Monografias.com > Economía
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

Evaluación de sorbetes y bebidas elaboradas a base de concentrado proteico del suero de queso




Enviado por wildominguez



Partes: 1, 2

    Indice
    1.
    Introducción

    2. Justificación
    3. Revisión de
    literatura

    4. Materiales y
    métodos

    5. Resultados y
    discusión

    6. Conclusiones
    7. Recomendaciones
    8. Bibliografía
    9. Anexos

    1. Introducción

    Definición del
    problema
    El suero de queso es un efluente de difícil manejo y un
    poderoso contaminante de las aguas por su alta demanda
    biológica de oxígeno
    (50,000 ppm). La
    contaminación de una planta productora de quesos es
    comparada por Cheryan (1989) con la contaminación que produciría una
    población de 600 personas.
    Según Andrade (1999) en países desarrollados el
    suero se deshidrata para utilizarlo en formas diversas. Se puede
    encontrar en el mercado en polvo,
    concentrado y aislados proteicos, los cuales se utilizan en
    formulaciones de bebidas, productos
    lácteos
    y extensores de carnes.
    A pesar que la proteína del suero es de mejor calidad que la
    caseína, actualmente en la Planta de Procesamiento de
    Productos Lácteos de Zamorano este efluente es desechado o
    a veces transferido para el consumo de
    cerdos, desperdiciando así el alto valor
    nutricional de su proteína. Este está dado por
    la a
    -lactoalbúmina y la b -lactoglobulina, que constituyen el 80% de la
    proteína presente en el suero. La caseína, que
    representa el 78% de la proteína de la leche,
    según indica Revilla (1996), es ligeramente deficiente en
    los aminoácidos azufrados (metionina y cisteína);
    mientras que las proteínas
    del suero, que representan un 17% del total de la proteína
    de la leche poseen mayor cantidad de estos aminoácidos,
    por lo cual su valor biológico es de 1.0, superior al 0.8
    de la caseína comparándolos con el valor
    biológico de 1.0 de la proteína del
    huevo.

    2.
    Justificación

    En vista que Zamorano no cuenta con el equipo ni el
    volumen de
    producción de suero para darle a
    éste un tratamiento de secado, se optó por utilizar
    el método de
    ultrafiltración (UF) para concentrar la proteína
    que posee. La UF es un proceso
    relativamente económico si se compara con otros procesos, que
    utilizan membranas para separar las fases de los fluidos, como la
    ósmosis reversa y la nanofiltración. Como resultado
    del proceso de UF se producen dos fluidos: el concentrado
    proteico y el ultrafiltrado.
    Desde 1998 Zamorano inició el proyecto de UF
    del suero dulce de queso zamorela. El proyecto surgió como
    una alternativa para aprovechar el suero de queso mediante la
    concentración de la proteína a través de una
    membrana de polisulfona. Con dos proyectos
    especiales anteriores, Revelo (1998) y Andrade (1999) estudiaron
    el proceso de UF y cuantificaron aspectos como composición
    química de
    los productos, tiempo de UF,
    balance de materiales,
    temperatura,
    apertura de válvula de entrada y flujo del ultrafiltrado.
    Utilizando el proceso de UF se logra concentrar la
    proteína del suero de 0.7-0.8% a 4.0-5.0%, permitiendo
    darle múltiples usos al concentrado proteico y explorar
    alternativas de uso del ultrafiltrado también.
    En el presente trabajo se estudió la aplicación del
    concentrado proteico, obtenido por UF del suero de queso, en la
    elaboración de un sorbete y una bebida nutritiva. De esta
    manera se le dará un valor agregado a este subproducto de
    la industria
    quesera, que de otra manera sería descartado o
    subutilizado. Esto constituiría un paso firme hacia la
    reducción de contaminantes en las aguas negras de la
    institución.

    Límites Del
    Estudio

    • No contar con un sorbete comercial que sirviera como
      control
      contra el cual comparar el elaborado en este
      trabajo.
    • No contar con máquinas
      para elaborar helados que mantengan un sobreaumento
      constante.

    Objetivos
    Objetivo
    general
    Elaborar dos productos a base de concentrado proteico del suero
    de queso: un sorbete y una
    bebida.
    Objetivos
    específicos

    • Desarrollar formulaciones para la elaboración
      de un sorbete y una bebida a base de concentrado proteico del
      suero.
    • Analizar química y sensorialmente los
      productos obtenidos.
    • Evaluar la estabilidad física y
      microbiológica de los productos obtenidos.
    • Realizar un análisis de costos de los
      productos elaborados.

    3. Revisión de
    literatura

    Métodos para
    separación de fases en fluidos
    El suero de leche contiene cantidades muy bajas de sólidos
    totales, menos de 6% señala Andrade (1999), lo cual es
    insuficiente para elaborar cualquier producto con
    un valor nutritivo aceptable. Dentro de los sólidos
    totales en el suero el componente a aprovechar es la
    proteína, para lo cual es necesario concentrarla ya que el
    suero contiene menos del 1% de proteína (Harper,
    1991).
    Para concentrar la proteína del suero se han aplicado
    varias técnicas
    que difieren básicamente en el tamaño de los poros
    de la membrana utilizada (Cuadro 1).

    Cuadro 1. Procesos desarrollados para la
    concentración de proteínas.

    PROCESO PARA CONCENTRAR LA
    PROTEÍNA

    PESO MOLECULAR RETENIDO

    COMPONENTES RETENIDOS

    Ósmosis reversa

    <100

    Todos excepto el agua

    Nanofiltración

    <100 – 1,000

    Todos excepto el
    agua y algunos iones

    UF

    <1,000 – 100,000

    Proteínas, lípidos, bacterias

    Microfiltración

    <100,000 – 500,000

    Lípidos, bacterias, proteínas de peso
    molecular alto

    Tomado de Harper (1991).

    "La ósmosis reversa utiliza membranas muy
    estrechas y altas presiones de operación para separar el
    agua de todos
    los demás componentes del suero" (Harper, 1991). El mismo
    autor señala que este método es generalmente
    utilizado para concentrar el suero a una relación de
    2:1.
    Harper (1991) menciona que la nanofiltración depende de
    membranas que repelen selectivamente ciertos iones,
    basándose en la carga que éstos posean. El mismo
    autor señala que el concentrado producido es casi
    totalmente desmineralizado, sin embargo las membranas para este
    proceso son complejas e incluyen una película ultra fina
    formada por condensación en los microporos de polisulfona,
    lo que las hacen muy costosas.
    La microfiltración (Harper, 1991), separa los
    microorganismos y lípidos produciendo así un
    concentrado con 50% de proteína y 0.11% de grasa. Sin
    embargo, el autor menciona que este método requiere de un
    descremado preliminar y una UF posterior a la
    microfiltración, además es un proceso que
    está todavía en desarrollo.

    Ultrafiltración
    Señala Harper (1991) que la UF se estableció desde
    1981 como el proceso principal para la concentración de
    suero, además menciona los siguientes factores que hacen
    de la UF el proceso preferido:

    • Desarrollo de membranas robustas, sintéticas,
      de fácil limpieza y con propiedades
      uniformes.
    • Desarrollo de equipo que permite operación
      continua.
    • Bajos costos de operación.
    • Requiere menos presión
      que la ósmosis reversa.
    • Bajos costos de
      producción para los productos.
    • Combinada con diafiltración permite alcanzar
      mayores concentraciones de proteína.

    A pesar de las múltiples ventajas de la UF,
    Harper (1991) apunta las siguientes desventajas de este
    proceso:

    • Posible descomposición microbiana de la
      membrana.
    • Vida útil de la membrana afecta enormemente el
      costo.
    • Permeabilidad decrece con el tiempo.
    • Agentes limpiadores deben ser libres de hierro y
      sílica.

    Conforme a Harper (1991), la UF es un proceso
    físico-químico de separación en el cual una
    solución presurizada fluye sobre una membrana porosa. El
    autor apunta que el agua y solutos de bajo peso molecular pasan,
    influenciados por la presión, a través de la
    membrana a formar el ultrafiltrado; mientras que las
    proteínas son retenidas por la membrana y se van
    concentrando junto con glóbulos grasos, bacterias y
    suspensiones de sólidos para formar el concentrado.
    El ultrafiltrado es la solución pasante de la membrana,
    rica en vitaminas y
    minerales. El
    concentrado es rico en proteínas, que no atraviesan la
    membrana. Hung y Zayas (1992) indican que estas proteínas
    están compuestas por lo menos de cinco elementos:
    a
    -lactoalbumina, b -lactoglobulina, seroalbumina bovina,
    inmunoglobulina y péptidos proteicos; los tres primeros
    componen el 80-90% del total de proteína. Morr et al.
    (1985) reportan que este complejo proteico contiene 6.6% de
    cenizas y 0.11% de lípidos.
    Debido al alto contenido bacterial del concentrado, Morr (1987)
    sostiene que un tratamiento de pasteurización, a alta
    temperatura por corto tiempo, es necesario para mantener una
    calidad microbiológica aceptable y una vida útil
    relativamente prolongada de esta materia prima.
    Kim et al. (1989) manifiestan que un precalentamiento previo a la
    UF puede mejorar el desempeño del proceso haciéndolo
    más rápido. Sin embargo, señalan que hay una
    reducción del 10% en la cantidad de proteína
    concentrada y del 40% de fósforo, un aumento en pH de 6.4 a
    6.9 y una reducción de la turbidez del concentrado de
    más de 2.0 a 0.05 por la remoción de
    coloides.

    Elaboración De
    Sorbetes

    Madrid y Cenzano (1995) clasifican los helados en dos grandes
    grupos: los
    helados de agua y los helados de leche. Los primeros incluyen los
    granizados y sorbetes que tienen como base el agua; mientras que
    los segundos son basados en leche u otro producto
    lácteo.
    Los sorbetes y granizados, definen Madrid y Cenzano (1995), son
    productos resultantes de congelar una mezcla debidamente
    pasteurizada y homogeneizada de diversos productos con agua, y
    los dividen en: sorbetes que se presentan en estado
    sólido y granizados que se presentan en estado
    semi-sólido.
    Debido a las características de la proteína del
    concentrado proteico es muy factible la elaboración de
    ciertos productos que requieran de una estabilidad a pH bajos y
    cierta viscosidad, tal
    es el caso de los sorbetes con sabores a frutas tropicales
    ácidas. Arbuckle (1977) define al sorbete como un producto
    congelado hecho de azúcar,
    agua, fruta, ácido, color,
    saborizantes, leche entera, leche condensada o mezcla para
    helados. Señala Arbuckle (1977) las siguientes diferencias
    del sorbete respecto al helado:

    • Mayor acidez expresada como ácido
      láctico (ATECAL), al menos 0.35%.
    • Mucho menor sobreaumento, usualmente
      25-45%.
    • Mayor cantidad de azúcar, casi el doble de un
      helado.
    • Textura más gruesa, por formación de
      cristales.

    Los sorbetes pueden ser saborizados con productos
    naturales o artificiales, dentro de los cuales los sabores
    ácidos
    como los cítricos son populares. Los sorbetes de
    cítricos deben contener por lo menos un 2% de fruta,
    mientras que otras frutas deberían tener por lo menos un
    10% (Arbuckle, 1977). El mismo autor recomienda que del total de
    azúcar, el cual varía entre 24-35%, la sacarosa sea
    reemplazada en un 20-25% por dextrosa para mejorar las cremosidad
    del producto congelado. También recomienda que se usen
    gomas viscosas, como las elaboradas base de gelatina, para evitar
    que se precipite el estabilizador.
    Un buen sorbete, según Arbuckle (1977), puede ser
    elaborado con 4-5% de sólidos provenientes del suero.
    Estos sorbetes poseen cuerpo y textura suave y son más
    refrescantes que los sorbetes hechos a base de sólidos de
    la leche o mezcla para helados. Esto se debe a las
    características de la proteína del suero que
    tienden a aportar cremosidad al producto.
    Arbuckle (1977) lista los siguientes factores claves en la
    elaboración de un sorbete:

    • Azúcar. En general los sorbetes contienen de
      25-35% de azúcar, el doble de un helado tradicional. Un
      exceso de azúcar resulta en un producto suave, por el
      contrario una deficiencia de azúcar, produce un producto
      duro. La cantidad de sacarosa debe ser la mínima para
      darle la dulzura deseada, dándole así un punto de
      descongelado mayor. La cantidad de jarabe de maíz,
      azúcares invertidas o azúcar de maíz debe
      ser un tercio de la cantidad de sacarosa. Este azúcar
      reduce la tendencia a producir una costra en la superficie. La
      cantidad de azúcar que aporten las frutas agregadas al
      sorbete debe ser conocidas, ya que conociendo el contenido de
      azúcar se puede controlar la firmeza del
      sorbete.
    • Estabilizadores. La mayoría de estabilizadores
      usados en helados pueden ser utilizados en sorbetes. La
      cantidad de estabilizador requerida varía según
      el tipo, siendo aproximadamente como sigue: gelatina (200
      "Bloom") 0.45%, goma CMC 0.20%, pectina 0.18%, algina 0.20%,
      goma de carob 0.25%; siendo gelatina y pectina los más
      utilizados. Los mejores resultados se obtienen cuando se
      mezclan dos de estos estabilizadores. El estabilizador en
      sorbetes juega un papel
      aún más importante que en helados por el mayor
      peligro de que se separe el azúcar.
    • Acidez. El ácido cítrico es el
      acidificante más usado en la elaboración de
      sorbetes. La cantidad de ácido a agregar depende de la
      fruta utilizada y el contenido de azúcar total en la
      mezcla (Cuadro 2).

    Cuadro 2. Relación entre contenido de azúcar
    y ácido en una mezcla para sorbetes.

    Contenido de azúcar

    (%)

    Ácido cítrico

    (%)

    25 – 30

    0.36

    30 – 35

    0.40

    35 – 40

    0.50

    Tomado de Arbuckle (1977). Adaptado por el
    autor.

    • Sobreaumento. El enfriamiento del sorbete es similar
      al de un helado, sin embargo sólo debe producir un
      sobreaumento de 30-40%. El sobreaumento determina la firmeza
      del sorbete, mayor sobreaumento provee textura espumosa y menor
      sobreaumento, una textura dura.
    • Preparación de la mezcla base. La mezcla base
      se prepara añadiendo lentamente los ingredientes secos a
      una parte del agua, evitando la formación de grumos. Se
      recomienda utilizar calor,
      especialmente cuando se trabaja con estabilizadores como
      gelatina o agar-agar. La pasteurización es opcional y la
      homogeneización es poco práctica. La mezcla debe
      ser enfriada antes de agregar otros ingredientes. La
      maduración es necesaria sólo si se utilizan
      gelatinas o agar-agar en el estabilizador, en este caso se debe
      madurar por 12-24 h. En este momento la mezcla está
      lista para agregarle el resto de los ingredientes. Por cada 80
      kg de mezcla base (Cuadro 3) deben agregarse suficiente
      colorante, saborizantes y agua para completar 100 kg.

    Cuadro 3 . Ingredientes para mezcla base de
    un sorbete.

    Ingredientes

    Cantidad (kg)

    Sucrosa (caña o remolacha)

    21 – 35

    Glucosa, azúcar invertida o azúcar
    de maíz

    7 – 9

    Estabilizador

    0.4 – 0.6

    Leche

    35 – 40§

    Agua

    Suficiente para completar 80 kg de
    mezcla.

    §
    Se debe agregar lo suficiente para proveer 5 kg de
    sólidos de leche en la mezcla final de 100 kg de
    sorbete.

    Tomado de Arbuckle (1977). Adaptado por el autor.
    Madrid y Cenzano (1995) señalan que la
    homogeneización se debe dar entre 4-5ºC por un
    período de 3-4 horas, donde no existe peligro de
    desarrollo microbiano por la baja temperatura. Durante este
    período se logran cambios en:

    • Cristalización de la grasa.
    • Las proteínas y estabilizadores tienen
      tiempo de absorber agua, para mejorar la
      consistencia.
    • La mezcla absorberá mejor el aire en la
      mezcla.
    • Se obtendrá mejor resistencia al derretimiento.

    Madrid y Cenzano (1995) indican que el batido de la
    premezcla juega un papel muy influyente en las
    características finales del sorbete, mediante dos funciones:

    • Incorporación de aire por agitación
      vigorosa de la mezcla hasta conseguir el cuerpo
      deseado.
    • Congelación rápida del agua de la
      mezcla de forma que se formen pequeños
      cristales.

    Si el enfriamiento es lento se formarán cristales
    grandes, advierten los mismos autores; por ello se prefiere
    congelar rápido durante el batido para que cuando lleguen
    a los cuartos fríos ya estén en la temperatura
    adecuada para almacenamiento.

    Dificultades
    Arbukcle (1977) enumera las siguientes dificultades que se
    presentan en la elaboración de los sorbetes.

    • Control del sobreaumento. El sobreaumento de 35-45%
      no es fácil de conseguir especialmente si se usa
      gelatina como estabilizador sin modificar el método de
      enfriamiento.
    • Excesiva dureza. La dureza puede ser controlada
      manteniendo el azúcar en un 28-32%; usando un cuarto de
      glucosa; usando el estabilizador adecuadamente; y mercadearlo
      rápidamente. La dureza excesiva también se puede
      dar con sólidos totales bajos, si es que la temperatura
      del cuarto frío es muy alta o por mal manejo del
      producto.

    Adicionalmente Pearson (s.f.) señala las
    siguientes dificultades.

    • Separación de fases. Caracterizado por la
      formación de una capa dura en el fondo del recipiente.
      Esto es provocado por un exceso de azúcar, temperaturas
      en el cuarto frío muy altas o poco
      estabilizador.
    • Cuerpo pegajoso. Dado por exceso de estabilizador o
      por bajo sobreaumento.

    Toma de muestras
    Madrid y Cenzano (1995) definen una muestra como la
    parte del producto que se toma para analizar y que es
    representativa de todo el producto. Señalan que el
    número de muestras a tomar por lote de fabricación
    debe ser completamente al azar y puede ir de 5 a 10 por lote
    elaborado en una jornada de 8 horas. En el caso de
    heladerías de menor escala, una sola
    muestra puede ser tomada por cada producto; pero incluso en estos
    casos se deben tomar submuestras para completar una muestra
    representativa. Las muestras deben ser recogidas en su envase
    original, si es que aplica, o en recipientes limpios, secos,
    cerrados y previamente esterilizados.

    Tolerancia
    microbiológica

    Como tolerancia
    microbiológica se entiende el número máximo
    aceptable de cada tipo de microorganismos en la muestra, pasado
    este número se considera que el producto original no es
    apto para el consumo humano y debe rechazarse (Madrid y Cenzano,
    1995). Existen tolerancias diferentes para productos
    pasteurizados y para productos pasteurizados con adición
    de productos no pasteurizados, como el caso en que se agreguen a
    la mezcla frutas que no son previamente pasteurizadas (Cuadro
    4).

    Cuadro 4. Tolerancia microbiológica
    para muestras de helados (UFC/g).

    Tipo de microorganismo

    Pasteurizados

    Pasteurizados con aditivos no
    pasteurizados

    n

    C

    m

    M

    n

    c

    M

    M

    5

    2

    100,000

    300,000

    5

    2

    200,000

    500,000

    Aerobios mesófilos

    5

    2

    100

    200

    5

    2

    200

    400

    Enterobacterias lactosa positiva

    5

    2

    0

    5

    5

    2

    0

    5

    Escherichia coli

    5

    1

    10

    100

    5

    1

    10

    100

    Staphylococcus aureus

    5

    0

    0

    0

    5

    0

    0

    0

    Salmonella

    5

    0

    0

    0

    5

    0

    0

    0

    Shigella

    UFC = Unidades Formadoras de
    Colonias

    n = Número de muestras a tomar de un mismo
    lote.
    c = Número de muestras que puede rebasar el valor m sin
    rebasar el valor M.
    m = Tolerancia microbiológica que no puede exceder ninguna
    de las n-c muestras.
    M = Tolerancia microbiológica que no puede exceder ninguna
    de las c muestras.
    Tomado de Madrid y Cenzano (1995), de acuerdo a las normas del
    FDA.

    Análisis De
    Aceptación Con El Consumidor

    Según Resurrección (1998), la aceptación de
    un alimento por parte del consumidor se
    puede dar por experiencia positiva hacia el alimento y/o
    utilización del mismo (compra o consumo).
    La medición de la aceptabilidad generalmente
    se hace por medio de una escala. Esta puede ser medida con
    solamente un producto y no requiere la comparación contra
    otro. Este tipo de prueba da una indicación de la
    aceptabilidad del producto basada en las características
    organolépticas del mismo. Sin embargo esta prueba no
    garantiza el éxito
    del producto en el mercado, ya que éste se basa más
    en aspectos como la propaganda que
    se le dé al mismo.
    Resurrección (1998) enumera tres tipos de pruebas para
    medir la aceptabilidad del producto: por muestras apareadas, por
    clasificación jerárquica y por evaluación.
    En las muestras apareadas se le pide al panelista o consumidor
    que muestre su aceptación o preferencia entre dos
    muestras. El método por clasificación
    jerárquica es en realidad una extensión del de
    muestras apareadas, ya que se dan a probar varias muestras y se
    le pide al panelista o consumidor que ordene las muestras
    según su preferencia. En el método por
    evaluación se caracteriza el producto a través de
    una escala según es percibido por el panelista o
    consumidor.

    4. Materiales y métodos

    Ultrafiltración
    Materia
    prima

    • Suero dulce de queso zamorela filtrado a
      través de tela triple y pasteurizado en placas. Este es
      obtenido a partir de la coagulación de leche
      pasteurizada y estandarizada al 2%, por medio de adición
      de cultivo láctico (Lactococcus lactis ssp.
      lactis y Lactococcus lactis ssp.
      cremoris). El desuerado se realiza luego de calentar la
      cuajada a 41ºC por 15 minutos y dejar escurrir por 5
      minutos. Se mantuvo en cuarto frío a 4ºC hasta el
      momento de UF.

    Equipo

    • Membrana A/G "Technology Co", Modelo
      UFP-10-E-ITR; 7.6 x 63 cm; fibras hueca de polisulfona de 1 mm
      de diámetro; poros permiten el paso de moléculas
      con peso molecular menor a 10,000; área total 2.1
      m2.
    • Pasteurizador por tandas, "The Creamy Package MFG Co"
      capacidad de 200 L.
    • Bomba centrífuga sanitaria L.C. Thomsen
      (Modelo #5); 1.49 kW; 230/460 volts; trifásica; 60
      ciclos; 3500 rpm; aspas de 11 cm de largo; motor modelo
      4800-25.
    • Medidores de presión L.C. Thomsen (Modelo
      T3S-D-1½U-GF-BT-SS "clamps, 3.5 face"); de 0-689 kPa; de
      acero
      inoxidable y relleno de glicerina.
    • Tuberías y codos de acero
      inoxidable.
    • Termómetro.
    • Baldes plásticos.
    • Balanza Chatillon de 454 kg.
    • Cronómetro.
    • Manguera de plástico.
    • Empaques.
    • Mantas de tela.
    • Soporte de membrana.

    Método
    Las pruebas de UF se efectuaron por triplicado siguiendo los
    siguientes pasos:

    1. Se ensambló el sistema de UF
      (Anexo 1).
    2. Se pesaron 100 kg de suero pasteurizado y se
      colocaron en el tanque de recirculación.
    3. Se calentó con agitación el suero hasta
      alcanzar 50ºC.
    4. Se encendió la bomba
      centrífuga.
    5. Se recolectó todo el ultrafiltrado y se
      tomó el dato de peso total al final.

      Pe + Ps

      Pt = —————

      2

      Donde Pt = Presión transmembrana.

      Pe = Presión de entrada a la
      membrana.

      Ps = Presión de salida de la
      membrana.

    6. Se registró a intervalos de 30 minutos la
      temperatura, flujo de ultrafiltrado y presión
      transmembrana, la cual se calculó de la siguiente
      manera:

      kg de suero

      TCV = ———————————-

      kg de concentrado proteico

    7. El proceso se detuvo al momento de alcanzar la
      concentración de 3% de proteína en el
      concentrado, medido a través de la Tasa de
      Concentración Volumétrica (TCV) o por el peso del
      ultrafiltrado, sabiendo que el producto de la
      concentración inicial por el volumen inicial es igual al
      producto de la concentración final por el volumen final.
      La TCV se calcula de la siguiente forma:
    8. Se tomaron las muestras de ultrafiltrado, concentrado
      y suero para analizar.
    9. Se estimó la media, desviación
      estándar y coeficiente de variabilidad para las
      siguientes variables
      medidas:
    • Presión transmembrana.
    • Temperatura.
    • Flujo de ultrafiltrado.
    • TCV.
    • Tiempo de UF.
    • Balance de materia.
    • Composición química.
    • Conteo microbiano.

    Sorbete
    Materia prima

    • Concentrado proteico producto de la UF.
    • Azúcar de caña.
    • Estabilizador para sorbetes suaves de Sabores Cosco
      de El Salvador S.A. de C.V.
    • Solución de ácido cítrico al 50%
      (P/P) .
    • Leche descremada en polvo.
    • Sabor artificial de fresa Sabores Cosco de El
      Salvador S.A. de C.V. Super Aroma de Fresa.
    • Bolsas plásticas.
    • Sabor natural de fresa Givaundan Raire (ingredientes:
      fresa, jarabe de fructosa, jarabe de maíz, agua,
      ácido cítrico, goma carob, benzoato de sodio,
      saborizante artificial y rojo #40).
    • Agua filtrada.

    Materiales y
    equipo

    • Balanzas de 27 kg y 1000 g.
    • Marmita enchaquetada "Cleveland Range Co." de 27
      kg.
    • Probeta de un litro.
    • Agitador de acero inoxidable.
    • Maquina para helados "Emery Thompson Machine &
      Suply Company" de 18 kg de capacidad.
    • Cuartos fríos a 9ºC y
      –12ºC.

    Método

    Se realizaron tres repeticiones, una con cada
    concentrado proteico producto de cada repetición de
    UF.

    1. Cuadro 5.
      Formulaciones empleadas en la elaboración de sorbetes
      (%).

      Ingredientes

      Control

      Tratamiento

      Azúcar

      19.50

      22.13

      Estabilizador

      0.24

      0.27

      Leche descremada en polvo

      5.76

      2.30

      Solución de ácido
      cítrico

      0.48

      0.48

      Agua

      62.91

      19.47

      Concentrado proteico de suero

      0.00

      44.26

      Sabor natural de fresa

      11.08

      11.06

      Sabor artificial de fresa

      0.03

      0.03

      Total

      100.00

      100.00

    2. Se pesaron los ingredientes según la
      formulación (Cuadro 5). Los ingredientes secos se
      mezclaron en una sola bolsa.
    3. Se agregaron los ingredientes secos al concentrado
      proteico de suero y agua precalentados a 32ºC, con
      agitación constante para evitar formación de
      grumos.
    4. Se pasteurizó la mezcla a 75ºC por 30
      minutos.
    5. Se maduró la mezcla en cuarto frío por
      24 h.
    6. Se pesó una muestra de 220 ml de la premezcla
      para el cálculo
      del sobreaumento.
    7. Se introdujo la mezcla junto con el saborizante
      natural de fresa a la máquina para helados.
    8. Poco antes de sacar la mezcla se agregó la
      solución de ácido cítrico.
    9. Una vez alcanzado un sobreaumento de 40%, se
      envasó el producto en panas de 0.13 litros. El
      sobreaumento se estimó como la expresión
      porcentual de la diferencia en peso de un mismo volumen de
      premezcla y del sorbete.
    10. Se estimó la media, desviación
      estándar y coeficiente de variabilidad para las
      siguientes variables medidas:
    • Sobreaumento.
    • Características organolépticas:
      sabor, textura y apariencia.
    • Estabilidad física.
    • Estabilidad microbiológica evaluada por una
      prueba t.
    • Características químicas.

    Bebida
    Materia prima

    • Azúcar de caña.
    • Cocoa al 10-12% de Givaundan Roure.
    • Sal mineral.
    • Leche descremada en polvo.
    • Concentrado proteico producto de UF.

    Materiales y
    equipo

    • Marmita enchaquetada "Cleveland Range Co." de 27
      kg.
    • Agitador de acero inoxidable.
    • Homogenizador a 13.7 MPa.
    • Balanzas de 27 kg y 1000 g.
    • Probetas de un litro.
    • Recipiente de acero inoxidable.
    • Cuarto frío a 4ºC.
    • Bolsas plásticas.

    Método

    1. Cuadro 6. Formulación empleada en
      la elaboración de bebida a base de concentrado
      proteico de suero.

      Ingredientes

      %

      Azúcar

      6.50

      Cocoa

      1.00

      Sal mineral

      0.02

      Leche descremada en polvo

      0.48

      Concentrado

      92.00

      Total

      100.00

    2. Se pesaron los ingredientes según la
      formulación (Cuadro 6).
    3. Se mezclaron los ingredientes secos, excepto la cocoa
      que se pesó por separado, en bolsas
      plásticas.
    4. Se precalentó el concentrado a
      50ºC.
    5. Se agregó la cocoa con agitación
      constante durante 5 minutos.
    6. Se agregó el resto de
      ingredientes.
    7. Se pasteurizó a 75ºC por 30
      minutos.
    8. Se homogeneizó a 13.79 kPa.
    9. Se enfrió a 4ºC.
    10. Se tomaron muestras para análisis
      microbiológico y químicos.
    11. Se almacenó en el cuarto
      frío.
    12. Se trabajó a prueba y error con varias
      formulaciones hasta llegar a un producto con sabor aceptable y
      con características nutricionales atractivas. Se
      evaluó:
    • Aceptabilidad del producto.
    • Estabilidad física y microbiológica a
      1, 3, 6 y 12 días después de
      elaborado.
    • Características químicas.

    Análisis Químicos
    Y Microbiológicos

    Se tomaron muestras del suero, concentrado,
    ultrafiltrado, bebida y sorbetes para ser analizados (Cuadro
    7).

    Cuadro 7. Análisis químicos
    realizados según AOAC (1990).

    COMPONENTE

    MÉTODO UTILIZADO

    Humedad

    Horno a 105ºC

    Cenizas

    Incineración a 580ºC

    Proteína cruda

    Kjeldahl (N x 6.38)

    Grasa

    Babcock (modificado para helados)

    Azúcar

    Carbohidratos totales con fenol –
    ácido sulfúrico

    PH

    Potenciómetro

    Para la evaluación microbiológica se hizo
    conteos de mesófilos aeróbicos y coliformes con
    medios PCA y
    VRBA, respectivamente.

    Análisis De
    Aceptación

    Para el sorbete se realizaron encuestas
    descriptivas de aceptación con preguntas estructuradas, en
    el Puesto de Ventas de
    Zamorano (Anexo 2). Previo a la prueba se explicó al
    entrevistado la diferencia básica entre el sorbete y un
    helado; esto debido al desconocimiento local que existe respecto
    al sorbete. Igualmente se le explicó que el producto
    contiene proteína de mejor calidad que la caseína y
    presenta menor cantidad de grasa.
    En el caso de la bebida se utilizó encuestas descriptivas
    de aceptación con una pregunta estructurada (Anexo 3). Se
    explicó la naturaleza del
    producto: elaborado a base de concentrado proteico y su bajo
    contenido de grasa.
    Se pretendía evaluar la aceptación potencial de los
    productos en el mercado, usando Chi-cuadrado para analizar los
    datos.

    Análisis De
    Costos

    Se tomó como base un Modelo de la Planta de Lácteos
    para estimar los costos variables, costos fijos y los costos
    indirectos de fabricación.

    5.
    Resultados y discusión

    Ultrafiltración
    Análisis técnico
    La UF presentó básicamente dos problemas:

    • Se trabajó con la válvula totalmente
      abierta (8/8) ya que la recomendación de Andrade (1999)
      de 6/8 no generó presiones adecuadas. Esto se pudo deber
      a que el tanque usado por Andrade fue de 25 kg de capacidad,
      con base cónica, diámetro menor y con la salida
      en la base; el tanque utilizado en el presente estudio fue de
      200 kg de capacidad, base plana, diámetro mayor y con la
      salida a un lado del mismo. Esta situación
      permitió a Andrade mantener presiones mayores ya que el
      volumen de concentrado se va reduciendo por la UF, la altura
      del mismo en el tanque se va reduciendo al punto en que la
      bomba succiona aire ayudado por la turbulencia generada por la
      recirculación del concentrado. Esto provoca
      caídas en presión y es un factor que deteriora la
      bomba y hace menos eficiente la UF.
    • A pesar que la presión transmembrana y la
      temperatura fueron constantes, el flujo de ultrafiltrado
      presentó una variabilidad del 16% (Cuadro 8), no existen
      antecedentes comparativos referentes a esta variabilidad. Sin
      embargo Andrade (1999) reportó una disminución
      del 79% en promedio en el flujo al final, en el presente
      estudio la disminución fue del 70% en promedio, lo que
      indica una disminución aceptable.

    Cuadro 8. Resumen
    técnico de tres corridas de UF para 100 kg de
    suero.

    Parámetro

    Presión transmembrana (kPa)

    Temperatura

    (ºC)

    Flujo de ultrafiltrado
    (l/m2/h)

    Tiempo de UF (h)

    TCV

    Repetición 1

    112.6

    51

    3.81

    6.0

    5.4

    Repetición 2

    115.7

    53

    5.31

    4.5

    5.3

    Repetición 3

    113.1

    51

    4.69

    5.0

    5.9

    Media

    113.8

    52

    4.6

    5.2

    5.54

    DE

    1.7

    0.7

    0.8

    0.9

    0.25

    CV (%)

    1

    1

    16

    17

    4.5

    TCV= Tasa de concentración
    volumétrica.

    La presión transmembrana determina el flujo de
    ultrafiltrado, ya que a mayor presión transmembrana mayor
    flujo de ultrafiltrado; sin embargo otros factores como la
    obstrucción de los poros de la membrana, pueden afectarlo.
    En este sentido la limpieza escrupulosa de la membrana
    después del proceso es vital para asegurar una buena
    filtración. En promedio este flujo fue de 4.6
    L/m2/h (Cuadro 8), la máxima de 13.33
    L/m2/h y la mínima de 3.81 L/m2/h
    (Anexo 4), similares a los reportados por Andrade (1999) de 13.72
    y 3.75 máximo y mínimo respectivamente.
    La temperatura recomendada por Andrade (1999), 50ºC, fue
    mantenida durante la corrida gracias al tanque enchaquetado usado
    para la recirculación (Anexo 1). Esta temperatura
    garantizó que la proteína no sufriera
    desnaturalización por altas temperaturas (Cuadro 8).
    Los tiempos de UF fueron mucho más prolongados que los que
    reportó Andrade (1999). Esto ocurrió en respuesta a
    que en este estudio se utilizó 300% más de suero y
    al reducido flujo de ultrafiltrado, por cambios en las
    condiciones del proceso.
    La TCV en este estudio fue de 5.54 en promedio, tasa que nos
    permitía teóricamente producir un concentrado con
    alrededor del 3% de proteína deseado. Andrade (1999)
    llegó a TCVs de 8.4 en promedio logrando un concentrado
    con 4.9% de proteína.

    Análisis químico y
    microbiológico

    El balance de materia presentó pérdidas
    pequeñas (Cuadro 9) que se pueden deber a:

    • Pérdidas al momento de recolectar los
      productos para ser pesados.
    • Error por baja sensibilidad de la
      balanza.
    • Retención de partículas en los poros de
      la membrana. Estas partículas pueden incluir
      proteína y grasa que se adhieren a las paredes internas
      de la membrana. Esto concuerda con lo mencionado por Kim et al.
      (1989), ellos reportan que al calentar el suero se producen
      pérdidas del 10% en proteína.

    Cuadro 9. Balance de masa y nutrientes para
    materia prima y productos de UF.

    Componente

    Masa (kg)

    Proteína(g)

    Grasa (g)

    Cenizas (g)

    CHOs (g)

    Suero

    100.0

    760.0

    620.0

    510.0

    5150.0

    Concentrado

    18.1

    496.0

    456.0

    94.0

    979.0

    Ultrafiltrado

    81.1

    211.0

    41.0

    405.5

    4266.0

    Pérdida (%)

    0.8

    7.0

    20.0

    2.0

    2.0

    CHOs = carbohidratos
    totales

    La pérdida de proteína fue sólo del
    7% y esto es muy aceptable. Si la pérdida de masa que se
    dio (0.8 kg) fuera de concentrado exclusivamente, eso
    significaría que 22 g de proteína se perdieron en
    esa fracción. El resto de proteína perdida (31 g)
    debió estar adherida a las paredes internas de la
    membrana, provocando lo que se llama el "ensuciamiento de la
    membrana" y que afecta al proceso de UF.
    La grasa fue el componente con más pérdidas (Cuadro
    9). Probablemente por adhesión a la capa de
    proteína pegada a la membrana o por ser menos densa y se
    pudo perder al momento de recolectar los productos por la salida
    del tanque de recirculación. Las cenizas y los
    azúcares se recuperaron casi totalmente (Cuadro 9), debido
    a que su tamaño pequeño les permiten atravesar la
    membrana y colectarse en el ultrafiltrado.
    Los sólidos totales del suero y ultrafiltrado coinciden
    con los de Andrade (1999); sin embargo en el concentrado proteico
    del presente estudio, como ya se explicó, se llevó
    a casi 3% de proteína y por eso el porcentaje de ST fue
    menor. Esto fue debido a que los productos a elaborar no
    demandaban concentraciones mayores de proteína, así
    se evitó corridas innecesariamente más largas. Sin
    embargo, se logró concentrar el suero de 0.76% de
    proteína hasta 2.74% de proteína, lo que representa
    un incremento del 261%.
    Las cenizas y el azúcar presentan concentraciones muy
    similares en el suero, concentrado y ultrafiltrado (Cuadro 10)
    coincidiendo con lo que reportó Andrade (1999). A pesar de
    que más del 80% de minerales y azúcares presentes
    en el suero pasan al ultrafiltrado, estas cantidades absolutas se
    diluyen por el volumen enorme de ultrafiltrado y determinan esas
    concentraciones.

    Cuadro 10.
    Composición química, pH y ATECAL de materia prima y
    productos de UF.

    Componente

    %

    pH

    ST

    Cz

    Proteína

    Grasa

    CHOs

    ATECAL

    Suero

    Media

    6.43

    0.51

    0.76

    0.62

    5.15

    0.10

    6.11

    DE

    1.48

    0.02

    0.16

    0.10

    1.30

    0.02

    0.22

    CV (%)

    23.04

    3.92

    20.81

    16.88

    25.27

    14.78

    3.65

    Concentrado

    Media

    8.66

    0.52

    2.74

    2.52

    5.41

    0.12

    6.30

    DE

    1.49

    0.07

    0.55

    0.44

    0.86

    0.01

    0.24

    CV

    17.15

    14.27

    20.21

    17.36

    15.87

    8.33

    3.84

    Ultrafiltrado

    Media

    6.02

    0.50

    0.26

    0.05

    5.26

    0.08

    6.21

    DE

    1.13

    0.04

    0.02

    0.00

    1.07

    0.02

    0.23

    CV (%)

    18.73

    7.52

    9.00

    0.00

    20.28

    18.33

    3.63

    CHOs = carbohidratos totales

    Cz = cenizas
    ST = sólidos totales (100 – humedad)
    El ultrafiltrado presentó 0.05% de grasa este valor se
    repitió de igual manera en las tres réplicas (Anexo
    5). Esto difiere de lo encontrado por Revelo (1998) y Andrade
    (1999) quienes reportaron cero por ciento de grasa en el
    ultrafiltrado. Esta diferencia se puede deber a la
    implementación de un método de Babcock modificado,
    el cual emplea ácido acético antes de quemar la
    muestra con ácido sulfúrico, lo cual permite mayor
    sensibilidad.
    El ATECAL (Acidez Titulable Expresada Como Ácido
    Láctico) fue menor en el ultrafiltrado y mayor en el
    concentrado (Cuadro 10). Esto se puede deber a la carga
    microbiológica del concentrado la cual es mayor que la del
    ultrafiltrado y que pudo seguir produciendo acidez (Cuadro
    11).
    Los resultados de los análisis microbiológicos
    resultaron satisfactorios ya que no se encontró
    ningún microorganismo indicador de contaminación
    fecal (coliformes) y el conteo general de mesófilos fue
    muy bajo (Cuadro 11). Incluso estos conteos cumplen con los
    requerimientos expuestos por Madrid y Cenzano (1995) para helados
    (Cuadro 4). Igualmente, según Revilla (1996) el conteo
    satisface los requerimientos de la
    Organización Panamericana de la Salud (OPS) para leche
    certificada tipo A, el cual es de menos de 500 UFC/ml. Esta
    situación es reflejo de la pasteurización previa
    que se le da al suero y posiblemente por las temperaturas
    sostenidas por tiempo prolongadas del proceso de UF.

    Cuadro 11. Resultado del conteo microbiano en
    la materia prima y productos de la UF (UFC/ml).

    Suero

    Concentrado

    Ultrafiltrado

    R

    PCA

    VRBA

    PCA

    VRBA

    PCA

    VRBA

    1

    100

    0

    87

    0

    4

    0

    2

    59

    4

    13

    0

    5

    0

    3

    61

    0

    120

    0

    17

    0

    R = repetición

    PCA = "Plate Count Agar"

    VRBA = "Violet-Red-Bile-Agar"
    Estos resultados difieren de los de Andrade (1999), ya que este
    autor reporta un suero pasteurizado con cero conteo en el medio
    PCA. Los datos obtenidos por este autor son poco frecuentes ya
    que en la pasteurización no se elimina el cien por cien de
    los microorganismos existentes, aunque sí el cien por cien
    de aquellos que son patógenos.

    Análisis de
    costos

    El costo de producir 1 kg de concentrado proteico fue de L.16.43
    (Anexo 6). Este dato difiere del de Andrade (1999) por
    sólo 44 centavos de lempira, menos del 2%, sin embargo el
    estudio de Andrade fue con 25 kg y el presente estudio fue con
    100 kg. Esta diferencia en costo se debe a que los costos de mano
    de obra directa se duplicaron en respuesta a la
    prolongación de la UF y por ser los costos de mano de obra
    directa el 60% de los totales tienen una repercusión
    fuerte sobre los mismos. Además el nuevo modelo de costeo
    de la planta es más completo y actualizado que el
    utilizado por Andrade.
    El costo del concentrado puede ser reducido si se incrementa el
    volumen de suero inicial. Esto es cierto ya que la mano de obra y
    los costos fijos están primeros en la estructura de
    costos, 16% y 40% respectivamente. Al incrementar el volumen de
    suero se diluyen los costos de mano de obra y con éstos
    los costos fijos, que se reparten de acuerdo a los
    primeros.

    Sorbete
    Análisis técnico
    El manejo del sorbete no fue diferente al manejo de un helado,
    por lo cual no se observaron problemas con equipo o materiales.
    Sin embargo el sorbete presenta un punto de derretimiento menor
    causado por el contenido bajo de sólidos de leche. Esta
    situación es igualmente reportada por Arbuckle (1977).
    El control del sobreaumento es crítico ya que provoca
    separación de fases, como indica Pearson (s.f.),
    especialmente en el caso del sorbete a base de concentrado
    proteico. Esto se debe a que las proteínas del suero
    poseen excelentes características espumantes. Es por eso
    que el tiempo de batido en la máquina para helados se
    redujo de 20 minutos (en un helado) a 10 minutos en el sorbete
    control y a 5 minutos en el sorbete a base de concentrado
    proteico (Cuadro 12). En ambos sorbetes se alcanzó
    sobreaumentos de alrededor de 40%, característico de este
    tipo de producto como lo indica Arbuckle (1977).

    Cuadro 12. Sobreaumento alcanzado en la
    elaboración de sorbetes.

    Sorbete

    Tiempo

    (minutos)

    Sobreaumento (%)

    Control

    10.0

    40

    A base de concentrado

    5.2

    41

     

    El agregar el ácido hasta el final del
    congelamiento en la máquina para helados fue necesario, ya
    que el calentar la mezcla junto con el ácido evitó
    que se diera el sobreaumento. Esto se debe a que al calentar el
    estabilizador junto al ácido reduce la eficiencia del
    primero. Esta situación fue igualmente reportado por
    Pearson (s.f.).
    La estabilidad física del helado no se vio alterada por el
    tiempo en almacén.
    No se observaron cambios en color ni separación de fases
    en ningún momento.

    Análisis químico y
    microbiológico

    De acuerdo a su composición química (Cuadro 13) los
    sorbetes cumplen con los estándares indicados por Madrid y
    Cenzano (1995) y con los de Arbuckle (1977) que caracterizan un
    sorbete.
    La variabilidad en los resultados del análisis
    químico es mayor en el contenido de grasa y
    proteína, esto se debe a la variabilidad del concentrado
    proteico (Cuadro 13) el cual comprende 44% de la mezcla (Cuadro
    5).
    El sorbete a base de concentrado mostró una textura
    más suave que la del sorbete control producto de su
    contenido (Cuadro 13) y tipo de proteína, la cual da
    sensación a grasa.

    Cuadro 13. Composición química,
    contenido calórico y pH de sorbetes.

    Repetición

    %

    pH

    ST

    Cz

    PC

    Grasa

    CHOs

    Cal/100 g

    Sorbete

    1

    33.14

    0.65

    2.05

    0.70

    33.35

    4.05

    148

    2

    33.39

    0.57

    3.24

    0.50

    25.48

    4.09

    119

    3

    32.08

    0.74

    2.09

    0.35

    37.97

    4.06

    163

    Media

    32.87

    0.65

    2.46

    0.52

    32.27

    4.07

    144

    DE

    0.69

    0.09

    0.68

    0.18

    6.32

    0.02

    22.32

    CV (%)

    2.12

    13.02

    27.47

    33.99

    19.57

    0.51

    15.55

    Control

    Media

    35.53

    0.52

    3.41

    0.10

    30.42

    4.10

    136

    ST = sólidos totales (100 –
    humedad)

    Cz = cenizas

    CHOs = carbohidratos totales
    Un helado posee la mitad del azúcar que el sorbete y
    más del 200% más de grasa. Por esto un helado posee
    casi 45% más calorías que los sorbetes aquí
    elaborados. Esta podría ser una alternativa para los
    consumidores que gustan de los productos helados pero no desean
    consumir grasa.
    La calidad microbiológica de los sorbetes (Cuadro 14) no
    presentó diferencia significativa (P=0.90) entre control y
    experimental, ni a través del tiempo. Esto es en respuesta
    a la pasteurización y a las bajas temperaturas de
    almacenamiento del producto final. La calidad
    microbiológica cumplió con los estándares
    que recomienda Madrid y Cenzano (1995) para mesófilos
    aerobios y coliformes en helados (Cuadro 4).

    Cuadro 14. Resultados de análisis
    microbiológicos de sorbetes (UFC/g).

    PCA

    VRBA

    Días después de elaborado

    1

    7

    14

    21

    1

    7

    14

    21

    Sorbete a base de concentrado

    290a

    460a

    210a

    110a

    0a

    0a

    0a

    0a

    Sorbete control

    380a

    270a

    510a

    350a

    0a

    0a

    0a

    0a

    RVBA = "Violet-Red-Bile-Agar". PCA = "Plate Count
    Agar".

    a No significativo (P>0.90)

    Análisis de
    aceptación

    Los sorbetes tuvieron buena aceptación por parte de los
    consumidores. Más del 80% de los encuestados clasificaron
    el sabor, textura y apariencia de los sorbetes entre bueno y muy
    bueno (Cuadro 15).

    Cuadro 15. Resultados de encuesta de
    aceptación para sorbetes (%).

    Sabor

    Textura

    Apariencia

    Calificación

    Ctrola

    Conca

    Ctrola

    Conca

    Ctrola

    Conca

    Muy bueno

    37.1

    42.7

    36.5

    38.0

    49.7

    47.9

    Bueno

    50.9

    41.0

    41.9

    37.6

    43.1

    38.0

    Regular

    9.6

    12.8

    13.2

    17.9

    6.0

    11.1

    Malo

    2.4

    3.0

    4.8

    4.7

    1.2

    1.3

    Muy malo

    0

    0.4

    3.6

    1.7

    0

    1.7

    a No
    significativo (P>0.49)

    Ctrol = sorbete control
    Conc = sorbete a base de concentrado proteico
    Tamaño de muestra:
    control = 83
    concentrado proteico = 253
    El valor de Chi-Cuadrado para la variable Sabor fue de 4.595,
    aceptando la hipótesis de que los dos sorbetes se
    presentaron al consumidor con igual sabor (P=0.67). Para la
    variable Textura el valor de Chi-cuadrado fue de 3.299, aceptando
    que los sorbetes presentaron igual textura para los consumidores
    (P=0.49). Para la variable Apariencia el valor de Chi-cuadrado
    fue de 6.403 por lo cual se acepta la hipótesis de que
    los sorbetes presentaron para los consumidores una apariencia
    igual (P=0.83).
    Algunos encuestados manifestaban que los sorbetes tendían
    a derretirse muy rápidamente. Sin embargo, más del
    91% de los consumidores encuestados opinan que el sorbete a base
    de concentrado es un producto atractivo (P=0.999). Poco
    más del 50% manifiestan que este producto es más
    costoso que un helado y apenas 12% piensan lo contrario
    (P=0.999).

    Análisis de
    costos

    El costo de producir un litro de sorbete elaborado a base de
    concentrado proteico fue de L.15.76 (Anexo 7). Si este producto
    se vendiera al mismo precio que un
    helado se obtendría un retorno sobre costos del 69%.
    Aún si el costo aumentara en un 20% y el precio bajara en
    la misma magnitud se obtendría 13% de retorno sobre
    costos. Por otro lado si se aumentara el precio en un 20% y los
    costos se pudieran bajar en la misma magnitud, mejorando
    eficiencia en la UF, se lograría un retorno del 153% sobre
    costos (Anexo 8).
    El costo de producir un litro de sorbete control fue de L.11.71,
    siendo la materia prima el segmento de la estructura de costos
    más cargado, con más del 70% de los costos totales
    (Anexo 9). Por ser este sorbete más barato que el de
    concentrado proteico, se ve un retorno sobre costos del 128%, si
    se vendiera al precio de un helado. Pero aún en el caso
    que el precio sea de un 20% menor y los costos incrementen en
    igual magnitud el retorno sería del 53% sobre costos
    (Anexo 10).

    Bebida
    Análisis técnico
    Inicialmente la bebida fue elaborada con sabor artificial de
    fresa, color artificial y ácido cítrico. Este
    prototipo presentaba olor y sabor muy marcado al concentrado
    proteico, por lo cual se optó por utilizar cocoa que
    presenta sabor amargo y funciona mejor para disimular el sabor y
    olor peculiar del concentrado proteico.
    La bebida fue manejada igual que una leche con sabor a chocolate.
    La cocoa se debe diluirse en el concentrado a 50ºC hasta
    deshacer totalmente los grumos, caso contrario el resto de
    ingredientes dificultan la disolución de la cocoa formando
    grumos. Estos grumos no reciben un tratamiento térmico
    adecuado durante la pasteurización y serían fuente
    de contaminación del producto final al romperse durante la
    homogeneización.
    La cocoa empleada en la elaboración se precipitó
    después de 15 minutos. Este problema puede encubrirse con
    envases que no permitan ver el interior y recomendar agitarse
    antes de servir, al igual como se hace con otras bebidas con
    cocoa.

    Análisis químico y
    microbiológico

    El contenido proteico de la bebida es menor que el de la leche
    entera (Cuadro 16), sin embargo la calidad y digestibilidad de
    la a
    -lactoalbumina y la b -lactoglobulina son mayores que los de la
    caseína presentes en mayor proporción en la leche.
    La cantidad de grasa en una leche con chocolate es 47% mayor que
    la de la bebida, por lo cual puede ser un producto para aquellos
    consumidores que prefieren alimentos bajos
    en grasa.

    Cuadro 16. Composición química
    y pH de bebida.

    Componente

    %

    Sólidos totales

    14.45

    Cenizas

    0.65

    Proteína

    2.80

    Grasa

    0.90

    Carbohidratos

    6.50

    pH

    5.65

    Solidos totales =
    100-humedad

    El contenido proteico de la bebida es relativamente
    alto, bajo en grasa y similar en carbohidratos a varias bebidas
    infantiles y nutritivas existentes en el mercado (Anexo 11). La
    bebida está hecha a base de concentrado proteico de suero,
    mientras que Enfamil y Nan son elaborados a base de concentrado
    proteico de suero desmineralizado; Isomil, Ensure y Prosobee
    están elaborados a partir de proteína de soya. El
    costo por gramo de proteína en las bebidas reconstituidas
    es mucho más alto que el de la bebida elaborada en este
    estudio.
    La proteína presente en la bebida puede suplir el
    requerimiento diario total de proteína fácilmente.
    Por ejemplo, con solamente ingerir 2.3 litros al día una
    madre en gestación o lactancia puede suplir todo su
    requerimiento diario de proteína (Cuadro 17). Esto es
    prometedor para el futuro de esta línea,
    mejorándose aún más con la adición de
    vitaminas, minerales u otros compuestos que la dirijan a
    diferentes nichos de mercado.

    Cuadro 17. Ingesta de bebida para suplir el
    requerimiento total de proteína de cinco grupos
    poblacionales.

    Grupo poblacional

    Requerimiento diario de proteína
    (g)Å

    Ingesta necesaria para suplir el total de
    proteína (litros de bebida)

    Infantes

    13.5

    0.5

    Niños

    22.7

    0.8

    Hombres

    57.6

    2.1

    Mujeres

    47.2

    1.7

    Gestación / lactancia

    63.3

    2.3

    Å Tomados de Fennema
    (1996)

    La estabilidad microbiana de la bebida medida a 4ºC
    fue aceptable hasta los 6 días después de
    elaborarla (Cuadro 18). Según Revilla (1996) la leche
    pasteurizada tiene una vida en almacenamiento de 5 días a
    4-7 ºC, similar al resultado con la bebida.

    Cuadro 18. Resultados de análisis
    microbiológico de la bebida (UFC/ml).

    DDE

    PCA

    VRBA

    1

    29

    0

    3

    4,300

    0

    6

    250,000

    0

    12

    1,000,000

    1

    DDE = Días después de
    elaborado

    VRBA = "Violet-Red-Bile-Agar"

    PCA = "Plate Count Agar"

     

    La vida en almacenamiento de la bebida depende de la
    calidad microbiológica y temperatura de almacenamiento;
    pero también está en función de
    la cantidad de proteína, grasa, carbohidratos y agua
    disponible en el alimento para los microorganismos.

    Análisis de
    aceptación

    Al 93% de los encuestados les agradó la bebida. Esta
    aceptación es significativa (P=0.999). Esto indica que el
    producto tiene aceptación dentro de los consumidores, sin
    embargo no indica si el producto tendrá una demanda ya que
    esta última depende de otros factores más como el
    precio y la plaza del producto.

    Al ser este producto aceptado por el público,
    permitirá diversificar concéntricamente la
    línea del producto, satisfaciendo así diferentes
    necesidades. Por ejemplo se podría agregar vitaminas,
    minerales ácidos grasos esenciales u otros componentes que
    la dirijan a ciertos mercados
    específicos.

    Análisis de
    costos

    La bebida resultó ser muy costosa debido a su alto
    contenido de concentrado proteico (Anexo 12). Esto se refleja en
    el hecho de que el concentrado representa cerca del 91% del total
    de los costos. En esta situación el producto se debe
    vender alrededor de L.20 por litro para lograr un retorno de poco
    más del 20% sobre costos totales. Si los costos aumentaran
    en un 20% se tendría pérdidas del orden del 0.73%,
    igualmente si el precio se reduce en la misma magnitud la
    pérdida sería del 2.7%; con un incremento en precio
    de 20% y una reducción de costos de igual magnitud
    llegaría a retornar un poco más de 79% sobre costos
    (Anexo 13).
    A pesar del costo elevado de la bebida si se compara con otras
    bebidas con similar contenido de proteína resulta ser un
    producto barato (Anexo 11). Esto le da flexibilidad al precio de
    venta si se
    aplica una estrategia de
    mercadotecnia
    adecuada. Tomando en cuenta que este producto aprovecha el suero
    de queso, que en caso contrario se destinaría a las aguas
    negras o a los cerdos, en el mejor de los casos.

    6.
    Conclusiones

    No se logró estandarizar el proceso de UF, esto
    se refleja en productos de composición química
    variable.
    El costo de producción de un litro de concentrado proteico
    fue de L.16.43 ($1.09).
    El concentrado proteico obtenido resultó con 8.66% de
    sólidos totales, 0.52% de cenizas, 2.74 de
    proteína, 2.52% de grasa, 5.41% de carbohidratos totales y
    cumple con los estándares de calidad microbiana.
    El sorbete cumple con los estándares de identidad
    establecidos para este tipo de producto.
    El sorbete a base de concentrado proteico tuvo igual
    aceptación que el sorbete control. Siendo ambos
    calificados como buenos y muy buenos en el 80% de los
    encuestados.
    La calidad microbiana del sorbete cumple con las normas para este
    tipo de producto. Las características físicas y
    microbianas se mantuvieron a lo largo de los 21 días del
    estudio de estabilidad.
    El costo de producir un litro de sorbete a base de concentrado
    proteico fue de L.15.76 ($1.05).
    La bebida con sabor a fresa no logró enmascarar el sabor y
    olor propio del concentrado proteico.
    La bebida desarrollada con sabor a chocolate mostró buena
    aceptación por parte del 93% de los encuestados.
    La bebida presentó 14.45% de sólidos totales, 0.65%
    de cenizas, 2.8% de proteína, 0.9% de grasa, 6.5% de
    carbohidratos totales y estabilidad microbiana a 4ºC hasta
    los 6 días después de elaborada.
    El costo de producir un litro de bebida fue de L.16.65
    ($1.11).

    7. Recomendaciones

    Mejorar el diseño
    del sistema de UF cambiando el tanque de recirculación por
    uno de base cónica y probando el uso de dos membranas en
    serie.
    Probar otras frutas con sabores más fuertes, como
    maracuyá, tangelo, guayaba y marañón, que
    enmascaren mejor el sabor y olor característico del
    concentrado proteico.
    Prolongar la vida útil de la bebida con el uso de
    preservantes como benzoato.
    Mejorar la viscosidad y la suspensión de la cocoa mediante
    el uso de gomas.
    Realizar estudios de mercado para conocer el perfil del
    consumidor y así diversificar concéntricamente la
    bebida, con el uso de suplementos nutricionales y funcionales.

    8. Bibliografía

    ANDRADE LABORDE, J.E. 1999. Efecto del flujo de alimentación sobre la
    ultrafiltración del suero pasteurizado de queso. Tesis de
    Ing. Agr. Zamorano, Honduras. 24 p.

    AOAC. 1990. Official methods of analysis. 15 ed. USA.
    AOAC. 1298 p.
    ARBUCKLE, W.S. 1977. Ice cream. 3 ed. USA. AVI Publishing
    Company. p. 392-302.
    CHERYAN, M. 1998. Ultrafiltration and microfiltration handbook.
    Technomic Publishing Company. I1., USA 527 p.
    FENNEMA, O.R. 1996. Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc. USA. 1069
    p.
    HARPER, W.J. 1991. Manufacture of whey protein concentrate by
    ultrafiltration. s.l. s.n.t.
    KIM, H.; MORR, C.V.; SEO, A.; SURAK, J.G. 1989. Effect of whey
    pretreatment on composition and functional properties of whey
    protein concentrate. Journal of Food Science (USA)
    54(1):25-29.
    MADRID, A.; CENZANO, I. 1995. Tecnología de la
    elaboración de los helados. Mundi-Prensa Libros, S.A.
    Madrid, España.
    679 p.
    MORR, C.V. 1987. Effect of HTST pasteurization of milk, cheese
    whey and cheese whey UF retentate upon the composition,
    physicochemical and functional properties of whey protein
    concentrates. Journal of Food Science (USA) 52(2):312-317.
    PEARSON, A.M. s.f. Ice cream manufacture. Department of Food
    Science University of Guelph, Ontario. p. 76-82.
    RESURRECCIÓN, A.V.A. 1998. Consumer sensory testing for
    product development. Aspen Publication. Gaitherburg, Maryland.
    254 p.
    REVELO, M. A. 1998. Ultrafiltración del suero de queso y
    evaluación química y microbiológica del
    concentrado proteico. Tesis de Ing. Agr. Zamorano, Honduras. 30
    p.
    REVILLA, A. 1996. Tecnología de la leche. 3 ed. rev.
    Escuela
    Agrícola Panamericana, Zamorano, Honduras, Centroamérica. 396
    p.

    Partes: 1, 2

    Página siguiente 

    Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

    Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

    Categorias
    Newsletter