAC®, margarina y
agua; manteniendo las proporciones de las masas utilizadas para hacer cada
producto a las cuales se les realizaron pruebas de Calorimetría diferencial de
barrido para analizar la estabilidad del BILAC® según los aumentos de
temperatura. Estos resultados se compararán con estudios de calorimetría hechos
recientemente para el BILAC® por Rojas (2010) para determinar las temperaturas
de horneo óptimas para los productos a realizar.
DIAGRAMA 1. METODOLOGIA GENERAL
Inicio
Elaboración de
productos horneados Realizar análisis
en laboratorio
bromatológico de las
muestras escogidas
Carcaterización física Ensayar diferentes formulaciones Análisis
del Biopolímero correspondientes a productos de Microbiológico
panaderÍa
apoE rts eta nb mle ac ye or rl a cs a nfo tir dm au dl a dc ei o bn ioe ps o q líu me e ro si P lr ae sp a mr ua eci só tn ra d se Fo dr em ru ela spri uo es s( th ao sj )as
y que permitan mantener condiciones
DISPERSABILIDAD sensoriales adecuadas
CAPACIDAD DE Análisis de Resultados
RETENCIÓN E
HINCHAMIENTO
Realizar análisis
Ajuste de sensorial
formulaciones aceptabilidad y
características
No organolépticas
Comparar con
Patrón(inulina)
Formulación (es)
adecuadas
Fin
Seleccionar las de
mejor calificación
Analizar ensayos
de Calorimetría
Diferencial de Pruebas Pruebas
Barrido de
Rojas(2010) subjetivas Objetivas
275. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
A continuación se presentan los resultados obtenidos en cada una de las etapas
de la investigación; en primer lugar se presentan los resultados obtenidos en la
determinación del comportamiento físico del biopolímero BILAC® en varios medios
de dispersión: agua destilada, agua potable, leche entera, leche descremada y
mezcla agua-leche (50/50), modificando la temperatura y tiempo de adición del
polímero, posteriormente se presentan los resultados del proceso realizado en la
segunda etapa de la investigación para el desarrollo de dos productos de
panadería con adición del biopolímero.
5.1. Etapa1: Pruebas Preliminares
5.1.1Determinación del índice de dispersabilidad (SOL)
SOL = (Ws / Wo) x 100 (Ec. 1)
Donde, SOL= Indice de dispersabilidad
Ws = Peso de los sólidos solubles (g),
Wo = Peso de la masa inicial seca adicionada (g).
Para el caso de las muestras que contienen leche, el índice de dispersabilidad
estará dado por:
SOL = Peso de los sólidos solubles (del Bilac y de la leche) (Ec. 2)
(Peso muestra de leche x (% sólidos de la leche) + Peso Bilac adicionado)
Para cada muestra de leche se calcularon los sólidos presentes en esta, tal y
como lo muestran las tablas 7, 8 y 9.
28Tabla 7. Pesos reportados para las muestras de leche entera:
Peso de la muestra de Peso de la muestra de % de sólidos
leche leche seca presentes en la leche
Inicial (g)
10.0174 1.2121 12.10
10.1160 1.2190 12.05
9.9817 1.2108 12.13
PROMEDIO 12.09
Tabla 8. Pesos reportados para las muestras de leche descremada:
Peso de la muestra de Peso de la muestra de % de sólidos
leche leche seca presentes en la leche
Inicial (g)
10.1038 0.9024 8.93
9.8114 0.0895 8.95
10.0280 0.9035 9.01
PROMEDIO 8.96
Tabla 9. Para la mezcla Leche entera/Agua (50/50)
Peso de la muestra de Peso de la muestra de % de sólidos
leche/agua leche/agua seca presentes en
leche/agua
Inicial (g)
9.7236 0.5883 6.05
9.6315 0.5789 6.01
9.6548 0.5889 6.10
PROMEDIO 6.05
29De este modo, con el peso de las muestras de leche, multiplicándolas por el
porcentaje promedio de sólidos contenidos en estas podemos obtener la cantidad
de sólidos contenidos en cada muestra de leche y utilizar este dato en la Ec. 2
para obtener el índice de dispersabilidad (SOL).
Ilustración 1. BILAC® disperso
en agua después de distintos
lapsos de tiempo
Análisis
Como lo muestra la tabla 10 y de acuerdo a los resultados obtenidos en la
determinación del índice de dispersabilidad, capacidad de hinchamiento y
retención del Bilac en dispersiones al 5% de agua destilada y potable, leche
entera y descremada, mezclas de agua/leche entera (50/50) y aceite, se encontró
que para las dispersiones tanto en agua destilada como en agua potable, el
comportamiento es muy semejante siendo ligeramente mayor el índice de
dispersabilidad e hinchamiento para las dispersiones de BILAC® en agua
destilada con respecto a las del agua potable, posiblemente debido a alguna
interferencia que tiene el biopolímero en dispersión con los iones presentes en el
agua potable como cloro y magnesio. Las dispersiones de BILAC® en agua
evidenciaron un índice de dispersabilidad menor que las dispersiones con inulina
en la cual se observa dispersión por encima de un 80% en bajas temperaturas, a
90ºC se observa un valor cercano al 90%. El BILAC® bajo estas condiciones
presentó una dispersión del 20%.
30Tabla 10. Indice de dispersabilidad al 5% BILAC®
Para las dispersiones en leche entera, leche descremada y mezclas de agua/leche
entera (50/50), las cuales se caracterizan por tener fases dispersantes constituidas
por emulsiones de aceite/agua (o/w), reportan valores de índice de dispersabilidad
mucho más altos que los vistos en los índices de dispersabilidad para el agua, ya
que en estas muestras están contenidos los sólidos de la leche.
De esta manera a medida que la cantidad de sólidos solubles disminuye entre las
distintas fases dispersantes (12.09 % para la leche entera, 8.96 % para la leche
descremada y 6.05 % para las mezclas de agua/leche) el comportamiento de las
gráficas va tomando cada vez más un comportamiento más exponencial y más
semejante al visto en las muestras de agua. Se observa entonces, que con el
aumento en la proporción de agua en las muestras que contienen leche (siendo
mayor para la mezcla agua/leche, luego la leche descremada y la menor en la
leche entera) aumenta la cantidad dispersada de BILAC® y es aún mayor con el
aumento de la temperatura. Esto es coherente con lo reportado en trabajos
anteriores que indican que el BILAC® es prácticamente insoluble en medios
oleosos y/o muy poco polares, y de ahí que no se vea muy favorecida su
dispersabilidad en leche entera, la cual contiene la mayor proporción grasa en
comparación con el resto de fases dispersantes.
31Por otro lado, la inulina muestra un comportamiento diferente, tal y como se ve en
la Tabla 11, las dispersiones de Inulina en agua potable mostraron una facilidad de
dispersión muchísimo mayor que las dispersiones de Bilac, observándose que
desde la primera temperatura (4ºC) este se dispersó por encima de un 80% y al
llegar a la máxima temperatura de ensayo (90ºC) esta alcanzó a tener un poco
más del 90% en dispersión mientras el Bilac tan solo alcanzó a dispersarse en un
20% en este medio dispersante.
Tabla 11. Indice de dispersabilidad al 5% Inulina Comercial
1,1000
1,0500
a Indice de
n
ilu solubilidad
n 1,0000 prom Agua
gI
/
s Indice de
e
lb 0,9500 solubilidad
u
lo prom leche
s
entera
s
o Indice de
ds0,9000
ilóe la solubilidad
s dic p dr eo sm le mc ah de
g in
( i0,8500 cre a
a Indice de
d
ilib solubilidad
u 0,8000 prom
lo
s agua/leche
e
d
e 0,7500
c
id
n
Í
0,7000
0 20 40 60 80 100
Temperatura (ºC)
Las muestras de Inulina en los medios de leche entera, leche descremada y
mezclas agua-leche (50%/50%) sometidas a las mismas temperaturas crecientes
como las muestras en agua mostraron fácil dispersión, pero al igual que el
BILAC®, su índice de solubilidad fue menor que en el agua, ya que en las curvas
de las muestras de leche no se descartaron la cantidad de sólidos solubles
presentes en estas inicialmente. De este modo, a medida que disminuyen la
cantidad de sólidos solubles y la cantidad de grasa presentes en las muestras de
leche y aumentaba la cantidad de agua disponible en estos medios de dispersión
la facilidad de dispersión la inulina se incrementaba.
325.1.2 Capacidad de hinchamiento, retención de agua y aceite:
La determinación de la Capacidad de hinchamiento, retención de agua y aceite
fueron realizados tanto para BILAC® como para Inulina Comercial con miras a
mantener la inulina como patrón de referencia para analizar el comportamiento del
biopolímero. Estas determinaciones se realizaron con las ecuaciones
referenciadas a continuación:
Determinación de la Capacidad de retención (RC) en agua
RC = (Wsh /Wo) x 100
Donde, RC = Capacidad de retención
Wsh = Peso del sedimento hidratado (g)
Wo = Peso de la masa inicial seca adicionada (g)
Determinación del Hinchamiento (SP) en agua
SP = (Wsh /Wss) x 100
Donde, SP = Hinchamiento en agua
Wsh = Peso del sedimento hidratado (g)
Wss = Peso del sedimento seco (g)
Como lo muestra la Tabla 12, en la determinación de la capacidad de retención e
hinchamiento del BILAC® a través del tiempo y en medios dispersantes de agua
(destilada y potable) y aceite, de modo análogo a lo ocurrido a distintas
temperaturas, estos van aumentando hasta alcanzar su valor de retención máxima
y finalmente disminuyen por efecto de la dispersión del BILAC® en el medio. Es
de aclarar que el método por secado no garantiza la evaporación del aceite en las
condiciones que fueron definidas para las muestras (60ºC por 15 horas), motivo
por el cual no se pudo determinar el hinchamiento en aceite.
Se aprecia también que la mayor capacidad y velocidad de retención en el tiempo
se da en el agua al comportarse este biopolímero como un polímero hidrófilo y al
ver que alcanza su máximo de retención a las 12 horas aprox. (722 min) en
comparación con el aceite a las 36 horas aprox. (1262 min). Estos resultados
confirman una vez más que la dispersión del BILAC® se facilita mucho más en
33medios acuosos que en medios oleosos. (Tabla 13).De hecho, en las dispersiones
en medios oleosos se observa que el aceite dificulta la aglutinación y el
hinchamiento del BILAC®, observándose los sedimentos centrifugados de estas
preparaciones con aspecto terroso o como gránulos lubricados.
Tabla 12 Hinchamiento del BILAC 5% en agua destilada
Tabla 13 Capacidad de retención del BILAC® en agua y aceite
34Sin embargo, al comparar las tablas 12 y 14 se observa que la inulina inicia su
dispersión a baja temperatura (4ºC) en donde a su vez alcanza el mayor valor de
hinchamiento, a diferencia del BILAC® que alcanzó su máximo valor de
hinchamiento a 70ºC; y luego de alcanzar esta temperatura si empezó su
completa dispersión.
Tabla 14. Hinchamiento de la Inulina en agua potable a distintas temperaturas
12,0000
10,0000
8,0000
a
u
g
a
n6,0000
e
o
t4,0000
n
e
im
a2,0000
h
c
n
iH0,0000
0 20 4 T0 emperatura6 0 80 100
(ºC)
Por otro lado, y como lo muestra la Tabla 15, la mayor capacidad de retención
para la Inulina en agua se observó a los 120 min (2 horas), y después de este
tiempo, ésta empieza su proceso de dispersión con mayor facilidad. En aceite, la
Inulina mostró su mayor capacidad de retención luego de los 1080 min
(aproximadamente a las 18 horas), siendo muchísimo más difícil su
dispersabilidad en aceite que en agua, como se esperaba, pero su capacidad de
retención, mayor en este último medio.
35Tabla 15. Capacidad de retención de Inulina en agua y aceite de cocina a distintos
tiempos y a temperatura ambiente (18ºC)
Cabe notar que en estos ensayos no se evaluó el efecto de la agitación en la
dispersabilidad de estas preparaciones.
5.2. Etapa 2: Elaboración de productos horneados
En esta etapa se desarrollaron dos productos de panadería, con el propósito de
obtenerlo como un vehículo para el biopolímero BILAC®, por medio del desarrollo
de varias pruebas preliminares y ensayos finales con aquellas que toleren mayor
cantidad de polímero adicionado en su formulación sin afectar sus características
sensoriales. Los resultados a continuación muestran el comportamiento del
biopolímero BILAC® en productos de panadería como lo son galletas de avena y
minicakes. Estos productos se obtuvieron ensayando varias concentraciones del
biopolímero BILAC®.
5.1.1. Determinación de formulaciones base: Las formulaciones base se
obtuvieron mediante ensayos con diferentes productos de panadería como
galletas, minicakes, almojábanas, muffins, entre otros. En los ensayos se
evidenció que las galletas de avena y minicakes eran preparaciones fáciles de
modificar, pues era fácil alcanzar una textura uniforme y que cumplieran a su vez
con condiciones de alta calidad sensorial.
365.1.1.1 Formulación base de galletas de avena: Para la formulación base de
galletas de Avena se realizaron modificaciones a recetas caseras, principalmente
en cuanto al contenido de grasa, pues al ensayar las recetas caseras estas
presentaban en el producto final una sensación grasosa por lo que se disminuyó el
contenido de mantequilla en la preparación patrón. También se tornó un poco
insípida, por lo que también se modificó la cantidad de uvas pasas que se
agregaban a la preparación.
5.1.1.2. Formulación base de minicakes: Para la formulación base de minicakes
se realizaron modificaciones a recetas caseras, principalmente en cuanto al
contenido de humedad, pues al ensayar las recetas caseras estas presentaban en
el producto final una textura un poco seca, por lo que se aumentó la cantidad de
huevo agregado a la preparación. También se realizaron modificaciones para
obtener un centro de chocolate más sólido, por lo que se añadió crema de leche a
este para darle más estabilidad.
5.1.2. Determinación de temperaturas de horneo:
Por otro lado, las temperaturas de horneo que se utilizaron se determinaron
mediante pruebas de Calorimetría diferencial de barrido realizadas a:
Muestras de BILAC® con diferente porcentaje de humedad
Mezclas que contenían BILAC®, margarina, harina y agua en proporciones
similares a la masa usada para la elaboración de los productos.
La masa utilizada para la elaboración de los productos finales (galletas de avena y
minicakes)
5.1.2.1. Evaluación de la estabilidad térmica del biopolímero y de las
formulaciones a las que se incorporó
En principio, se realizó un análisis termogravimétrico (TGA), el cual es una técnica
que mide la variación de masa en un compuesto en función de la temperatura. Las
variaciones de temperatura no siempre implican un cambio en la masa de la
muestra; existen sin embargo cambios térmicos que sí se acompañan de un
cambio de masa, como la descomposición, la sublimación, la reducción, la
absorción y la vaporización. Este TGA se realizó con el fin de observar el
comportamiento general y la estabilidad térmica del Bilac® a elevadas
temperaturas (hasta los 500ºC), y como lo registra la Ilustración 2, el Bilac® solo
resiste temperaturas que no van más allá de los 300ºC, pues se evidenció que a
los 293ºC se presenta un descenso en la curva consecuente a la pérdida de masa
que se generan durante la descomposición de la muestra. Con este resultado,
37se definió la temperatura máxima de trabajo (300ºC) para los ensayos que siguen
por Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC).
Ilustración 2. TGA para Bilac® seco.
Para las pruebas de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) se tomaron 2
muestras por cada producto (galletas de avena y minicakes), en la primera prueba
se preparaba una mezcla de BILAC® con agua, harina y margarina; mientras que
en la segunda prueba se realizaba DSC a una muestra tomada de la masa con la
que elaboraba el producto final, es decir con los demás ingredientes de la
preparación patrón.
Los termogramas obtenidos por DSC para las muestras de BILAC® con
contenidos de humedad de 0% (ilustración 3), 10% y 20% (ilustración4) indican
que el biopolímero en estado puro y seco presenta una temperatura de transición
vítrea de 58.06ºC, una temperatura máxima de fusión de 182.80 ºC y se
descompone a finalmente a los 277.05ºC y a medida que aumenta el contenido de
humedad, la temperatura de transición vítrea disminuye mientras la de fusión
aumenta, indicando que el agua tiene un efecto plastificante y estabilizante sobre
la masa de biopolímero.
38Ilustración 3.Termograma DSC BILAC seco*
*Tomado De Resultados Preliminares de pruebas de Calorimetría diferencial de barrido Por Diego Rojas
Estudiante De Química Farmacéutica de La Universidad Nacional De Colombia
39Ilustración 4. Termogramas DSC BILAC 10 y 20% de humedad
Dicho efecto que tiene el agua al igual que otros polioles, se debe a que cuando
ocurre el paso del estado amorfo del biopolímero (en el cual las cadenas
poliméricas que constituyen la estructura del sólido se encuentran distribuidas en
un orden aleatorio) al estado semi-cristalino, (en donde, cierto porcentaje de la
cantidad total del sólido en sus cadenas poliméricas, sufre una transición y
conforma una estructura mucho más ordenada), las moléculas de agua actúan
insertándose entre tales cadenas poliméricas, y por el hecho de ser un compuesto
de carácter polar, establece interacciones por puentes de hidrógeno con los
grupos polares de la estructura polimérica, pasando el biopolímero de ser de
carácter duro y quebradizo a una estructura mucho más flexible y elástica,
debilitándose las interacciones intermoleculares entre las cadenas poliméricas,
con lo cual la transición vítrea y la fusión se presentan a menores temperaturas.
Las moléculas de agua, además, confieren un efecto de “protección térmica” que
protege al biopolímero de la acción del calor, aumentando el tiempo y la
temperatura a la que suele descomponerse, por lo cual, en los termogramas de las
muestras con humedad, ya no se evidencian los picos de los procesos
exotérmicos de descomposición.
Al comparar los termogramas se evidencia que la estabilidad térmica varía con los
ingredientes que acompañan al biopolímero en la preparación.
El termograma de la muestra de galleta (Ilustración. 5) indica que la mezcla con
adición de Bilac®, no muestra el evento de descomposición del biopolímero (el
40cual se registro entre 263ºC y 283ºC). De la misma forma en la endoterma
ensanchada se ven los fenómenos de gelatinización, pérdida de birrefringencia del
almidón de la harina y la fusión del Bilac®. El termograma DSC para el control de
galleta con Bilac® al 3% (Ilustración 6) comparado con el de la muestra de galleta
da evidencia de que el Bilac® en mezcla con tan solo harina, margarina y agua,
presenta una temperatura de fusión menor que en la mezcla total y por lo tanto, el
Bilac® presenta mayor estabilidad térmica en cuanto se incluyan más ingredientes
en la formulación del alimento horneado ya que entre estas temperaturas, el
biopolímero está finalizando su fusión, de lo cual puede inferirse que, los
componentes de cada preparación proporcionan una mayor estabilidad al
BILAC®.
Ilustración 5.. Termograma DSC de la masa con la que se elaboraron galletas de
avena*
*Tomado De Resultados Preliminares de pruebas de Calorimetría diferencial de barrido Por Diego Rojas
Estudiante De Química Farmacéutica de La Universidad Nacional De Colombia
41Ilustración 6.Termograma DSC de la mezcla de Bilac 3%, agua, harina y margarina para galletas*.
*Tomado De Resultados Preliminares de pruebas de Calorimetría diferencial de barrido Por Diego Rojas
Estudiante De Química Farmacéutica de La Universidad Nacional De Colombia
Los termogramas que corresponden para la muestra y el control de minicakes
(ilustraciones 7 y 8) con el mismo porcentaje adicionado de BILAC® evidenciaron
un comportamiento similar al de las galletas, pues los picos para los procesos
endotérmicos de fusión de los ingredientes se dan a temperaturas más altas para
la muestra de masa del minicake que para la mezcla de agua, Bilac®, harina y
margarina que simulaba la masa del mismo.
42Ilustración 7. Termograma DSC de la masa con la que se elaboraron los minicakes*
Ilustración 8. Termograma DSC de la mezcla de Bilac 3%, agua, harina y margarina para minicakes.*
*Tomado De Resultados Preliminares de pruebas de Calorimetría diferencial de barrido Por Diego Rojas
Estudiante de Química Farmacéutica de La Universidad Nacional De Colombia
43De esta manera se determinó que las temperaturas de horneo deberían
mantenerse por debajo de los 190 ºC para mantener la estabilidad del BILAC® en
el producto. Para galletas se manejaron temperaturas de horneo de: 137ºC. Por
30’. Y para Minicakes 160º C por 40’.
5.1.3 Ensayos de formulaciones con diferentes concentraciones de BILAC®
Luego de establecer la estabilidad térmica del biopolímero se procedió a ensayar
diferentes formulaciones base para diferentes productos horneados con el fin de
establecer un patrón que cumpla con unos estándares de calidad sensorial. Se
estableció formulación patrón en dos productos de panadería: Minicakes y galletas
de avena mediante diferentes ensayos. Se elaboraron los productos con esta
formulación y con adición de BILAC® en concentraciones de 3, 4, 5 y 7 %.
Finalmente y luego de realizar pruebas de aceptabilidad sensorial entre diferentes
consumidores, los productos con adición de un 4% de BILAC® fueron los más
aceptados.
5.1.3.1. Diferentes concentraciones de BILAC® en Galletas de Avena
Se elaboraron Galletas de avena con la formulación patrón y luego se adicionó
BILAC® en concentraciones de 3, 4, 5 y 7 %.
En cuanto a la consistencia de las masas, esta
cambiaba a medida que iba aumentando la
cantidad de BILAC®, pues el biopolímero le
confiere a la masa una textura más dura y difícil
de amasar. Sin embargo, como se ve en la
Ilustración 9, al realizar el horneo, se observó que
aquellas galletas con adición de BILAC®
presentaban mejor apariencia que el patrón.
Ilustración 9. Galletas de avena con diferentes
concentraciones de BILAC®
Al observar las diferencias en las masas, se optó por modificar la humedad de la
masa que tenía 4%, mediante el aumento de la cantidad de huevo a adicionar en
la preparación. De esta manera se ajustó la formulación de las galletas y se
procedió a realizar el análisis sensorial de diferentes muestras con diferentes
contenidos de BILAC®.
En cuanto a las preparaciones con concentraciones iguales o mayores al 5%, no
se optó por modificar su humedad pues el BILAC® enmascaraba demasiado su
44sabor y modificaba su textura de tal manera que era la adición de más huevo o
agua para modificar la humedad resultaba inoficioso.
5.1.3.1.1. Análisis sensorial muestra final de galletas
Se elaboraron las muestras finales y se procedió a realizar el análisis sensorial
con 20 panelistas, estudiantes de la facultad de medicina de la Universidad
Nacional, con edades entre 18 y 25 años. Donde las muestras se marcaron con
una letra diferente cada una y los panelistas no tenían conocimiento de la adición
de fibra al producto. No hubo distinción por género. Los resultados del análisis
sensorial se presentan a continuación, teniendo en cuenta el porcentaje de
preferencia.
Donde:
D: CONTIENE 3% BILAC®
E: CONTIENE 5% BILAC®
F: CONTIENE 7% BILAC®
G: CONTIENE 4% BILAC®
5.1.3.1.1.1. Preferencia
Tabla 16. Porcentaje de preferencia para Galletas de avena
PORCENTAJE DE PREFERENCIA
15
10
5
0
MUESTRA D MUESTRA E MUESTRA F MUESTRA G
PARTICIPANTES
En cuanto a la preferencia el 55% de los panelistas prefirieron la muestra G
mientras que el 40% se inclinó por la muestra D mostrando así que las muestras
con más del 5% de BILAC no son aceptadas por el público consumidor. Adicional
a esto ningún panelista prefirió la muestra F.
455.1.3.1.1.2 Textura:
Tabla 17. Análisis de Textura para Galletas de Avena
Textura
20
15
10
5
0
MUESTRA D MUESTRA E MUESTRA F MUESTRA G
TEXTURA DURA TEXTURA BLANDA TEXTURA CARACTERISTICA
Como se registra en la Tabla 17, la mayoría de los panelistas (85%) determinaron
que la textura más característica es la de la muestra G. En cuanto a la textura de
la muestra F la mayoría de los panelistas la catalogaron como dura comparada
con el patrón.
5.1.3.1.1.3 Color:
Tabla 18. Análisis de Color para Galletas de Avena
Color
20
15
10
5
0
MUESTRA D MUESTRA E MUESTRA F MUESTRA G
BLANCO CARACTERISTICO QUEMADO
46Todas las muestras fueron catalogadas por la mayoría de los panelistas como
aceptables en cuanto al color (Tabla 18). Sin embargo, nuevamente la muestra F
fue la que menor aceptabilidad tuvo, ya que el color que se evidenciaba dentro del
producto era un poco blancuzco en comparación con las demás muestras.
5.1.3.1.1.4. Sabor
Tabla 19. Análisis de sabor para Galletas de Avena
Sabor
20
15
10
5
0
INSIPIDO CARACTERISTICO DULCE SALADO
MUESTRA D MUESTRA E MUESTRA F MUESTRA G
Como lo registra la tabla 19, los panelistas determinaron que la muestra G era la
más aceptada en cuanto a sabor comparada con el patrón. Adicional a esto la
muestra D (3% de BILAC®) fur catalogada por algunos panelistas como dulce.
Ninguna de las muestras fue catalogada como salada.
5.1.3.1.1.5. Aroma
Tabla 20. Análisis de Aroma para Galletas de avena
Aroma
25
20
15
10
5
0
MUESTRA D MUESTRA E MUESTRA F MUESTRA G
NO CARACTERISTICO CARACTERISTICO
47En cuanto al aroma, la muestra D y la muestra G no fueron catalogadas por
ningún panelista como no características. Sin embargo el 25% de los panelistas
catalogaron la muestra F como no característica. Lo cual hace percibir que el
BILAC® no enmascara en gran medida el aroma especifico de este producto.
5.1.3.2. Diferentes concentraciones de BILAC® en Minicakes
Se elaboraron Minicakes con la formulación patrón y luego se adicionó BILAC® en
concentraciones de 3, 4, 5 y 7 %.
En cuanto a la consistencia de las masas, esta cambiaba notablemente a medida
que iba aumentando la cantidad de BILAC®, pues el biopolímero le confiere a la
masa una textura más dura y difícil de amasar, y en comparación con las galletas
de avena, por la dureza que presentaban las masas con 5 y 7% de BILAC®, esta
masa era más difícil de incorporar a los moldes. Así, pues, al comparar las masas
con diferentes adiciones de BILAC®, se evidenció que los mayores cambios
sensoriales se observan más en los minicakes que en las galletas de avena, pues
el manejo de las masas para preparar galletas era fácil y casi independiente de la
concentración de BILAC®, mientras que para los minicakes el proceso de
amasado se dificultó puesto que se presenta una textura seca que aumenta
considerablemente conforme aumenta la concentración de BILAC® en la misma.
Por lo mismo, a continuación en la tabla 21 se comparan los principales cambios
que el BILAC® genera sobre la masa utilizada para minicakes. Tabla 21.
Comparación de masas utilizadas para minicakes
PATRON 3% BILAC 5%BILAC 7%BILAC
-Masa fácil de amasar -Masa un poco más -Masa difícil de amasar Masa demasiado dura y seca,
uniforme cambia su aroma y por ser más
-Se moldea fácilmente - Es demasiado compacta es difícil de incluir en
-Presenta algunos grumos compacta y presenta los moldes de minicakes.
-Tiene alta humedad grumos
-Con el tiempo se torna un -Presenta poca humedad
-Presenta aroma característico poco dura
485.1.3.2.1. Análisis sensorial muestra final de minicakes
Se elaboraron las muestras y se procedió a realizar el análisis sensorial con 20
panelistas, estudiantes de la facultad de medicina de la Universidad Nacional, con
edades entre 18 y 25 años. Donde las muestras se marcaron con una letra
diferente cada una y los panelistas no tenían conocimiento de la adición de fibra al
producto. No hubo distinción por género. Los resultados del análisis sensorial se
presentan a continuación, teniendo en cuenta el porcentaje de preferencia.
Donde:
D: CONTIENE 3% BILAC®
E: CONTIENE 5% BILAC®
F: CONTIENE 7% BILAC®
G: CONTIENE 4% BILAC®
5.1.3.2.1.1. Preferencia
Tabla 22. Porcentaje de preferencia para minicakes.
Porcentaje de preferencia para
MINICAKES
MUESTRA D MUESTRA E MUESTRA F MUESTRA G
30%
70% 0%
0%
Como lo muestra la gráfica 22, el grado de aceptabilidad de las tres muestras es
bastante diferente, lo cual sugiere que aquellas muestras que fueron adicionadas
con el biopolímero en más del 5% no son aceptadas por los consumidores. En el
caso de la muestra G (4% de BILAC) , el 70% de los participantes lo calificaron
como el más aceptado entre todas las muestras. Finalmente, para la muestra D
(3% BILAC), le fue otorgado algún grado de aceptabilidad por el 30% de los
participantes.
495.1.3.2.1.2. Textura
Tabla 23 Análisis de Textura para Minicakes.
Analisis de Textura
20
S A 15
N TEXTURA DURA
O 10
S
R
E 5
P TEXTURA BLANDA
0
MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA
TEXTURA
D E F G
CARACTERISTICA
MUESTRAS
En la tabla 23 se evidencia como la mayoría de los participantes (90%)
catalogaron la muestra G (4%), como aquella con la textura más característica. Sin
embargo la misma cantidad de participantes catalogaron la muestra F como una
muestra con textura dura y por ende con baja aceptabilidad.
5.1.3.2.1.3. Color
Tabla 24. Análisis de Color para Minicakes
Color
20
S 15
A
N
O 10
S R BLANCO
E
P 5
CARACTERISTICO
0
QUEMADO
MUESTRA MUESTRA MUESTRA MUESTRA
D E F G
MUESTRA
50La mayoría de los participantes catalogaron la muestra F (7 %) como una muestra
con color blanco y en las observaciones referían que su color se asemejaba al de
un alimento crudo. Mientras tanto el 90% de los participantes catalogó la muestra
G como aquella que presentaba un color característico. También el 85% catalogó
que el color de la muestra D era aceptable para este producto. (Tabla 24).
5.1.3.2.1.4. Sabor
Tabla 25. Análisis de Sabor para Minicakes
Sabor
20
15
10
MUESTRA D
5
MUESTRA E
0
MUESTRA F
MUESTRA G
La tabla 25 muestra que las muestras G y D fueron las más aceptadas en cuanto a
sabor, mientras que la muestra F, fue catalogada como insípida. Ninguna muestra
fue catalogada como salada, mientras que la muestra D fue la única catalogada
como dulce por 3 asistentes.
5.1.3.2.1.5. Aroma
Tabla 26. Análisis de Aroma para Minicakes
Aroma
20
e je 15
le 10
d 5
o
lu 0
t NO CARACTERISTICO
íT
CARACTERISTICO
Título del eje
51En cuanto al aroma (Tabla 26), todas las muestras fueron catalogadas por la
mayoría de panelistas como características en cuanto al aroma excepto la muestra
F, que con un 70% fue catalogada como no característica.
Finalmente la muestra con mayor aceptación a nivel sensorial en el panel no
entrenado fue la muestra G la cual contenía un 4% de adición de BILAC®
La pruebas y ajustes realizados para determinar la formulación final y las
evaluaciones sensoriales de los dos productos anteriormente descritas, se
resumen de manera cualitativa en la tabla 27 y 28. Adicionalmente se describe la
cantidad de BILAC® aportada por porción de cada uno de los productos
elaborados.
Tabla 27. Pruebas realizadas para determinar formulación base en minicakes.
52Tabla 28. Pruebas realizadas para determinar formulación base en galletas de
avena
5.1.3.2.2 Análisis de Galletas de Avena y Minicakes como alimentos
funcionales
Luego de haber obtenido las pruebas con adición del 4 % de BILAC® como las
más aceptadas se analizó la cantidad de BILAC® aportada por porción y el
porcentaje de cubrimiento de la Ingesta Adecuada teniendo en cuenta la
Recomendación actual de fibra para la población Colombiana. Este porcentaje de
cubrimiento se analizó principalmente para la población preescolar y escolar y se
determinó que los minicakes pueden definirse como un “alimento funcional” puesto
que una porción (1 minicake de 63 gramos aproximadamente) aporta más del 10%
de la recomendación para estos grupos etáreos.
De forma similar al analizar las tablas 27 y 28, la cantidad de BILAC® aportada
por una porción de galletas (2 unidades de aproximadamente 17 gramos cada
una), se evidencia un aporte importante de fibra, sin embargo en este caso este
aporte es menor del 10 % para el caso de preescolares y escolares. No obstante,
al compararlo con otros derivados de cereales, y al tener en cuenta los hábitos de
consumo de alimentos fuente de fibra en la población colombiana, el aporte de
fibra de estas galletas de avena es importante para la adecuación de una dieta de
cualquier grupo etáreo.
53Ilustración 10. Patrón de referencia de Minicakes Ilustración 11. Minicakes con diferentes
adiciones de Bilac®.
5.1.3.3. Análisis proximal de los productos: a los productos seleccionados
obtenidos de la formulación base con adición del biopolímero se les realizó el
respectivo análisis proximal el cual se resume en las Tablas 29 y 30.Este incluye
el determinación de calorías, proteínas, grasa, carbohidratos, cenizas, humedad,
y fibra cruda
Tabla 29. Análisis proximal de galletas de avena
ANALISIS RESULTADO MÉTODO
Proteína % m/m 6.8 Kjeldahl
Grasa % m/m 12.5 Hidrólisis y extracción
Humedad % m/m 3.8 Secado en estufa
Cenizas % m/m 1.8 Incineración
Carbohidratos % m/m 74.1 Cálculo por diferencia
Fibra % m/m 1.0 Hidrólisis acida, alcalina, secado y calcinación
Kilocalorías / 100g. 436 Cálculo
54Tabla 30. Análisis proximal de minicakes
ANALISIS RESULTADO MÉTODO
Proteína % m/m 7.0 Kjeldahl
Grasa % m/m 31.8 Hidrólisis y extracción
Humedad % m/m 21.3 Secado en estufa
Cenizas % m/m 1.9 Incineración
Carbohidratos % m/m 37.7 Cálculo por diferencia
Fibra % m/m 0.3 hidrólisis acida, alcalina, secado y calcinación
Kilocalorías / 100g. 465 Cálculo
5.1.3.4. Análisis microbiológico de los productos:
A continuación del análisis bromatológico, se determinaron las características
microbiológicas de los productos mediante las siguientes pruebas reportadas en la
Tabla 31. Se determinó que los productos estaban dentro de los índices de calidad
microbiológica.
Tabla 31. Resultados de los análisis de Laboratorio Microbiológico para Galletas de avena
ANALISIS MÉTODO RESULTADOS *VALOR DE
REFERENCIA
Coliformes Totales ufc/g NMP INVIMA Nº 13 <3 7-11
Coliformes Fecales ufc/g NMP INVIMA Nº 14 <3 <3
Mesófilos ufc/g Recuento placa 180 10000-30000
INVIMA Nº 2
Mohos y levaduras ufc/g Recuento placa <10 100-200
INVIMA Nº 7
Estafilococo Cuagulasa(+) Recuento placa <100 <100
ufc/g INVIMA Nº 8
55Tabla 32. Resultados de los análisis de Laboratorio Microbiológico para Minicakes
ANALISIS MÉTODO RESULTADOS *VALOR DE
REFERENCIA
Coliformes Totales ufc/g NMP INVIMA Nº 13 <3 7-11
Coliformes Fecales ufc/g NMP INVIMA Nº 14 <3 <3
Mesófilos ufc/g Recuento placa 100 10000-30000
INVIMA Nº 2
Mohos y levaduras ufc/g Recuento placa <10 100-200
INVIMA Nº 7
Estafilococo Cuagulasa(+) Recuento placa <100 <100
ufc/g INVIMA Nº 8
*Valores tomados de Decreto 11488 del 87 e INVIMA
.
56CONCLUSIONES
1. Las mejores condiciones de dispersión del BILAC® se observa a altas
temperaturas (90ºC) y su mayor capacidad de retención e hinchamiento se t
observa alrededor de los 70ºC.
2. En las muestras que contenían leche, se obtuvo la mayor dispersión del
biopolímero en condiciones de 90ºC y con las muestras que contenían
mayor proporción de agua en la fase dispersante, es decir, en las mezclas
de agua/leche 50/50.
3. En el tiempo, las mejores condiciones de dispersión, capacidad de
retención e hinchamiento se tuvieron con las muestras de BILAC® en agua
aproximadamente a las 12 horas (722 min).
4. Las mejores condiciones de dispersión de la Inulina se dan a elevada
temperatura (90ºC) y en las muestras con mayor contenido de agua (mayor
en agua potable, mezcla agua-leche, leche descremada y la menor en
leche entera)
5. El mayor valor de hinchamiento en agua para la Inulina se obtuvo a 4 ºC,
puesto que a mayores temperaturas este ya empieza a encontrarse en
dispersión.
6. Con respecto a la capacidad de retención en el tiempo, la Inulina muestra
una mayor capacidad en aceite que agua, ya que en medios acuosos, la
Inulina se dispersó con gran facilidad, dejando poco sedimento luego de la
centrifugación.
7. En la determinación de la capacidad de retención con respecto al tiempo, la
mejor capacidad de retención se obtuvo con las muestras de Inulina en
aceite aproximadamente a las 18 horas (1090 min) y en agua a las 2 horas
(122 min).
8. La incorporación de BILAC® en los productos horneados debe realizarse
en mezcla con los ingredientes secos debido a los cambios que este pueda
generan sobre la homogeneidad de la masa. Las matrices con baja
humedad son las más apropiadas para la adición del Biopolímero BILAC®.
579. La elaboración de productos horneados adicionados con BILAC® deben
manejarse a temperaturas menores de 200 ºC para conservar su
estabilidad.
10. La adición de BILAC® a productos de panadería confiere una textura suave
y esponjosa, sin embargo a mayor concentración tiende a formar
consistencias compactas y a la vez enmascara el sabor característico del
producto.
11. Las adición de BILAC® al 4% es la más recomendada para productos
horneados ya que sus características sensoriales se modifican en menor
grado.
12. La adición de BILAC® al 4 % permite que el Minicake aporte una cantidad
de fibra que cubra la Ingesta adecuada (IA) de la población preescolar y
escolar por encima del 10%. El cubrimiento de las galletas de avena es
alrededor de 5.4 – 7.1%, condición que permite establecer el descriptor
para el rotulado del producto.
.
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60ANEXOS
ANEXO 1. Formulación Minicakes
Ingredientes Procedimiento para elaborar 8 minicakes
de 65 g. aprox. Cada uno
Azúcar 80 g. Batir el azúcar con la mantequilla
hasta obtener consistencia cremosa
Margarina 125 g.
Aparte mezclar harina de trigo, polvo
Harina de Trigo 125 g.
de hornear, sal, y BILAC® en cantidad
Polvo de Hornear 0.5 g. deseada.
Sal 4.5 g. Adicionar huevos a la mantequilla y
mezclar.
Huevos 150 g.
Incorporar harina y demás
Viruta de Chocolate
ingredientes secos.
75.6 g.
Batir hasta obtener una mezcla
Crema de leche 37.8 g.
brillante.
Verter en los moldes hasta la mitad.
Agregar mezcla de chocolate fundido
con crema de leche en el centro
Rellenar el molde casi hasta el borde
Espolvorear algo de viruta de
chocolate sobre cada minicake.
Refrigerar por 30 min.
Hornear
61ANEXO 2. Formulación galletas de avena
Ingredientes Procedimiento para elaborar 10 galletas
de 17 g. aprox. Cada una
Azúcar Morena 46.5 g. Batir con batidora eléctrica lo huevos,
la mantequilla y el azúcar, hasta
Margarina 22.5 g.
obtener consistencia cremosa.
Harina de Trigo 34 g.
Añadir harina, polvo de hornear y
Polvo de Hornear 3 g. BILAC®, previamente cernidos.
Uvas pasas 25 g. Revolver
Huevos 35 g. Agregar la avena y revolver
Avena en Hojuelas Añadir las unas y revolver
32.5g.
Con ayuda de una cuchara colocar en
bandejas enmantequilladas bolitas de
masa con suficiente espacio de
separación entre sí.
Hornear
Dejar enfriar para retirar de la bandeja
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