1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA
FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
“INFLUENCIA DE LA EXTRUSIÓN EN LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS
EN UN SNACK A BASE DE MAÍZ (Zea mayz), PLÁTANO (Mussa cavendish) Y YUYO
(Chondracanthus chamissoi).”
Tesis presentada por las bachilleres:
CHOQUEHUANCA AQUINO, EVA LUZ
MASCO CACERES, YUDI MAYOMI
Para optar el título profesional de:
INGENIERAS EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
Asesor:
Ing. Antonio Ernesto Durand Gámez
AREQUIPA - PERÚ
2019
2. i
PRESENTACIÓN
Sr. Decano de la Facultad de Ingeniería de Procesos:
Mg. Esequiel Nicolás Collado Cárdenas
Sr. Director de la Escuela Profesional de Ingeniería de Industrias Alimentarias:
Dr. Hugo Jacinto Lastarria Tapia
Señores ingenieros miembros del jurado:
Dr. Omar Bellido Valencia
Mg. Mariel Verónica Álvarez Rodríguez
MSc.Ing. Harold Renzo Chirinos Urday
Cumpliendo con las disposiciones de grados y títulos de la Facultad de Ingeniería de Procesos de
la Escuela Profesional de Ingeniería de Industrias Alimentarias de la Universidad Nacional de
San Agustín de Arequipa, expongo a consideración, el siguiente trabajo de Tesis titulado:
“INFLUENCIA DE LA EXTRUSIÓN EN LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS
EN UN SNACK A BASE DE MAÍZ (Zea mayz), PLÁTANO (Mussa cavendish) Y YUYO
(Chondracanthus chamissoi).”
Que de ser aprobada nos permitirá optar el título profesional de Ingenieras de Industrias
Alimentarias
Atentamente.
Bach. Choquehuanca Aquino Eva Luz
Bach. Masco Caceres Yudi Mayomi
3. ii
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA
FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
“INFLUENCIA DE LA EXTRUSIÓN EN LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS
EN UN SNACK A BASE DE MAÍZ (Zea mayz), PLÁTANO (Mussa cavendish) Y YUYO
(Chondracanthus chamissoi).”
Presentado a la Escuela Profesional de Ingeniería de Industrias Alimentarias para optar el
Título Profesional de:
Ingenieras en Industrias Alimentarias
Tesis presentada por los Bachilleres:
Choquehuanca Aquino, Eva Luz
Masco Caceres Yudi Mayomi
Jurado de tesis
4. iii
DEDICATORIA
Dedico este proyecto a mi padre Faustino
por haber puesto su confianza siempre en mí,
a mi hermano Héctor por ser mi modelo de
esfuerzo y superación, a mi madre Úrsula
por estar a mi lado y a mi prima Lesly por
siempre considerarme un ejemplo para ella.
Eva Luz Choquehuanca Aquino
Mi tesis es dedicada primeramente a mi Dios
Jehová, porque él es mi fortaleza, mi refugio y mi
esperanza.
A mis padres Aurelio y Lidia quienes fueron mi
motivación para culminar está meta.
A mis hermanos por brindarme su apoyo y sus
consejos durante todo este tiempo y ayudarme a
lograr este sueño.
Yudi Mayomi Masco Caceres
5. iv
AGRADECIMIENTOS
Deseamos agradecer principalmente a Dios por todas las bendiciones brindadas, haciendo
posible la realización de esta tesis.
De manera muy especial agradecemos a nuestro asesor de tesis el Ing. Antonio Ernesto
Durand Gámez, por su orientación, colaboración y conocimientos compartidos durante el
proceso de la presente tesis.
Al jefe de planta “MAFEL”, Sr Félix por su apoyo invaluable, consejos y su orientación en la
realización del producto.
Nuestro agradecimiento y reconocimiento a los docentes de la Escuela Profesional de
Ingeniería de Industrias Alimentarias, por haber contribuido en nuestra formación profesional
universitaria a través de sus enseñanzas.
6. v
ÍNDICE
CAPÍTULO I..........................................................................................................................1
INTRODUCCIÓN..................................................................................................................1
CAPÍTULO II ........................................................................................................................4
MARCO TEÓRICO ...............................................................................................................4
1.1. Maíz (Zea mays) ....................................................................................................4
Generalidades del Maíz (Zea mays)....................................................................4
1.1.1.
Taxonomía y Morfología del Maíz .....................................................................6
1.1.2.
Producción Nacional y Regional del Maíz ..........................................................8
1.1.3.
Composición Químico nutricional ....................................................................10
1.1.4.
Usos del Maíz...................................................................................................10
1.1.5.
1.2. Plátano de seda (Mussa cavendish).......................................................................11
Generalidades del Plátano (Mussa cavendish):..................................................11
1.2.1.
Taxonomía y Morfología..................................................................................12
1.2.2.
Producción Nacional y Regional.......................................................................15
1.2.3.
Composición química nutricional .....................................................................17
1.2.4.
Usos del plátano ...............................................................................................17
1.2.5.
1.3. Yuyo (Chondracanthus chamissoi) ......................................................................18
Generalidades del Yuyo (Chondracanthus chamissoi)......................................18
1.3.1.
Taxonomía y Morfología..................................................................................19
1.3.2.
Desembarque de Algas .....................................................................................20
1.3.3.
Composición químico nutricional.....................................................................22
1.3.4.
Usos del Yuyo..................................................................................................22
1.3.5.
1.4. Bases científicas relacionadas con el tema............................................................24
Almidón...........................................................................................................24
1.4.1.
Los Snack.........................................................................................................25
1.4.2.
Extrusión..........................................................................................................26
1.4.3.
Evaluación sensorial.........................................................................................37
1.4.4.
Tiempo de vida útil...........................................................................................38
1.4.5.
CAPÍTULO III .....................................................................................................................39
MATERIALES Y MÉTODOS .............................................................................................39
7. vi
1.5. Lugar de ejecución...............................................................................................39
1.6. Materia prima e insumos......................................................................................39
1.7. Materiales, Equipos y Reactivos...........................................................................40
1.8. Métodos de análisis..............................................................................................42
Análisis químico proximal para las materias primas..........................................42
1.8.1.
Análisis fisicoquímico para el producto terminado............................................43
1.8.2.
Análisis químico proximal para el producto terminado .....................................44
1.8.3.
Análisis microbiológico para el producto terminado .........................................45
1.8.4.
3.4.5 Estabilidad del producto terminado ......................................................................45
3.4.6 Análisis estadístico...............................................................................................46
3.4.7 Evaluación sensorial del snack .............................................................................46
1.9. Metodología experimental....................................................................................47
Parámetros del proceso.....................................................................................48
1.9.1.
Variables de estudio .........................................................................................49
1.9.2.
Obtención de gritz de Maíz amarillo duro.........................................................49
1.9.3.
Obtención de gritz de Plátano de seda...............................................................51
1.9.4.
Obtención de gritz de Yuyo ..............................................................................54
1.9.5.
Elaboración del snack.......................................................................................56
1.9.6.
CAPITULO IV.....................................................................................................................61
RESULTADOS Y DISCUSIONES ......................................................................................61
1.10. Análisis de Materias Primas .................................................................................61
Caracterización Químico Proximal de Materias Primas ....................................61
1.10.1.
1.11. Producción del snack ...........................................................................................64
Formulaciones propuestas para los snacks a extruir. .........................................64
1.11.1.
Determinación de la mejor formulación aceptable por el panel de degustación .65
1.11.2.
Caracterización Químico Proximal de la mezcla ...............................................67
1.11.3.
Acondicionamiento de humedad en la mezcla...................................................69
1.11.4.
Determinación de la mejor textura (acondicionamiento de humedad) para el
1.11.5.
snack, según panel de degustación.....................................................................................70
1.12. Caracterización Químico proximal del producto final...........................................71
Caracterización Químico Proximal del snack a dos temperaturas......................71
1.12.1.
8. vii
Determinación del mejor recubrimiento para el snack, según panel de
1.12.2.
degustación .......................................................................................................................74
Caracterización Químico proximal del snack recubierto con panela ..................75
1.12.3.
1.13. Caracterización fisicoquímica del snack...............................................................77
Análisis de minerales........................................................................................77
1.13.1.
Índice de Expansión .........................................................................................78
1.13.2.
Índice de absorción de agua e Índice de Solubilidad de agua ............................79
1.13.3.
Índice de Acidez e Índice de Peróxido ..............................................................80
1.13.4.
1.14. Análisis Microbiológico del snack .......................................................................80
1.15. Estabilidad del producto terminado ......................................................................82
CONCLUSIONES................................................................................................................84
RECOMEDACIONES .........................................................................................................86
BIBLIOGRAFÍA..................................................................................................................87
ANEXOS .............................................................................................................................93
9. viii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Clasificación taxonómica del maíz .............................................................................6
Tabla 2 Producción regional del maíz amarillo duro ...............................................................8
Tabla 3 Producción nacional del maíz amarillo duro...............................................................9
Tabla 4 Composición nutricional del maíz amarillo duro en 100g .........................................10
Tabla 5 Clasificación taxonómica del plátano .......................................................................12
Tabla 6 Producción regional del banano y plátano ................................................................15
Tabla 7 Producción nacional del banano y plátano................................................................16
Tabla 8 Composición nutricional de harina de plátano en 100g.............................................17
Tabla 9 Clasificación taxonómica del yuyo...........................................................................19
Tabla 10 Estimados de desembarque (t) de los principales recursos hidrobiológicos
registrados por la pesca artesanal, 2017 .....................................................................................20
Tabla 11 Desembarque de algas según puerto, Perú 2005-2009(t)........................................21
Tabla 12 Composición nutricional de harina de yuyo en 100g..............................................22
Tabla 13 Contenido de metales pesados en algas marinas .....................................................23
Tabla 14. Contenido de Amilosa y Amilopectina del almidón en alimentos .........................24
Tabla 15. Contenido de almidones en alimentos...................................................................25
Tabla 16 Diferencias entre un extrusor monotornillo y un extrusor de doble tornillo .............28
Tabla 17 Parámetros del extrusor de tornillo simple..............................................................36
Tabla 18 Métodos para el Análisis Microbiológico ...............................................................45
Tabla 19 Parámetros de estudio ............................................................................................48
Tabla 20 Variables evaluadas................................................................................................49
Tabla 21 Condiciones del proceso de extrusión.....................................................................61
10. ix
Tabla 22 Composición proximal de los Gritz de Maíz amarillo duro, Plátano de seda verde y
Yuyo.........................................................................................................................................62
Tabla 23 Formulaciones propuestas......................................................................................65
Tabla 24 Caracterización químico proximal de la mezcla, antes de ingresar al extrusor........67
Tabla 25 Adición de agua en la mezcla. ................................................................................69
Tabla 26 Caracterización proximal del efecto de la temperatura de extrusión en el snack .....71
Tabla 27 Caracterización proximal del snack recubierto con panela .....................................75
Tabla 28 Contenido de minerales totales en el snack.............................................................77
Tabla 29 Índice de expansión del snack ................................................................................78
Tabla 30 Índice de absorción de agua y solubilidad de agua del snack ..................................79
Tabla 31 Índice de Acidez e Índice de Peróxido del snack comparados con la Norma Técnica
Peruana 209.226........................................................................................................................80
Tabla 32 Resultados microbiológicos del snack extruido recubierto con panela comparados
con la Norma Sanitaria para la fabricación de alimentos a base de granos y otros-RM N°451-
MINSA.....................................................................................................................................81
Tabla 33 Constante de velocidad de reacción y ecuación para el snack en almacenamiento...83
Tabla 34 Ficha de técnica del Maíz amarillo duro ................................................................94
Tabla 35 Clasificación por defectos del maíz amarillo duro ..................................................95
Tabla 36 Clasificación por tamaño del maíz amarillo duro....................................................95
Tabla 37 Ficha técnica de plátano de seda verde ..................................................................97
Tabla 38 Clasificación por tamaño plátano del seda verde ....................................................98
Tabla 39 Clasificación por forma del plátano de seda verde ..................................................98
Tabla 40 Clasificación por defecto del plátano de seda verde................................................98
11. x
Tabla 41 Tamaño de magulladuras de los plátanos................................................................98
Tabla 42 Ficha técnica del yuyo..........................................................................................100
Tabla 43 Clasificación del yuyo..........................................................................................101
Tabla 44 Adición de agua para las mezclas .........................................................................108
Tabla 45 Resultados de las medidas de los snacks...............................................................113
Tabla 46 Resultados de I.A.A e I.S.A .................................................................................114
Tabla 47 Resultados de la estabilidad del snack en 90 días..................................................132
Tabla 48 Ecuaciones para determinar la ecuación cinética para órdenes de reacción 0 y 1...133
Tabla 49 Determinación del orden de reacción – s/Recubrimiento ......................................133
Tabla 50 Determinación del orden de reacción – c/Recubrimiento ......................................133
Tabla 51 Valores de la constante de velocidad ....................................................................133
Tabla 52 Costos de producción para la obtención de gritz ...................................................141
Tabla 53 Costos de producción del snack............................................................................141
Tabla 54 Costo de snack por kilogramo ..............................................................................141
Tabla 55 Costo de producto terminado................................................................................141
12. xi
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Maíz Amarillo duro (Zea mays) ..............................................................................5
Figura 2.Plátano de seda (Mussa Cavendish) ........................................................................12
Figura 3. Yuyo (Chondracanthus chamissoi)........................................................................18
Figura 4.Partes de extrusor monotornillo .............................................................................26
Figura 5.Diagrama de flujo para la obtención de gritz de maíz .............................................50
Figura 6.Diagrama de flujo para la obtención de gritz de Plátano de seda.............................51
Figura 7.Diagrama de flujo para la obtención de gritz de yuyo.............................................54
Figura 8.Diagrama de flujo para el proceso de extrusión ......................................................56
Figura 9.Esquema experimental para el proceso de elaboración y análisis del snack .............59
Figura 10. Resultados de evaluación sensorial- escala hedónica para la selección de la mejor
formulación...............................................................................................................................66
Figura 11. Resultados de evaluación sensorial- por orden de preferencia para la selección de
la mejor textura.........................................................................................................................70
Figura 12. Resultados de evaluación sensorial-escala hedónica, para la selección del mejor
recubrimiento............................................................................................................................74
Figura 13. Comparación de resultados-químico proximal del snack sin recubrimiento/ con
recubrimiento............................................................................................................................75
Figura 14. Estabilidad del producto terminado ....................................................................82
Figura 15. Granos del Maíz amarillo duro............................................................................96
Figura 16. Maíz Partido .......................................................................................................96
Figura 17. Maíz Picado........................................................................................................96
Figura 19. Maíz soleado.......................................................................................................96
13. xii
Figura 18. Maíz hongueado .................................................................................................96
Figura 20. Medición del grano de maíz ................................................................................96
Figura 21. Clasificación de los plátanos ...............................................................................99
Figura 22. Plátanos amorfos.................................................................................................99
Figura 23. Plátanos Curvos ..................................................................................................99
Figura 24. Plátanos Ligeramente Curvos..............................................................................99
Figura 25. Magulladuras en Plátanos ...................................................................................99
Figura 26. Medición de magulladuras en los plátanos .........................................................99
Figura 27. Plátano categoría Ii .............................................................................................99
Figura 28. Plátano categoría I ..............................................................................................99
Figura 29. Clasificación de las algas ..................................................................................101
Figura 30. Impurezas encontradas en las algas ...................................................................101
Figura 31. Otras algas encontradas.....................................................................................101
Figura 32. Pesado de maíz amarillo duro ...........................................................................102
Figura 33. Molienda de los granos de maíz amarillo duro ..................................................102
Figura 34. Gritz de maíz amarillo duro ..............................................................................102
Figura 35. Compra y selección de los Plátanos...................................................................103
Figura 36. Pesado de los plátanos ......................................................................................103
Figura 37. Pelado de los plátanos.......................................................................................103
Figura 38. Escurrido de los plátanos ..................................................................................103
Figura 39. Desinfección de los plátanos .............................................................................103
Figura 40. Rebanado y medición del grosor de las rodajas del plátano ..............................103
Figura 41. Pesado de la cascara de plátano.........................................................................103
14. xiii
Figura 42. Inmersión de las rodajas de plátano en ácido ascórbico .....................................104
Figura 43. Rodajas de plátano fresco..................................................................................104
Figura 44. Desinfección de rejillas.....................................................................................104
Figura 45. Envasado de rodajas deshidratadas....................................................................104
Figura 46. Rodajas de plátano en el secador de bandejas....................................................104
Figura 47. Molienda para la obtención del gritz de plátano ................................................104
Figura 48. Gritz de plátano ................................................................................................104
Figura 49. Recepción del yuyo..........................................................................................105
Figura 50. Lavado y desinfección del yuyo ........................................................................105
Figura 51. Secado previo del yuyo .....................................................................................105
Figura 52. Secado del yuyo................................................................................................105
Figura 53. Molienda del yuyo deshidratado........................................................................105
Figura 54. Gritz de yuyo ....................................................................................................105
Figura 55. Mezclado y pesado de los gritz .........................................................................106
Figura 56. Proceso de extrusión de las muestras.................................................................106
Figura 57.Medicion de temperatura del extrusor ................................................................106
Figura 58. Snack obtenido después de la extrusión.............................................................106
Figura 59. F1 (90% Maíz-8%Platano-2% Yuyo)................................................................107
Figura 60. F2 (81% Maiz-16 % Platano-2% Yuyo)............................................................107
Figura 61. F3 (81% Maiz-15 %Platano-4% Yuyo).............................................................107
Figura 62. F4 (69% Maiz-28%Platano-3% Yuyo)..............................................................107
Figura 63. F5 (69% Maiz-25% Platano-6% Yuyo).............................................................107
Figura 64. F4 con 10% de humedad...................................................................................110
15. xiv
Figura 65. F4 con 12% de humedad...................................................................................110
Figura 66. F4 con 14% de humedad...................................................................................110
Figura 67. F4 con 16% de humedad...................................................................................110
Figura 68. Snack a 130°C ..................................................................................................110
Figura 69. Snack a 150°C ..................................................................................................110
Figura 70. Preparación del jarabe.......................................................................................111
Figura 71. Secado de los snack recubiertos ........................................................................111
Figura 72. Snack recubierto con azúcar..............................................................................111
Figura 73. Snack recubierto con panela..............................................................................111
Figura 74. Envasado de muestras recubiertos con panela y azúcar......................................111
Figura 75. Análisis de Humedad para las muestras.............................................................112
Figura 76. Determinación de índice de solubilidad de agua del snack a dos temperaturas...115
Figura 77. Determinación de índice de solubilidad del snack a dos temperaturas................115
Figura 78. Determinación del índice de acidez del snack....................................................116
Figura 79. Preparación y codificación de muestras.............................................................131
Figura 80. Orientación a los panelistas...............................................................................131
Figura 81. Degustación de muestras por los panelistas .....................................................131
Figura 82. Extrusor monotornillo .......................................................................................142
Figura 83. Medidas del extrusor monotornillo....................................................................143
Figura 84. Prueba de Almidón en las materia primas..........................................................145
Figura 85. Prueba de almidón en la mezcla de girtz............................................................145
Figura 86. Prueba de almidón en el snack ..........................................................................145
Figura 87. Prueba de almidón en el plátano verde (fresco) .................................................145
16. xv
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo A. Ficha técnica del Maíz amarillo duro ....................................................................94
Anexo B. Caracterización del Maíz amarillo duro................................................................95
Anexo C. Fotos de la caracterización del Maíz amarillo duro................................................96
Anexo D. Ficha técnica de Plátano de seda verde..................................................................97
Anexo E. Caracterización del Plátano de seda verde .............................................................98
Anexo F. Fotos de la caracterización del Plátano de seda verde.............................................99
Anexo G. Ficha técnica de Yuyo.........................................................................................100
Anexo H. Caracterización del Yuyo....................................................................................101
Anexo I. Fotos de la obtención de Gritz de Maíz amarillo duro...........................................102
Anexo J. Fotos de obtención de Gritz del Plátano de seda verde..........................................103
Anexo K. Fotos de la obtención de Gritz de Yuyo ..............................................................105
Anexo L. Fotos de la elaboración del snack extruido...........................................................106
Anexo M. Fotos de las formulaciones extruidas ..................................................................107
Anexo N. Acondicionamiento de humedad .........................................................................108
Anexo O. Fotos del snack a diferentes % humedad, y snack a diferentes temperaturas.......110
Anexo P. Recubrimiento del snack .....................................................................................111
Anexo Q. Método para determinación de humedad en las muestras ....................................112
Anexo R. Determinación del Índice de Expansión del snack extruido .................................113
Anexo S. Determinación del Índice de Absorción de Agua e Índice de Solubilidad de Agua
...............................................................................................................................................114
Anexo T. Determinación de Índice de Acidez en el snack ...................................................116
Anexo U. Resultados químico proximal de Gritz de Maíz amarillo duro .............................117
17. xvi
Anexo V. Resultados químico proximal de Gritz de Plátano de seda verde .........................118
Anexo W. Resultados químico proximal de Gritz de Yuyo .................................................119
Anexo X. Resultados químico proximal de la mezcla (63% Maíz-28%Platáno y 3% Yuyo),
antes de ingresar al extrusor ....................................................................................................120
Anexo Y. Resultados químico proximal del Snack a T: 130°C............................................121
Anexo Z. Resultados químico proximal del Snack a T°:150°C..........................................122
Anexo AA. Resultados químico proximal del Snack Recubierto con Panela .......................123
Anexo BB. Resultados de Microbiología del Snack Recubierto con Panela.........................124
Anexo CC. Resultados del Índice de Peróxido en el Snack Recubierto con Panela..............125
Anexo DD. Formato de evaluación sensorial Escala-Hedónica ...........................................126
Anexo EE. Formato de evaluación de prueba de preferencia por ordenación......................127
Anexo FF. Resultados estadísticos de la evaluación sensorial (escala hedónica), para las
formulaciones propuestas........................................................................................................128
Anexo GG. Resultados estadísticos de la evaluación sensorial (prueba de preferencia por
ordenación), para la mejor textura del snack............................................................................129
Anexo HH. Resultados estadísticos de la evolución sensorial (escala hedónica), para el mejor
recubrimiento en el snack........................................................................................................130
Anexo II. Fotos de la realización de evaluación sensorial del snack ....................................131
Anexo JJ. Estabilidad del producto terminado.....................................................................132
Anexo KK. Balance de masa para los gritz de maíz amarillo duro.......................................134
Anexo LL. Balance de masa para los gritz de plátano de seda verde ...................................135
Anexo MM. Balance de masa para los gritz de yuyo...........................................................136
Anexo NN. Balance de masa en el proceso de extrusión a 130˚C ........................................137
18. xvii
Anexo OO. Balance de masa en el proceso de extrusión a 150˚C ........................................138
Anexo PP. Balance de masa del recubrimiento del snack con azúcar blanca-130°C ............139
Anexo QQ. Balance de masa en el recubrimiento del snack con panela-130°C ...................140
Anexo RR. Costos de producción .......................................................................................141
Anexo SS. Fotos del extrusor monotornillo.........................................................................142
Anexo TT. Medidas del extrusor monotornillo....................................................................143
Anexo UU. Resultados del Análisis de Arsénico en el yuyo fresco .....................................144
Anexo VV. Fotos de la prueba de almidón..........................................................................145
Anexo WW. Determinación de minerales totales en el snack (130º°C)................................146
19. xviii
RESUMEN
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo la evaluar la influencia del proceso de
extrusión en un snack a base de maíz (Zea mays), plátano (Mussa cavendish) y yuyo
(Chondracanthus chamissoi), evaluándose su composición químico proximal, características
fisicoquímicas y formulaciones en su aceptabilidad sensorial, para ello se trabajó con 3 variables:
Formulaciones, % de humedad en la mezcla y temperatura de extrusión.
Inicialmente la mp se caracterizó en cuanto a su composición químico proximal y
características físicas, planteándose 5 formulaciones: F1 90:8:2 – F2 81:16:3 – F3 69:28:3 – F4
69:28:3 y F5 81:15:4 de gritz de maíz, plátano y yuyo respectivamente, se seleccionó la mejor
muestra mediante una evaluación sensorial (sabor, olor, color, textura y aspecto general), en
donde la formulación F4 fue la más aceptable por los panelistas, a esta formulación se le hizo un
análisis de composición químico proximal presentado: proteína.6.38%, carbohidratos 88.11%,
grasa 2.03%, fibra 0.39% y cenizas 2.48% asimismo se le acondiciono diferente % de humedad:
H1:10% - H2:12% - H3:14% y H4:16%, para evaluar ahora la textura del snack mediante una
evaluación sensorial por orden de preferencia decreciente (intervalo1-4) obteniéndose que la
mejor textura presento la H2.
Posteriormente con los resultados anteriores la F4 con H2 fue seleccionada por presentar
mayor aceptabilidad sensorial, a la cual se les sometió a 2 temperaturas de extrusión T1:130°C y
T2:150°C , y se les analizo su composición químico proximal y sus características
fisicoquímicas, dando como resultado que la T1 presento menor perdida en su composición
nutricional (proteína 6.82%, carbohidratos 89.97%, fibra 0.34%, grasa 1.07% y cenizas 2.14%) y
una mayor expansión IE:4.5 además de presentar un IAA:5.67% e ISA:20.15%, en comparación
con la T2.
20. xix
Al snack (T1) se le realizó un análisis de minerales (P, Mg, K, Fe, Ca y Na) y se le recubrió
con Azúcar (RA) y Panela (RP) y tras su evaluación sensorial el snack RP fue la más aceptable
sensorialmente así mismo se le analizo su IA: 0.125 meq Ac.oleico, IP: 0.21meq/Kg y se evaluó
su composición químico proximal.
Finalmente, el producto terminado tras su análisis microbiológico, se encuentra dentro de los
límites establecidos por la NS RM N°451-2006/MINSA, además de presentar una estabilidad de
90 días recubierto y sin recubrir 70 días.
Palabras claves: Extrusión, snack, gritz, temperatura y humedad.
21. xx
ABSTRACT
The objective of this research work was to evaluate the influence of the extrusion process on a
snack based on corn (Zea mays), banana (Mussa cavendish) and yuyo (Chondracanthus
chamissoi), evaluating their proximal chemical composition, physicochemical characteristics and
formulations. In its sensorial acceptability, for this we worked with 3 variables: Formulations, %
humidity in the mixture and extrusion temperature.
Initially the mp was characterized in terms of its proximal chemical composition and physical
characteristics, considering 5 formulations: F1 90: 8: 2 - F2 81: 16: 3 - F3 69: 28: 3 - F4 69: 28: 3
and F5 81 : 15: 4 of corn, banana and yuyo gritz respectively, the best sample was selected
through a sensory evaluation (taste, odor, color, texture and general appearance), where the F4
formulation was the most acceptable by the panelists, This formulation underwent an analysis of
the proximal chemical composition presented: protein 6.38%, carbohydrates 88.11%, fat 2.03%,
fiber 0.39% and ashes 2.48%, as well as different humidity% conditioning: H1: 10% - H2: 12 %
- H3: 14% and H4: 16%, to now evaluate the texture of the snack through a sensory evaluation in
order of decreasing preference (interval 1-4), obtaining that the best texture was H2.
Subsequently, with the previous results, F4 with H2 was selected for presenting greater
sensorial acceptability, which was subjected to 2 extrusion temperatures T1: 130 ° C and T2:
150°C, and their proximal chemical composition and their Physicochemical characteristics,
resulting in the T1 showing less loss in its nutritional composition (protein 6.82%, carbohydrates
89.97%, fiber 0.34%, fat 1.07% and ash 2.14%) and a greater expansion IE: 4.5 in addition to
presenting an IAA: 5.67% and ISA: 20.15%, compared to Q2.
22. xxi
The snack (T1) underwent a mineral analysis (P, Mg, K, Fe, Ca and Na) and was coated with
Sugar (RA) and Panela (RP) and after its sensory evaluation, the RP snack was the most
Sensorially acceptable, its AI was also analyzed: 0.125 meq Ac.oleic, IP: 0.21meq / Kg and its
proximal chemical composition was evaluated.
Finally, the finished product after its microbiological analysis, is within the limits established
by NS RM N ° 451-2006 / MINSA, in addition to presenting a stability of 90 days coated and
uncoated 70 days.
Key words: Extrusion, snack, gritz, temperature and humidity.
23. 1
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
En la actualidad el uso de la tecnología de extrusión, está cada vez más desarrollada la
extrusión ofrece ventajas económicas, nutricionales y brinda alimentos nutritivos, además el
método de extrusión consiste en ampliar la variedad de alimentos que componen la dieta,
elaborando a partir de insumos básicos, productos alimenticios de distinta forma, textura y
color, además de obtener un producto consumo directo por ser previamente cocido. Durante
la cocción por extrusión, las materias primas sufren transformaciones químicas y
estructurales, como la gelatinización de almidón, la desnaturalización de proteínas, y
emulsión de lípidos etc. (Berghofer, 1999).
La extrusión se considera una tecnología apropiada para producir una variedad de
productos basados en almidón, las harinas y sémolas de cereales son la principal materia
prima para la producción de bocadillos, mientras que existen pocas investigaciones acerca de
la sustitución del almidón proveniente de los cereales por almidón procedente de frutas,
además la adición de algas en el proceso de extrusión es un área relativamente muy poco
investigada, por ser una materia prima muy poco utilizada en la industria.
Es bien sabido que el plátano verde es una buena fuente de carbohidratos, no solo por su
alta composición de almidón, sino también por su fácil acceso y por ser cultivada en la selva
peruana, además de ser económicas.
Las algas son una muy buena fuente de nutrientes como proteínas, minerales y fibra,
además de que son de muy fácil acceso por vivir en un lugar privilegiado y favorecido por el
Mar del Pacífico que baña las costas peruanas y brinda una gran variedad de algas.
La calidad del producto puede variar considerablemente según el tipo de extrusor
utilizado, el contenido de humedad y la temperatura en la sección del barril, etc; pequeñas
24. 2
variaciones en las condiciones de procesamiento afectan las variables del proceso, así como
la calidad del producto terminado. (Dushkova,2013)
El recubrimiento del snack con azúcar blanca es debido porque es un aditivo natural, que
ayuda a mantener las propiedades nutricionales, preservar las características organolépticas y
alargar la vida útil del producto además de ser de bajo costo; por otro lado, la panela fue
utilizada porque es un azúcar integral de caña, que nos aporta nutrientes esenciales y no
aparta energía.
Se proyectó que el consumo del snack elaborado ira dirigido a una población infantil
debido a su importancia en la ingesta de alimentos nutritivos, ricos en proteínas y minerales.
El tipo de envase utilizado en los gritz de las materias fue el envase de polietileno de baja
densidad con cierre hermético (LDPE), porque es un plástico liviano, rígido, no toxico, y
mucho más resistente a los impactos que ayuda a proteger los alimentos dentro del envase.
El envase utilizado en el producto final (snack), fue el envase polipropileno (PP), este
envase fue utilizado porque permite mantener por más tiempo los alimentos en buenas
condiciones, además por su material traslucido permite exhibir el alimento; los dos envases
utilizados son aprobados para el uso de alimentos por la Administración de Alimentos y
Medicamentos (FDA) de EE. UU.
Por lo expuesto se formuló un snack extruido a base de Maíz (Zea mayz), Plátano (Mussa
cavendish), y Yuyo (Chondracanthus Chamissoi), para poder observar la influencia que la
extrusión tendrá en la composición fisicoquímica del snack terminado.
25. 3
Por ello se consideró realizar el presente trabajo de investigación, planteándonos los
siguientes objetivos:
1. Determinar las características químico proximal de las materias primas.
2. Establecer las formulaciones de los gritz de Maíz, Plátano y Yuyo, para obtener
un snack con mayor aceptabilidad sensorial.
3. Evaluar los parámetros de extrusión (porcentaje de humedad y temperaturas)
sobre la textura del snack luego de la extrusión y del producto final.
4. Determinar las características fisicoquímicas y químico proximal del producto
final.
5. Determinar la aceptabilidad sensorial del producto final.
6. Determinar la estabilidad del producto en almacenamiento.
26. 4
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
1.1.Maíz (Zea mays)
Generalidades del Maíz (Zea mays)
1.1.1.
El maíz, es uno de los cereales más importantes en la industria, debido a su alto contenido
de almidón, siendo uno de los más importantes en la alimentación mundial. Con el desarrollo
de las tecnologías es una materia prima para la productividad, elaborando subproductos tales
como: almidón, aceite y proteínas, bebidas alcohólicas, edulcorantes alimenticios, pastas,
pan, galletas, balanceados y biocombustibles (bioetanol). (INIAP, 2011)
La calidad del grano de maíz para el consumo humano está asociada con su constitución
física, que determina la textura y dureza, tanto como con su composición química, que define
el valor nutricional. El mercado es cada vez más exigente y se interesa por el contenido de
proteínas, aminoácidos, almidón, aceites y demás componentes.
Una clasificación común de las diferentes variedades de maíz es la siguiente:
-Dent (dentado): Este es el maíz de mayor importancia comercial. Ocupa casi el 73% de
la producción global. Se utiliza para alimento para ganado y fabricación de productos
industriales como almidón, aceite, alcohol, jarabes de maíz, etc. Consiste de un núcleo
harinoso con inclusiones laterales de almidón duro.
Debido a que la parte alta del grano contiene almidón harinoso, la pérdida de humedad de
esta área provoca un ligero colapso durante la maduración, que produce la apariencia dentada
característica.
-Flint (duro): Similar al maíz reventador, pero de grano más grande. Este grano es
cultivado en lugares en donde se requiere tolerancia al frío o donde las condiciones de
germinación y almacenamiento son pobres. Ocupa aproximadamente el 14% de la
producción.
27. 5
-Flour (blando): Es la variedad favorita para consumo humano. Consiste de granos
suaves que son fácilmente molidos/o cocinados para preparar alimentos como tortillas, atole,
tamales, etc. Ocupa aproximadamente el 12% de la producción global.
-Pop (reventador): consiste de un grano esférico y pequeño con un núcleo harinoso
(suave) y una cubierta cristalina (dura). La humedad atrapada en la parte harinosa se expande
cuando se aplica calentamiento y estalla a través de la cubierta dura, creando las palomitas de
maíz. Ocupan menos del 1% de la producción mundial. Sweet (dulce) Tiene un endospermo
constituido principalmente de azúcar, con muy poco almidón. La producción anual es de
menos del 1% del total, pero tiene un alto valor comercial por su utilidad como vegetal
procesado.
Figura 1. Maíz Amarillo duro (Zea mays)
Recuperado de” Guía técnica del maíz 2012”
28. 6
Taxonomía y Morfología del Maíz
1.1.2.
Tabla 1
Clasificación taxonómica del maíz
Clasificación Botánica
Familia Gramíneas o Poaceae
Género Zea
Reino Plantae
División Angiosperma
Clase Monocotiledónea
Subclase Apétala
Orden Poales
Especie Zea mays
Nombre común Maíz
Nota: Zúñiga (1989), tomado de la tesis “Selección de líneas de maíz (zea mays) por número de mazorcas por
planta-2013”
Raíz: Las raíces del maíz son del tipo fibroso que se extiende en todas las
direcciones, principalmente en la capa de suelo vegetal. León (1968)
Tallo: El tallo es cilíndrico, leñoso y conforme se desarrolla se va haciendo algo
ovalado, con un sencillo rayado longitudinal, erguido y robusto. Presenta de 8 a 15
nudos y con entrenudos bastante gruesos hacia la base y largos hacia la parte superior,
con longitudes que varían entre 15 a 20cm. La altura que alcanzan los tallos varían de
0.60 m. hasta más de 3 m. El tallo consta de las siguientes partes: León (1968)
Epidermis. - Es una capa impermeable y transparente que le sirve al tallo de protección
contra el ataque de plagas y enfermedades.
Pared. - Se encuentra a continuación de la epidermis, está formado por una capa leñosa
dura y maciza, que son un conjunto de haces vasculares estrechamente unidos entre sí.
Médula. - Es una sustancia suave como una masa que llena la parte central del tallo en que se
almacenan las reservas alimenticias y la humedad, es atravesado por unos haces
fibrovasculares aislados longitudinalmente.
29. 7
Hojas: Las hojas son alternas y envainadoras de forma alargada, lanceolada y
puntiaguda. Presenta bordes ásperos, que varían de 0.50 m. a más de 1 m. El número
de hojas igualmente varía desde 8 a 30 hojas, de acuerdo a la variedad. LEON (1968)
Flores: El maíz es una planta monoica, con flores unisexuales situadas en la panoja y
espiga. Esta disposición hace que la polinización sea cruzada:
La inflorescencia masculina presenta una panícula de coloración amarilla que posee una
cantidad de polen en el orden de 20 a 25 millones de granos de polen. En cada florecilla que
compone la panícula se presentan tres estambres donde se desarrolla el polen.
La Inflorescencia femenina conocida como espiga es una mazorca con diferente número
de líneas de granos. León (1968)
Grano: El grano de maíz consta de las siguientes partes: León (1968)
El casquete o punta. - Por donde se inserta en el raquis, sirve de protección al extremo
inferior del germen.
El germen o embrión. - Que comprende la radícula, la plúmula y el escutelo. Representa el
9.5 % a 12% del peso total del grano; es rico en proteínas, aceites y minerales.
El endospermo o almidón. - constituye el 85% del peso del grano seco, su constitución
determina la estructura y el valor alimenticio en los diferentes maíces pueden ser del tipo
almidón o cristalino.
La aleurona. - Capa fina que envuelve al endospermo de colores amarillo, incoloro, rojo,
plomo o morado.
El pericarpio o cáscara. - Compuesto por varias capas de células, protege la semilla antes
y después de la siembra, del ataque de hongos y bacterias. Presenta colores variados:
amarillo, blanco, rojo, morado, plomo, mezcla de colores o variado. BUSTINZA (1990).
30. 8
Producción Nacional y Regional del Maíz
1.1.3.
Producción Regional.
Tabla 2
Producción regional del maíz amarillo duro
Nota: Tomado de MINAG, 2019. Serie histórica de la producción agrícola (2009-2017)
Producción Nacional.
La producción nacional en el año 2017 fue 1 249 600 toneladas. La región Ica es el
principal productor con 223 834 toneladas, con participación de 17,9%; seguida por Lima con
178 830 toneladas (14,3%), Ancash con 138 139 toneladas (11,1%), La Libertad con 138 086
toneladas (11,1%) y Loreto con 110 878 toneladas (8,9%); estas cinco (05) regiones
concentran el 63,2% de la producción nacional.
Proveedores de maíz amarillo duro:
- Nacional de Innovación Agraria Cusco (INIA)
-Asociación de promotores productores y proveedores de Maiz amarillo
duro Nacional de la Libertad-Trujillo
Proveedores de gritz de maíz amarillo duro
-Empresa Corina Alimentos-Líder en producción-Lima-Ate Vitarte
Producción (t)
Años Arequipa
2009 1643
2010 1675
2011 2345
2012 7406
2013 6349
2014 2746
2015 1305
2016 1367
2017 1109
32. 10
Composición Químico nutricional
1.1.4.
Tabla 4
Composición nutricional del maíz amarillo duro en 100g
Composición Contenido en 100g de
porción comestible
Composición química
en gritz de maíz %
Humedad 15.00
Energía 86 Kcal
-Grasa 3.80
Proteína 3.22 g
Hidratos de carbono 3.22 g
Almidón 68.00
-Amilosa 23.00
-Amilopectina 76.00
Fibra 2.70g 7.29
Nota: (Suquilanda, 2011; León & Rosell, 2007)
Usos del Maíz
1.1.5.
La forma en que se procesa y consume el maíz varía enormemente de un país a otro,
siendo la harina refinada de maíz y la harina integral de maíz, dos de los productos más
populares. La molienda seca del maíz tiene como objeto la separación de las distintas partes
que componen el grano: endospermo vítreo, endospermo harinoso, germen y cáscara. Como
productos primarios se obtienen: “hominy” y sémolas, y como productos secundarios: harina,
cáscara y germen. Los trozos gruesos del endospermo („hominy”) se utilizan exclusivamente
para la fabricación de alimentos para el desayuno (copos o “corn flakes”). Los trozos finos (lo
mismo que aquellos gruesos y medios), se refinan para obtener sémolas y harinas.
-sémolas (“gritz”) se elaboran con distintas granulometrías y contenido de materia grasa y
se emplean para fines culinarios (polenta y platos similares), en la industria cervecera y en la
fabricación de expandidos (productos para copetín).
-El germen, permite la obtención de aceite crudo, que convenientemente refinado se
transforma en comestible. Los aceites vegetales son uno de los “commodities” agrícolas más
valiosos y esenciales.
33. 11
1.2.Plátano de seda (Mussa cavendish).
Generalidades del Plátano (Mussa cavendish):
1.2.1.
El plátano es uno de los frutos que ha estado presente en diversas culturas y civilizaciones
humanas durante varios miles de años, ya que se considera una de las primeras frutas que
cultivaron los agricultores primitivos.
Su introducción en América data del siglo XVI a través de las Islas del Santo Domingo y
Cuba. A fines del siglo XIX se establecieron las primeras plantaciones comerciales en
Jamaica, extendiéndose en pocos años a los países centroamericanos. En nuestro país se
cultivan una amplia gama de variedades, entre las que se destacan (Bellaco, Manzano,
Cavendish, Enano, Valery, Montecristo, Isla y Biscocho). El nombre de plátano se ha
generalizado en toda la población, sin embargo, de acuerdo a los especialistas, la mayoría de
las variedades comerciales son bananos, con excepción del plátano macho. Así, las distintas
especies y variedades de plátano se diferencian por su tamaño, la disposición y dimensiones
de las hojas, la forma y tamaño de los frutos, pero principalmente por la conformación del
racimo (CÁRDENAS, 2011).
A continuación, se presentan los nombres científicos de las variedades, relacionadas con
los nombres con que se les conoce en otros países con los que se utilizan en el Perú, entre las
que se encuentran las siguientes:
Musa paradisíaca var. Sapientum (M. sapientum var. Paradisiaca baker);
Plátano roatan, conocido en otros países como Gross Michel, guineo, banano,
pouyat y Bluefield, y en el Perú conocido como plátano seda.
Musa paradisiaca var. Rubra baker (M. rubrafirming von Wa/1); plátano
morado, también llamado baracoa, red Jamaica, red banana y red sapnish banana.
C. Musa cavendishii lam. (M nan lour, M. Chinensis Sweet); corresponde al
plátano enano, curro o chino.
34. 12
D. Musa paradisiaca var. Chapa; plátano datil, ciento en boca, lady lady finger o
goleen early banana.
E. Musa paradisiaca 1; es el plátano macho, bellado, hartan cuerno de toro,
plátano o plantain. (CÁRDENAS, 2011)
Figura 2.Plátano de seda (Mussa Cavendish)
Tomado de Ficha técnica 16 Senami
Taxonomía y Morfología
1.2.2.
Tabla 5
Clasificación taxonómica del plátano
Clasificación Botánica
Reino Plantae
Subreino Franqueahionta.
División Espermatophyta.
Subdivisión Magnoliophyta
Clase Liliatae
Orden 4ingiberales
Familia Musaceae.
Género Mussa sp
Especie
Mussa paradisíaca, L.
Musa acuminata y Cavendish (plátano de seda)
Musa balbisiana (del SE asiático)
Musa nana (plátano manzano)
Musa paradisiaca (plátano de freír)
Nota: Cárdenas, (2011)
Cárdenas (2011), manifiesta que los plátanos son plantas herbáceas perennes con
pseudotallos aéreos, que se originan de cormos o rizomas carnosas en los cuales se
desarrollan numerosas yemas laterales o hijos. Las hojas tienen una distribución helicoidal, y
35. 13
las bases foliares circundan al tallo, dando origen al pseudotallo. La inflorescencia es
terminal y crece a través del centro del pseudotallo hasta alcanzar la superficie.
Sistema radial
Las raíces del banano son adventicias con rizomas; las horizontales alcanzan una longitud
hasta 6 m y las verticales hasta de 1 m, la masa fundamental de raíces se dispone en las capas
superiores del suelo (hasta una profundidad de 15 - 70 cm).
Cormo
Se define como un tallo que desarrolla hojas en la parte superior y raíces adventicias en la
parte inferior o rizomorfo y que el tallo verdadero es corto y permanece oculto, no
sobresaliente del suelo hasta la época de la floración.
Yemas laterales
Las yemas laterales son rebrote individualizados dependientes del cilindro, cuya longitud
disminuye hacia la parte superior del cilindro; poseen una estructura que es fácilmente
reconocible.
El pseudotallo
Se describe al pseudotallo como un conjunto de vainas unidas apretadamente y que en
algunos casos se la llama falso tallo. El pseudotallo ofrece a la planta apoyo y la capacidad de
almacenar reservas amiláceas e hídricas y permite a la planta alcanzar mayor altura y elevar
el nivel de las láminas foliares, de esta forma una planta adulta puede medir 5 m de altura.
Sistema foliar
La hoja del plátano adulto comprende, partiendo de la base: la vaina foliar, pseudopeciolo,
la nerviación central y limbo. Las hojas están distribuidas en forma de espiral, con una
coloración verde claro, con haz brillante y envés blanquizco.
36. 14
Inflorescencia
La inflorescencia se considera como una de las fases intermedias en el desarrollo
fisiológico de la planta, donde una parte del punto de crecimiento, se transforma en una yema
floral, para iniciar la inflorescencia.
Fruto
El fruto de los plátanos comestibles es una baya de color verde claro antes de la
maduración y amarillento claro al presentarse ésta; de 15 a 20 cm de largo por 4 o 5 cm de
diámetro, componiéndose de 2 partes; la cáscara de consistencia fibra pastosa, resistente y
suave al tacto y la pulpa, con la consistencia de una pasta suave, harinosa y dulce de sabor
delicado y gusto aromático. El fruto es compuesto y está formado de 6 a 14 racimos y cada
racimo de 12 a 18 frutos, la masa del conjunto de racimos que forman el racimo compuesto,
Los plátanos comestibles son vegetativamente partenocárpicos.
La pulpa es comestible, se desarrolla de la pared del ovario, bajo estímulo autónomo de
naturaleza compleja, en el cual intervienen las substancias de crecimiento.
37. 15
Producción Nacional y Regional
1.2.3.
Producción Regional
Tabla 6
Producción regional del banano y plátano
Producción (t)
Años Arequipa
2009 20
2010 13
2011 19
2012 18
2013 17
2014 15
2015 15
2016 12
2017 17
Nota: MINAG, 2019. Serie histórica de la producción agrícola (2009-2017)
Proveedores de plátano de seda-verde
Cooperativa Agraria appboza samán Perú-Sullana Piura
Serge jeyc Talara-Piura
39. 17
Composición química nutricional
1.2.4.
Tabla 8
Composición nutricional de harina de plátano en 100g
Nutrientes Cantidad
Humedad 7.18
Cenizas 2.82
Grasa 0.58
Proteína 3.91
Fibra 3.31
Carbohidratos 82.20
Nota: valores teóricos del plátano recuperado de la tesis” estudio proximal comparativo de la cascara y pulpa del
plátano (musa paradisiaca)”, Claudia torres, 2003.pp 60.
Usos del plátano
1.2.5.
La gran variedad de formas hace de la banana y el plátano un alimento extremadamente
versátil. En Occidente la forma más frecuente y simple de consumo es como fruta de postre.
En el país, últimamente, se ha incrementado el consumo del plátano procesado en
diferentes presentaciones principalmente frito (snack), en fécula y congelados. El desarrollo
agroindustrial incide favorablemente en:
Elaboración de harina (fécula)
Para ello se han utilizado las variedades de plátano Hartón y Dominico Hartón en estado
verde, no se ha explorado la posibilidad de utilizar los estados pintón y amarillo,
concentrándose en éste último cantidades importantes de azúcar y almidón (25 % y 62%,
respectivamente), así como también se podrían incluir otras variedades.
Congelados (semiprocesados):
Antes de empacar, se procesan en trozos de diferentes tamaños para luego empacar en
bolsas plásticas al vacío y finalmente congelarlo. Adicionalmente a estos procesos, existe un
gran potencial de utilizar la pulpa del plátano maduro en la elaboración de: bocadillos,
mermeladas, tortas, entre otros, como también la opción de exportar dichos productos.
40. 18
1.3.Yuyo (Chondracanthus chamissoi)
Generalidades del Yuyo (Chondracanthus chamissoi)
1.3.1.
Conocida con el nombre de chicorea de mar, de forma ramificada y de aspecto crespo, de
color café-rojizo; puede alcanzar un tamaño de 50cm. En su superficie se observa una gran
cantidad de protuberancias, similares a quistes, que corresponden a estructuras productoras de
esporas, llamadas cistocarpos. Esta alga crece adherida a rocas y conchas, mediante un
pequeño disco de fijación. Se multiplican a través de esporas o por fragmentación de sus
propias ramificaciones. Poseen un alto contenido de carrageninas, por lo que son muy
utilizadas en la industria cosmética y farmacéutica, y en menor cantidad en la elaboración de
alimentos (Riofrio, 1998; mencionado por Ortiz, 2011)
Esta alga roja es endémica de la costa occidental del Pacífico sudamericano y se localiza
desde Paita (Perú) hasta Chiloé (Chile) (Hoffmann y Santelices 1997; mencionado por Flores
et al, 2015). Crece principalmente en bahías protegidas, sobre fondos duros, tanto en la zona
intermareal como submareal, hasta los 15 m de profundidad (Santelices 1989, Hoffmann y
Santelices 1997; mencionado por Flores et al, 2015).
Figura 3. Yuyo (Chondracanthus chamissoi)
Fuente: Garrido, 2005, tomado de la tesis “Aprovechamiento de algas para la elaboración de un yogurt-2017”
41. 19
Taxonomía y Morfología
1.3.2.
Tabla 9
Clasificación taxonómica del yuyo
Clasificación Botánica
Reino Plantae
Subreino Fanerógama
División Spermatofhyta
Subdivisión Rhodophyta
Clase Rhodophyceae
Orden Gigartinales
Familia Gigartinaceae
Género Chondracanthus
Especie C. chamissoi
Nombre común
“alga roja”, “yuyo”, “chicoria de mar”,
“mococho
Nota: Tomado de Azálgara et al., 2012.
Son vegetales cuyo cuerpo está representado por un talo (organismos sin vascularización).
Son en su mayoría bentónicas, es decir, viven adheridas a un sustrato. Son autótrofos, lo que
significa que realizan fotosíntesis.
Se pueden clasificar en tres grandes grupos; las algas verdes (Chlorophyta), las algas
pardas (Phaeophyta) y las algas rojas (Rhodophyta) (Tapia, 2002).
La Chondracanthus chamissoi, que pertenece al grupo de las algas rojas (Rhodophyta) de
color café-rojizo, cuerpo aplanado, ramificado, de aproximadamente 20 cm de longitud
(Méndis, et al., 2013), tiene una morfología altamente variable. Algunos autores (Dawson et
al. 1964) optaron por clasificar las distintas formas en dos grupos morfológicos, el grupo
"lessonii" que corresponde a la forma de talo estrecho entre los 3 - 5 mm, y el grupo
"chauvinii" referido a las formas de talo ancho, de 25 mm o más (Calderón, at al., 2010).
Generalmente posee varios ejes axiales cilíndricos en la base y divididos
subdicotómicamente, que derivan de un disco basal pequeño. Las ramificaciones son dísticas
o pinnadas, abundantes, las ramas laterales son de diferente tamaño y longitud. Los
cistocarpos esféricos, se desarrollan en forma notoria y más o menos aglomerados a lo largo
del margen de las ramas (Acleto, 1986).
42. 20
En lo referente al Chondracanthus chamissoi, esta una especie endémica de la costa
templada del pacifico Sur, que se distribuye desde Paita, Perú (5º04‟ S, 81º05‟W), hasta
Chiloé, Chile (42º40‟ S, 73º55‟ W), y habita en las zonas rocosas del intermareal y submareal
(Friofrío, 2003).
Actualmente el 90% de la producción de Chondracanthus Chamissoi es procesada por las
empresas para la producción de Suginori verde y rojo, algas comestibles de alto valor
agregado (Bernuy, 2011); el 10% restante es equivalente a 562.67 toneladas aproximadas,
según el último registro de desembarque en el año 2009, indicando que no representa una
competencia directa.
Las principales empresas exportadoras de algas marinas son Algas Multiexport del Perú,
Globe Seawed International, Algas Arequipas, Crosland Técnica y Alimentos Procesados.
Desembarque de Algas
1.3.3.
Tabla 10
Estimados de desembarque (t) de los principales recursos hidrobiológicos registrados por la
pesca artesanal, 2017
Nombre común Algas Arancato palo Yuyo Otras algas
Enero 182 90 88 4
Febrero 24 - 24 -
Marzo 32 - 31 1
Abril 26 - 26 -
Mayo 32 - 29 3
Junio 41 - 37 4
Julio 29 - 29 -
Agosto 2505 2478 26 1
Septiembre 5312 5285 24 2
Octubre 1690 1657 33 -
Noviembre 66 - 60 6
Diciembre 96 - 90 6
Total(t) 10.035 9510 497 29
Nota: Tomado del Anuario científico tecnológico IMARPE enero-diciembre 2017, volumen 17
43. 21
Proveedores de yuyo (Chondracanthus chamisooi)
Acuícolas mares del sur S.A.C. (Acuisur-Algas deshidratadas) Lima-San
Isidro
Globe Seawed International Miraflores-Lima
Algas Multiexport del Perú, Arequipa-Av Ejercito
Tabla 11
Desembarque de algas según puerto, Perú 2005-2009(t)
Región Puerto 2005 2006 2007 2008 2009
Total 4.999.51 3.434.26 10.786.26 13.779.43 5.676,75
Ancash
Chimbote - - 2.31 0.94 60.14
Dorado - - 0.05 0.05 204.22
Huarmey - - 0.01 0.01 0.01
La Gramita - - 0.04 0.04 0.04
Total - - 2.40 1.03 264.41
Arequipa
Atico - - 98.19 435.50 -
La planchada - - 37.50 66.40 -
Matarani - - 1.299.32 798.67 1.304.56
Mollendo 3.311.22 2.431,02 7.828,75 10.094,57 3.512.21
Quilca - - |18,00 168,00 4,00
Total 3.311,22 2.431,02 9.281,76 11.563,14 4.820,77
Ica
El Choco - - 0,54 - -
Laguna
Grande
35,65 45,85 41,27 - -
Otros - - - 125,00 -
Pisco 697,92 503,01 634,12 1,698.82 521,45
San juan de
marcano
402.94 26,05 794,99 348,40 -
Total 1.136,51 574,91 1.425,91 2.172,22 -
La Libertad
Huanchaco - 139,43 35,79 25,05 39,46
Malabrigo - 0,00 - - 1,31
Otros 33,26 - 0,36 - -
Pacasmayo 375,06 107,36 21,34 16,44 29,36
Salaverry - 0,00 - - -
Total 408,32 246,79 57,48 41,49 20,13
Lambayeque
Otros - - - 1,57 -
Total - - - 1,587 -
Lima
Ancon 28,52 23,39 18.71 - -
Callao 1,19 - - - -
Total 29,71 23,39 18,71 - -
Moquegua
Ilo 113,75 158,38 - - -
Total 113,75 158,38 - - -
Nota: Ministerio de la Producción. Estadística. (2005-2009)
44. 22
Composición químico nutricional
1.3.4.
Tabla 12
Composición nutricional de harina de yuyo en 100g
Composición Nutricional
Energía y Macronutrientes
Calorías 85 Kcal
Proteína 12 g
Grasa 0.27 g
Fibra 47.5 g
Carbohidratos 8.67 g
Minerales
Hierro 32 mg
Calcio 1.160 mg
Fosforo 142.2 mg
Zinc 1,6 mg
Magnesio 1.015 mg
Manganeso 1.130 mg
Yodo 490 mg
Potasio 3.46 mg
Sodio 3.45 mg
Nota: Recuperado de la tesis” Elaboración de barras energéticas a base kiwicha pop (Amaranthus Caudatus) y
arroz inflado (Oryza Sativa) enriquecida con harina de yuyo (Chondracanthus Chamissoi), Autor Rosas Sachie-
2015, pp 59.
Usos del Yuyo
1.3.5.
Actualmente tienen usos industriales, agropecuarios, alimentación, médico-farmacológicos
y en restauración medioambiental. La cantidad de algas transformadas en todo el mundo es
del orden de 7 billones de toneladas de peso fresco, siendo los países asiáticos los productores
de casi el 80 % de las materias primas (Flora, 2009).
De las paredes de algas rojas se extra los polisacáridos agar y carragenatos. El agar se
añade como aditivo gelificante y espesante en gran cantidad de alimentos (confituras,
merengues, helados etc.).
45. 23
Metales pesados en algas marinas (Unión Europea/2018)
Las algas son un producto de moda como alimento saludable y como ingrediente en
muchas cocinas, tienen una gran demanda, pero este alimento por sus características debe
consumirse de manera ocasional y siempre controlando para que no suponga ningún riesgo
para la salud ya que tener elevados contenidos en yodo, arsénico, cadmio, mercurio o plomo.
El contenido de estas sustancias en las algas es muy variable ya que, aun siendo la misma
especie, influye el lugar recolección o como haya sido procesado. De ahí la importancia del
control y análisis de los alimentos ya que puede resultar especialmente peligroso para
personas con problemas de tiroides, niños y personas embarazadas.
Por todo ello se ha recomendado la recomendación (UE) 2018/464 de la comisión de 19 de
marzo del 2018 relativa al control de metales y yodo en algas marinas, plantas halófilas y los
productos a base de algas marinas.
Tabla 13
Contenido de metales pesados en algas marinas
Productos Contenido máximo
(mg/kg peso en fresco)
Productos de pesca 0,5
Productos de pesca 0,50
Productos de pesca 0,50
Algas (comestibles) 1
Nota: Datos tomados de la Unión Europea. Contenidos máximos en metales pesados en productos alimenticios
Nota: Dato tomado de la * Legislación Australiana y Neozelandesa de metales pesados.
46. 24
1.4.Bases científicas relacionadas con el tema
Almidón
1.4.1.
El almidón es un compuesto de almacenamiento que se localiza en raíces, tubérculos,
frutas y semillas de las plantas. Es un polisacárido a partir del dióxido de carbono que toman
las plantas de la atmósfera y del agua que toman del suelo, formado por una mezcla de dos
sustancias; amilosa y amilopectina, las que solo difieren en su estructura (Méndez, 2010).
Existe un número importante de especies que tienen un alto contenido de almidón y que
podrían ser materia prima para su extracción y elaboración de alimentos. Dentro de estas se
encuentran algunas frutas como el plátano (Musa paradisiaca) y el mango (Mangifera indica
L), que en estado verde o inmaduro presentan cantidades importantes de este carbohidrato
(Lázaro, 2008).
Los almidones que contienen 20 a 25% de amilosa están sujetos a la retrogradación y no
se aconsejan como agentes espesantes porque puedan dar textura granulosa. Sin embargo, los
almidones tipo waxy como el maíz céreo, retrogradan poco; es por ello que se utilizan como
agente espesante. La retrogradación sirve para recordar que no todo el almidón presente en
los alimentos es nutricionalmente disponible (Konishi, 2006).
En la tabla 13 nos indica el contenido de amilopectina y amilosa. Con referente a
amilopectina contiene en mayor cantidad el maíz céreo y sorgo céreo a comparación de las
demás muestras que se indica. Y con respecto al contenido de amilosa el maíz tiene un mayor
contenido.
Tabla 14.
Contenido de Amilosa y Amilopectina del almidón en alimentos
Tipo Maíz Papa Arroz Trigo Plátano
Maíz
céreo
Sorgo
céreo
Amilopectina (%) 73 78 83 76 63 99-100 99-100
Amilosa (%) 27 22 17 24 37 0-1 0-1
Nota: Badui, (1996), Tomado de la tesis “
Extracción y caracterización del almidón del Platano-2013”, Helmer Quiñonez, pp 8
47. 25
En la tabla 15 nos indica el contenido de componentes en 3 productos en función a 100g
donde muestra un alto contenido de almidón y menor contenido de cenizas.
Tabla 15.
Contenido de almidones en alimentos
Componentes Almidón Agua
Materia
nitrogenada
Cenizas
Maíz (%) 84.14 13.95 1.53 0.38
Arroz (%) 85.18 13.7 0.88 0.3
Patata (%) 79.64 19.22 0.69 0.33
Plátano 92.5 - - 0.4
Nota: Mazinger, (2007)- Bello et al., (2006) Tomado de la tesis “Extracción y caracterización del almidón del
Platano-2013”, Helmer Quiñonez, pp 9
Los Snack
1.4.2.
En la actualidad los cambios de estilo de vida y el entorno social, ha incrementado en la
dieta habitual de los adolescentes el consumo de snacks, ya que dan variedad a la dieta, pero
frecuentemente reciben críticas por sus altos niveles de sal, azúcar y grasa. Sin embargo, el
consumo parece ser perjudicial nutricionalmente, cuando son consumidos como reemplazo de
los alimentos tradicionales.
Los snacks pueden ser nutritivos cuando su elaboración es a base de frutas, tubérculos,
leguminosas, cereales y otros. Por lo tanto, si los snacks son parte de una dieta variada,
pueden ser una importante fuente de proteína y energía, particularmente para los sectores de
bajos niveles de ingresos de la sociedad, cuya dieta es deficiente en estos nutrientes. (Mataix,
2012).
48. 26
Extrusión
1.4.3.
Figura 4.Partes de extrusor monotornillo
Adaptado de la tesis “Obtención de snack de maíz (zea maíz) enriquecido con harina de quinua (chenopodium
quínoa willd.) y queso procesado por extrusión” de Betty Marina, 2012
La extrusión es un proceso que combina una serie operaciones unitarias sucesivas como:
mezclado, amasado, ruptura por cizalla, transporte, calentamiento, enfriamiento, moldeado,
secado parcial e inflado dependiendo del alimento y del equipo empleado. Además, el
producto mejora la calidad preparado en tiempos cortos de cocción, así mismo tiene una
menor destrucción de los nutrientes sensibles al calor. (García, 2009).
La cocción por extrusión ha sido definida, como un proceso de humidificación, expansión
de almidones y/o proteínas, con la combinación de humedad, presión, calor y fricción
mecánica, que provoca la elevación de la temperatura de la masa, dando como resultado la
gelatinización de los almidones y la expansión exotérmica.
Durante la extrusión en caliente las mezclas con alto contenido de almidón a elevadas
temperaturas y a intensas fuerzas de cizalla, provoca el hinchamiento y absorción de agua de
los gránulos de almidón en un 16%, proceso que se denomina gelatinización. Por lo tanto, su
49. 27
estructura macromolecular se expande dando lugar a una masa viscosa, plástica y más
soluble. (Fernández, 2010)
Es importante que las materias primas tengan un adecuado grado de hidrólisis para
maximizar la expansión del producto final. Una buena cocción durante la extrusión está
definida por la combinación de temperatura, tiempo de residencia y contenido de humedad,
entre otros.
En términos físicos, la extrusión es un tratamiento termo-mecánico, en el cual los
biopolímeros como la proteína y almidón se hacen plásticos, en primer lugar, por la adición
de agua para obtener un grado de corte mecánico aceptable. De esta manera, el alimento
puede alcanzar características de calidad totalmente diferentes a las de las materias primas
originales. (Pérez, 2012)
Tipos de Extrusores
Los extrusores se clasifican según su funcionamiento en caliente o en frio y según su
construcción son de tornillo simple o tornillos gemelos (tornillos idénticos paralelos que rotan
en el mismo sentido en dirección opuesta).
a. Extrusores en caliente
En estos extrusores el alimento se calienta por contacto con las paredes del cilindro o
barril que rodea al tornillo del extrusor y/o por contacto con el tornillo del extrusor
calentando internamente por la dicción directa de vapor de agua. En los extrusores en caliente
es posible utilizar materias primas con elevado contenido en grasa, como por ejemplo para el
procesado de habas de soja, puesto que el propio aceite lubrica el paso por la matriz. Este
procedimiento de cocción-extrusión en seco tiene el inconveniente de alcanzar temperaturas
muy elevadas, caso contrario del proceso en húmedo, con lo que reduce la lisina disponible.
(Huber, 2010)
50. 28
b. Extrusores de tornillo único
Estos extrusores se clasifican de acuerdo con la intensidad de la fuerza de cizalla que
ejercen. Se considera moderna y baja fuerza de cizalla. Estos extrusores no funcionan
adecuadamente para mezclas que contengan una humedad mayor al 40% y grasa mayor al
10% en su composición físico química. (Guy, 2009)
c. Extrusores de tornillos doble
Este tipo de extrusores se clasifican de acuerdo con su sentido de rotación y por la forma
en que los tornillos giran entre sí. Los extrusores más usados en la industria alimentaria son
los de tornillo cortante debido a que el movimiento de rotación impulsa el material atreves
del extrusor.
Cuenta con dos tornillos enlazados que pueden girar en sentido contrario o en el mismo
sentido, eficaces para una gran gama de productos y distintas humedades, son más costosos,
pero con mayor versatilidad. (Sharma, 2009).
Tabla 16
Diferencias entre un extrusor monotornillo y un extrusor de doble tornillo
Extrusor mono tornillo Extrusor de doble tornillo
Presenta un solo tornillo que gira sobre su
propio eje.
Presenta dos tornillos colocados de forma
paralela que giran en sentidos opuestos
Contenido de humedad en la mezcla < 40% Contenido de humedad en la mezcla>40%
Tamaño de partículas: granulometría
gruesa(2mm-710µm)
Amplio rango de tamaño de partícula (de
polvo fino a granos)
Contenido de grasa <10% Contenido de grasa> 10%
Limpieza manual Limpieza automatizada
No cuenta con panel de control automatizado Panel de control automatizado
Ajuste de humedad manual Inyección de vapor de agua dentro el equipo
NOTA: Adaptado de Lević et al., 2010
51. 29
Factores que influyen en la extrusión
Los parámetros de extrusión que influyen sobre los productos extrudidos son: las
condiciones de operación del extrusor a emplear (temperatura, presión, diámetro de los
orificios de la matriz y la velocidad del tornillo) y las propiedades físicas químicas (%
humedad, proteína, grasa y almidón), de las materias primas e insumos. El funcionamiento
del extrusor debe realizarse en condiciones adecuadas, esto permite la obtención de un
producto uniforme con las características deseadas. Ya que pequeñas variaciones de las
variables pueden generar cambios en el producto terminado. (Noriega, 2011)
Condiciones de operación que influyen en la extrusión
a. Temperatura: La temperatura de extrusión en caliente varía de 99°C a 200°C, según
el tipo de extrusor. Por lo tanto, los extrusores de menor capacidad de alimentación,
tiene una relación directa con la temperatura del producto. Los extrusores de grandes
capacidades pueden ser inversos, pues al calentar la pared, disminuye la viscosidad de
la masa, el esfuerzo cortante junto a la capacidad de bombeo del tornillo, y la
conducción de calor al interior de la masa es muy pequeña por la presencia de flujos
laminares. (Huber, 2010)
b. Velocidad de tornillo: la velocidad del tornillo es un factor principal en el proceso de
extrusión, ya que afecta el tiempo de residencia del producto, la cantidad de calor
generado por fricción, las velocidades de transmisión de calor y las fuerzas de
cizalladura en el producto. El incremento en la velocidad del tornillo causa también un
incremento en la relación de expansión para extruidos. (Martínez, 2012).
c. Presión: En el proceso de extrusión las presiones altas dan como resultado la pérdida
de agua por vaporización, obteniendo un producto con baja actividad de agua, por lo
tanto, más duradero. Por el contrario, al trabajar con baja presiones, el producto que
52. 30
sale del troquel será de alto contenido en humedad y alta densidad, sin embargo,
precisará otros tratamientos posteriores como el secado. (Huber, 2010)
d. Diámetro de orificio: la extrusión a menor diámetro de orificio de los dados,
incrementa el grado de expansión del producto; la humedad de la mezcla es importante
para la textura, el aumento del contenido de proteína en la mezcla reduce las
posibilidades de una extrusión con expansión. (Cadena, 2010)
Puntos críticos de la extrusión:
Temperatura: Una elevada temperatura da como resultado una mayor
cocción y gelatinización del almidón, además de que afecta el índice de
expansión, índice de absorción de agua e índice de solubilidad de agua.
Presión: Una elevada presión influye en el grado de expansión y humedad
del producto terminado.
Mezcla: La mezcla debe presentar un contenido mínimo del 60% de
almidón, para asegurar un mayor grado de expansión.
Humedad de la mezcla: Contenidos de humedad mayor a 40% afecta la
expansión y la textura del producto terminado.
Propiedades fisicoquímicas de las materias primas
Las propiedades fisicoquímicas de las materias primas que alimentan al extrusor tienen
influencia en las características organolépticas del producto final. Las características físico–
químicas más importantes son:
El almidón: El almidón es el componente más importante en el proceso de extrusión, ya
que los cambios que sufre afectan a la expansión y textura del producto extruido. El almidón
es una macromolécula compuesta por dos polisacáridos, la amilosa, un polímero lineal
soluble que da una textura quebradiza y la amilopectina molécula de almidón que contiene
ramificaciones y favorece el inflado en el producto extruido final. (Kent, 2013)
53. 31
El almidón, a niveles de 60% produce una máxima expansión, textura y mejora la
digestibilidad de la proteína del producto extrudido. Y a niveles menores del 60 % afectan la
característica física química y organoléptica del producto. Por otra parte, para obtener un
producto inflado y quebradizo, es conveniente tener de 5 a 20 % de amilasa. Por lo la
extrusión es un proceso, que puede provocar modificaciones en la estructura del almidón, en
consecuencia, se puede mejorar el valor nutritivo de los productos extruidos, ya que existe la
actividad enzimática. (Pérez, 2012)
Proteínas: La extrusión de productos con elevado contenido proteico se realiza
generalmente para controlar los inhibidores del crecimiento, que están contenidos en las
materias primas. Por otra parte, estos procesos consiguen el mínimo contenido en factores
antitrípsicos y también la máxima lisina disponible en el producto. Debido a que la lisina es
un aminoácido muy reactivo y el proceso que sea menos agresivo será el mejor desde el
punto de vista nutritivo las proteínas, crean elasticidad limitando la expansión del producto
extruido final. Se debe controlar la temperatura del tratamiento térmico con el fin de
disminuir el porcentaje de pérdida de nutrientes y la desnaturalización de la proteína durante
la extrusión. (García, 2012)
La extrusión produce la separación de las cadenas proteicas vegetales. Debido a que las
moléculas se alinean a largo de la matriz. Un bajo porcentaje de almidón en la cocción por
extrusión reduce la solubilidad de la proteína a medida que aumenta la temperatura. Por eso
se debe controlar las altas temperaturas en el proceso de extrusión para evitar un exceso de
pérdida de proteínas en el producto. (Ponce, 2010).
Grasas: La grasa actúa como un lubricante, reduciendo así la conversión mecánica de
energía en el extrusor, así como su expansión. Sin embargo, es importante controlar el nivel
de grasas, debido a que afecta el tiempo de residencia de la masa dentro del extrusor,
perjudicando los cambios fisicoquímicos de la masa al extruir, afectando las características
54. 32
del producto final; en algunos casos, una pequeña variación de grasa puede afectar
drásticamente el producto. La grasa también puede debilitar la estructura celular, causando
fusión y porosidad. (Fernández, 2010).
Los aceites de los cereales y las leguminosas, al ser extruido sufren un proceso de
emulsión a causa de la fuerte presión a que son sometidas las finas gotas de grasa al ser
recubiertas por los almidones y proteínas, quedando la grasa encapsulada. Para realizar la
determinación correctamente es necesario emplear el método de hidrólisis ácida y extracción
posterior, puesta que con el método de Extracto Etéreo no se consiguen los resultados que
corresponden en realidad al producto. (Fernández, 2010).
La grasa al ser emulsionada es más digerible por los jugos digestivos de los animales,
aumentando por tanto la energía del producto. Mayormente las lipasas y peroxidasas son
inactivadas tras el proceso de extrusión en condiciones normales, mejorando la estabilidad
posterior del producto final.
Azúcares: Los azucares, se licúan y actúan como lubricantes, reduciendo la conversión
mecánica de energía y grado de expansión del producto extruido. También los porcentajes
altos de azúcar en el proceso de extrusión requieren de mayor tiempo de residencia para su
cocción. Cuando los niveles son altos, la reducción de la actividad del agua en el extrusor de
tornillo sinfín puede ocasionar un incremento en la viscosidad. El azúcar, generalmente,
coadyuva a crear una estructura celular más suave y más fina. (Fernández, 2010)
Contenido de humedad: El porcentaje de humedad en la masa afecta significativamente
la viscosidad aparente, la expansión y la resistencia a la rotura del producto extruido. El
mayor contenido de humedad y las temperaturas elevadas generan la gelatinización del
almidón y aumentando la viscosidad del producto. Además, se alcanza índices de absorción y
de solubilidad de agua, a niveles bajos de humedad, a causa de la modificación del almidón.
(Guy, 2009).
55. 33
La cocción por extrusión es un proceso especializado y único en materiales amiláceos
debido a que se trata de una cocción a bajos niveles de humedad, comparado con el horneado
convencional o la cocción de masas y pastas. Los niveles normales de humedad o más
utilizados varían de 10-40%, a pesar de estos bajos valores de humedad el material se
transforma en un fluido. (Túpaca, 2012).
(Salas, 2012) El contenido de humedad mayor al 40% en la mezcla afecta, la expansión, la
resistencia a la rotura del producto y la textura. Una menor humedad del producto tras el
proceso de extrusión da como resultado una mejor crujencia, además, a menor humedad
después de la extrusión, se requiere menor tiempo de secado.
Tamaño de la partícula: el tamaño de la partícula depende del tipo de extrusor y del
producto que se desea obtener. El tamaño óptimo de las partículas en la extrusión depende de
la configuración del equipo y de la materia prima; por ello es necesario conocer el diseño del
extrusor previo al acondicionamiento de las materias primas, ya que el tamaño de partícula
del producto a extruir es importante para el procesamiento y es preferible trabajar con
tamaños gruesos (debido a que retrasan la gelatinización hasta justo antes de salir de la
matriz), siendo no recomendable trabajar con harinas o partículas muy pequeñas ya que éstas
se funden rápidamente y no favorecen el transporte del material al interior del extrusor.
(Túpaca, 2012).
El extrusor utilizado en la investigación, no permite trabajar con harinas muy finas debido
a que causan problemas en la zona de alimentación, ni con partículas muy gruesas ya que
posee una matriz con abertura de salida de diámetro aproximado de 3 mm; partículas
superiores a éste provocarían la obstrucción del mismo y retarda la gelatinización hasta antes
de la descarga de la matriz de la salida. Las partículas finas dan una pronta gelatinización y
una baja viscosidad del fluido, propiedades que no son convenientes. Esto se puede corregir
disminuyendo la humedad para retardar la gelatinización. (Túpaca, 2012).
56. 34
La presencia de cascara da como resultado una masa no homogénea que se adhiere a los
orificios hasta que la presión en el cilindro de extrusión se asemeja a un flujo taponado.
Afectando también a la cocción, dando como resultado una insuficiente penetración de calor
en las partículas grandes durante el corto tiempo de permanencia en el extrusor. (Salas, 2012)
Formulación de la mezcla: El sabor, color, funcionalidad, valor nutricional, etc. Depende
de la formulación empleada en el proceso de extrusión. Almidones de distinta procedencia
pueden dar resultados muy diferentes.
Calidad nutricional de los extruidos
Las pérdidas de las propiedades nutricionales en alimentos extruidos dependen del tipo de
materia prima empleado, el contenido de agua, tiempo y la temperatura en el proceso, por
otro lado, las condiciones de la extrusión con cocción y el enfriamiento rápido del producto a
la salida de la boquilla, hacen que la diminución de vitaminas y aminoácidos esenciales sean
relativamente pequeñas. (Fernández, 2010).
a. La desnaturalización de las proteínas
La alteración de una proteína que modifique su conformación nativa se le denomina
desnaturalización; provocando la alteración o desaparición de sus funciones. En una proteína
se produce la desnaturalización al perder su estructura secundaria, terciaria y cuaternaria,
conservándose la primaria (covalente). En el estado desnaturalizado los niveles de
estructuración superior de la conformación nativa se encuentran al azar, es decir la proteína
altamente ordenada queda reducida a un polímero estadístico formado por una cadena de
aminoácidos. (Huber, 2010).
b. La gelatinización del almidón
La gelatinización del almidón es la ruptura del orden molecular del granulo de almidón
manifestando cambio “irreversible” en las propiedades como hinchamiento granular, fusión
de las regiones cristalinas, pérdida de birrefringencia y solubilización del almidón en agua. El
57. 35
punto partido de la gelatinización y el rango de temperatura en la cual ocurre es gobernado
por la concentración del almidón en la suspensión, método de observación, tipo granular y la
heterogeneidad de la población de gránulos bajo observación. (Fernández, 2010). Puntos
críticos que marcan la gelatinización
-Rompimiento del orden molecular.
-Es dependiente de la humedad y temperatura.
-Se incrementa el tamaño granular, sufre un hinchamiento con el incremento de la
temperatura.
-Difiere con respecto a la velocidad de calentamiento, el pH y porción de sólidos.
-Difiere con respecto a la fuente botánica del granulo y la porción de amilosa y amilopectina.
Ventajas del proceso de extrusión:
Versatilidad: Dentro de los factores que favorecen la versatilidad del proceso de extrusión
se puede mencionar los diseños específicos del extrusor empleado, las variables de operación,
las variedades de las materias primas que se pueden procesar y las diferentes características
que pueden obtenerse en los productos terminados (formas, colores, sabores, texturas). (Guy,
2009).
Velocidad de producción: Los diferentes tipos de extrusores que actualmente son
utilizados a nivel mundial implica que la extrusión sea un proceso continuo, que a su vez
incentivan altas producciones en comparación con otros procesos. La capacidad de los
equipos de extrusión varía desde equipos a escala de laboratorio (1 a 5 kg/h) hasta extrusores
que pueden producir 5 a 10 ton/h de materiales poco densos (0.5 a 0.7 g/cm3) y dado que son
equipos continuos, se tiene un buen control del proceso y se obtienen productos uniformes.
(Huber, 2010)
58. 36
Calidad del producto terminado: El tiempo promedio que pasa una partícula de alimento
en un extrusor puede ser de unos pocos segundos, lo que reduce las probabilidades de
destrucción de vitaminas y reacciones poco deseable entre proteínas y carbohidratos
reductores. Por su característica de calentamiento a altas temperaturas y corto tiempo, los
extrusores pueden producir alimentos estériles y, debidos a la completa gelatinización de los
almidones, muy digeribles. (Kent, 2013).
Funciones de los extrusores en la industria alimentaria
Los extrusores en la industria alimentaria realizan las operaciones de mezclar y
homogenizar las materias primas, además cumple la función de cocer y provocan la
desnaturalización de proteínas, gelatinización de carbohidratos, (principalmente almidón),
además de una producción de sabores y colores y reducción de factores anti nutricionales,
crear textura a través de presión, flujo e intercambio de calor, crear formas y secar el
producto, cabe mencionar que el cocimiento por extrusión, específicamente en alimentos, ha
sido definido como el procesos por el cual materiales húmedos y proteicos son plastificados y
cocidos en un tubo por una combinación de presión, calor y esfuerzo mecánico Harper (1981)
citado por Zúñiga (2005).
Aplicaciones de la extrusión
Las aplicaciones en las que predomina la cocción permiten la transformación de alimentos
amiláceos para mejorar sus propiedades y nutricionales. Entre las aplicaciones esta la
elaboración de pellet y los snacks (García, 2009).
Tabla 17
Parámetros del extrusor de tornillo simple.
Parámetros Unidad Cantidad
Temperatura °C 149
Velocidad del tornillo sin fin rpm 450
Presión atm 2
Humedad % 12 - 17
Tiempo (permanece en la máquina) segundo 5 – 90
Nota: Fellows (1993), tomada de elaboración de un producto tipo snack a base de maíz y oca (200
59. 37
Evaluación sensorial
1.4.4.
La evaluación sensorial es el análisis de alimentos que se realiza por medio de los
sentidos. Es una técnica de medición y análisis igual de importante como los métodos
químicos, físicos, microbiológicos, etc., que son parte esencial del control de calidad de los
alimentos, presenta la ventaja de que la persona que efectúa las mediciones, lleva consigo un
instrumento de análisis, es decir sus cinco sentidos. Las propiedades sensoriales son los
atributos presentes en los alimentos que se detectan por medio de los sentidos, hay algunas
propiedades que se perciben por medio de un solo sentido, mientras que otras son detectadas
por dos o más. La evaluación sensorial se ha definido como una disciplina científica usada
para medir, analizar e interpretar las reacciones percibidas por los sentidos (tacto, olfato
gusto, oído y vista) hacia ciertas características de un alimento o material (Jiménez, 2000).
Método de aceptabilidad sensorial
La prueba de aceptabilidad: se utiliza para determinar el grado de aceptación de un producto
por parte de los consumidores. Para determinar la aceptabilidad de un producto se pueden
usar pruebas de ordenamiento, escalas categorizadas y pruebas de comparación pareada. La
aceptabilidad de un producto generalmente indica el uso real del producto (B.M. Wats, et al.;
1992).
Prueba hedónica: Las pruebas hedónicas están dirigidas para medir cuanto agrada o
desagrada un producto. Para estas pruebas se utilizan escalas categorizadas, que pueden tener
diferentes números de categorías y que comúnmente van desde “me gusta muchísimo”,
pasado por “no me gusta ni me disgusta”, hasta “me disgusta muchísimo”. Los panelistas
indican el grado en que les agrada cada muestra, escogiendo la categoría apropiada (B.M.
Wats, et al.; 1992).
60. 38
Tiempo de vida útil
1.4.5.
La vida útil de un alimento representa aquel periodo de tiempo durante el cual el alimento
se conserva apto para su consumo desde el punto de vista sanitario, manteniendo las
características funcionales, sensoriales y nutricionales por encima de los límites de calidad
previamente establecidos como aceptables (Hough, et al.,2005).
Labuza (2000) indica que el tiempo de vida útil depende de 4 factores principales:
procesamiento, formulación, empaque y condiciones de almacenamiento. La formulación
involucra la selección de las materias primas más apropiadas e ingredientes funcionales que
permiten incrementar la aceptación y lograr la seguridad e integridad del producto.
61. 39
CAPÍTULO III
MATERIALES Y MÉTODOS
1.5. Lugar de ejecución
La presente investigación se desarrolló, durante el período comprendido de 6 meses, en las
siguientes instalaciones y laboratorios:
Instalaciones de la micro empresa MAFEL –JULIACA-PUNO
Instalaciones de la MOLINERA “XIOMI”-Jr. Víctor Velázquez -JULIACA-
PUNO
Laboratorio de Investigación y desarrollo de Productos de la escuela Profesional de
Ingeniería De Industrias Alimentarias-Universidad Nacional De San Agustín.
Laboratorio de investigación y servicios LABINVSERV-Universidad Nacional De
San Agustín.
Laboratorios de Control y Certificación de Calidad y Medio Ambiente, BHIOS
Laboratorios S.R.L.
1.6.Materia prima e insumos
Materias Primas
Maíz Amarillo duro (Zea mays). Procedentes de Urubamba-región del Cusco.
Plátano de seda (Mussa cavendish). Procedentes de la región de Sullana-Piura.
Yuyo (Chondracanthus chamissoi). Procedentes de la provincia de Islay- Puerto de
Matarani.
Insumos
Agua
Azúcar blanca
Panela
