CURSO: PROCESOS INDUSTRIALES PRÁCTICA Nº2

CURSO: PROCESOS INDUSTRIALES PRÁCTICA Nº2 ELABORACIÓN DE LA MERMELADA  INGENIERÍA INDUSTRIAL  OBJETIVOS Obtención de la mermelada a partir de la fresa (Fragaria Vesca). Identificar cada una de las etapas y tratamientos que suceden en la elaboración de la mermelada. Estudio del balance de materiales, en la realización de la mermelada de fresa FUNDAMENTO TEÓRICO Se define a la mermelada de frutas como un producto de consistencia pastosa o gelatinosa, obtenida por cocción y concentración de frutas sanas, adecuadamente preparadas, con adición de edulcorantes, con o sin adición de agua. La fruta puede ir entera, en trozos, tiras o partículas finas y deben estar dispersas uniformemente en todo el producto. La elaboración de mermeladas sigue siendo uno de los métodos más populares para la conservación de las frutas en general. La mermelada casera tiene un sabor excelente que es muy superior al de las procedentes de una producción masiva. Una verdadera mermelada debe presentar un color brillante y atractivo, reflejando el color propio de la fruta. Además debe aparecer bien gelificada sin demasiada rigidez, de forma tal que pueda extenderse perfectamente. Debe tener por supuesto un buen sabor afrutado. También debe conservarse bien cuando se almacena en un lugar fresco, preferentemente oscuro y seco. PARTE EXPERIMENTAL a. Materiales Ollas Tinas de plástico Jarras Coladores Tablas de picar Cuchillos Cucharas de medida Espumadera. – Paletas Frascos de vidrio o plástico. Vaso precipitado de 100 mL Varillas de vidrio Pipetas Pasteur Descartables Luna de reloj Termómetro b. Insumos  Fresa CURSO: PROCESOS INDUSTRIALES Azúcar Ácido cítrico Pectina c. Equipos pHmetro Cronómetro Cocina Refractómetro Balanza Estufa  INGENIERÍA INDUSTRIAL  IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Experimento Nº1: Determinación del pH Se calcula poniendo directamente el equipo en contacto con la muestra en solución, permitiendo medir la acidez de acuerdo a los iones hidrógeno libres, H+. Tomar la lectura esperando a que el equipo se estabilice al momento de dar la lectura. Experimento Nº2: Determinación de la Humedad Se basa en la deshidratación a presiones bajas con un suministros de temperatura de 70ªC -105ºC hasta que la muestra tenga peso constante. Se expresa al peso perdido por la muestra como % de agua. Se procede a pesar de 1 a 3 g de muestra en una luna de reloj, previamente pesándolo para descontar el peso de éste al momento del pesado de muestra. % de Humedad = P3 – P4 x 100 P2 Donde: P1= peso de la luna de reloj. P2 = peso de la muestra P3= P1+P2 P4= P1+ Peso del residuo Experimento Nº3: Determinación del porcentaje de azúcar: Método del Refractómetro Es también denominado sólidos solubles o ºBrix.Se coloca sobre el refractómetro aproximadamente 3 gotas de muestra filtrada y se lee directamente. Experimento Nº4: Elaboración de la Mermelada Se recepciona la materia prima, luego esta es pesado con el fin de tener el ingreso de la materia prima inicial. Eliminar los residuos de tierra, restos de contaminantes presentes en la fruta; se eliminan aquellas frutas en estado de podredumbre. Realizar el pesado de la fruta. Lavar y desinfectar las frutas con solución de hipoclorito de sodio (lejía) en una concentración de 0,05% por inmersión durante un tiempo de 5 minutos, finalmente la fruta deberá ser enjuagada con abundante agua. Se procede a cortar la fruta en trozos muy pequeños Preparar los insumos en base a : Relación pulpa - % azúcar 100-70 Cuadro Nº1: Relación de pH con la cantidad Ácido Cítrico pH de la pulpa Cantidad de ácido cítrico a añadir 3.5 - 3.6 1 – 2 g/kg de pulpa 3.6 - 4.0 3 – 4 g/ kg de pulpa 4.0 - 4.5 5 g /kg de pulpa Más de 4.5 Más de 5 g/ kg de pulpa Fuente: Hernandez- Briz Vilanova, Francisco. (1986) Conservas caseras de alimentos. Madrid, España. 10 g de pectina en polvo por 1 kg de azúcar. Se mezcla la pectina con la tercera parte del azúcar. CURSO: PROCESOS INDUSTRIALES INGENIERÍA INDUSTRIAL Iniciar la precocción de la fruta hasta que este blanda y precocida, bajamos el fuego y procedemos a batir la fruta. Colocar la olla en la cocina a fuego fuerte y agregando los insumos: pulpa y ácido cítrico, luego esperamos que hierva, dejamos en ebullición de 10 a 15 minutos moviendo constantemente para evitar que se queme. Cada cierto tiempo se controla la concentración del azúcar con el refractómetro cuando este por 18º Brix se agrega la tercera parte del azúcar, sin parar de mover esperamos que hierva y dejamos en ebullición de 10 a 15 minutos para que se siga concentrándose el movimiento debe ser lento y suave. Controlamos la temperatura y la concentración del azúcar, aproximadamente a 45º Brix se incorpora la pectina mezclada con el azúcar en forma lenta y suave, dejamos que continúe concentrándose el azúcar. Incorporar el resto de azúcar, esparciéndola por toda la olla para que se distribuya uniformemente, continuamos moviendo lento y homogéneamente. Cuando la temperatura de la mermelada llega a 4ºC por encima de la temperatura de ebullición de la zona y la concentración de la zona y la concentración de azúcar llega a 67 ±1º Brix, se apaga el fuego para detener la concentración del azúcar. El punto final de cocción se puede determinar mediante el uso de la prueba de la gota en el vaso con agua. Retirar inmediatamente la olla y colocar la mermelada en otro recipiente resistente al calor, con ayuda de la espumadera retirar la espuma que se formó en la mermelada.  CURSO: PROCESOS INDUSTRIALES INGENIERÍA INDUSTRIAL Envasar al raz con ayuda de una jarra dosificadora en los envases previamente lavados, desinfectados y secos; limpiados los bordes con paño limpio húmedo, cerramos herméticamente y colocamos el frasco en forma invertida durante 3 a 5 minutos. Voltear cuidadosamente los frascos, dejamos enfriar por 4-5 horas para que la mermelada tome la consistencia final. Etiquetar el producto obtenido. Almacenar en un lugar limpio, seco y con suficiente ventilación. Registrar los datos iníciales de partida. Peso de la muestra Peso de la inicial pulpa pH ºBrix Temperatura g g - Registrar los datos finales obtenidos Peso de la muestra final pH ºBrix Temperatura g INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Anotar los resultados en las tablas propuestas. Realizar el balance de materia para este proceso Hallar el Rendimiento obtenido. VI. CUESTIONARIO 1. Términos claves Pectina Fibra natural que se encuentra en las paredes celulares de las plantas y alcanza una gran concentración en las pieles de las frutas. Es muy soluble en agua y se une con el azúcar y los ácidos de la fruta para formar un gel. En el ámbito de la química es polisacárido compuesto de una cadena linear de moléculas de ácido D-galacturónico, las que unidas constituyen el ácido poligalacturónico. Figura: estructura de la pectina Ácido Cítrico Compuesto el cual esta presente en todos los seres vivos, sin embargo las frutas cítricas poseen una concentración mayor. En el ámbito de la industria es usado principalmente como como aditivo alimentario osea conservante, antioxidante, acidulante y saborizante principalmente de golosinas, bebidas gaseosas y otros alimentos. Tambien es usado en la industria farmacéutica para efecto de la efervescencia y sabor y también como anticoagulante de la sangre. Este compuesto esta presente como ya lo habíamos mencionado en las frutas pero sobre todo esta presente en los cítricos como el limón y la naranja. Es muy buen conservante y antioxidante “natural” el cual es añadido en el envasado de muchos productos de alimentos. Azúcar Llamado también sacarosa, azúcar común o azúcar de mesa, el cual tiene como formula química C12H22O11. Es un disacárido formado por una moléculas de glucosa y una de fructuosa obtenidos principalmente de la caña de azúcar y la remolacha. En la industria se usa la palabra azúcar para designar diferentes monosacáridos y disacáridos los cuales por lo general tienen un sabor “dulce”. Este compuesto se funde a los 160°C y calentada a los 210°C se tranforma en una masa color café el cual es llamado caramelo el cual es usado en la elaboración de dulces, pasteles, tortas, etc. º Brix El grado Brix es medido por un refractómetro. Se basa en la refracción de la luz creada por la naturaleza y la concentración de los solutos (azúcar). y por ende indirectamente mide la densidad de los liquidos. En el sector de la industria se usa para medir la cantidad de azúcar en zumos de fruta, vino o bebidas suaves, y en la industria del azúcar. Para los zumos de fruta indica 1-2% de azúcar por peso. Puesto que los grados brix relacionan la concentración de los sólidos disueltos en un líquido. ¿Qué función cumple el azúcar en la elaboración de la mermelada? El azúcar se utiliza sobre todo para conservar la fruta. A pesar de que por su composición puede ser una fuente de energía para algunos microorganismos, también es capaz de modificar el medio en el que se encuentra. De la misma manera que la sal, el azúcar actúa por ósmosis, es decir, absorbe la humedad de los alimentos y detiene el crecimiento de bacterias patógenas. Para conservar fruta en forma de mermelada debe prestarse atención a la cantidad, tanto de fruta como de azúcar. La concentración de peso de fruta y de azúcar tiene que ser la misma. Si la cantidad de azúcar es menor, el tiempo de conservación también lo será. El azúcar tiene la función de "ingerir" las moléculas libres de agua, lo que hace que la conserva no se estropee. ¿Qué papel cumple el ácido cítrico en la elaboración de la mermelada? El ácido cítrico va a cumplir con las siguientes funciones: - Cambia el PH - Funciona como conservante - Es importante para la gelificación de la mermelada - Le da brillo al color de la mermelada - Mejora el sabor - ayuda a evitar la cristalización del azúcar Elaborar el flujo de procesamiento de la elaboración de la mermelada y especifique los parámetros de control durante la elaboración de la mermelada. 5. ¿Cuáles son los defectos que se presentan en la elaboración de la mermelada? ● Mermelada floja o poco firme Para la determinación de esta falla, es necesario comprobar °Brix, pH y la capacidad de gelificación de la pectina. Causas: - Cocción prolongada que origina hidrólisis de la pectina. - Acidez demasiado elevada que rompe el sistema de redes o estructura en formación. - Acidez demasiado baja que perjudica a la capacidad de gelificación. - Elevada cantidad de sales minerales o tampones presentes en la fruta, que retrasan o impiden la completa gelificación. - Carencia de pectina en la fruta. - Elevada cantidad de azúcar en relación a la cantidad de pectina. - Un excesivo enfriamiento que origina la ruptura del gel durante el envasado. ● Sinéresis o sangrado Se presenta cuando la masa solidificada suelta líquido. El agua atrapada es exudada y se produce una comprensión del gel. Para la determinación de esta falla se debe comprobar: °Brix y pH. Causas: - Acidez demasiado elevada. - Deficiencia en pectina. - Exceso de azúcar invertido. - Concentración deficiente, exceso de agua (demasiado bajo en sólidos) ● Cristalización Causas: - Elevada cantidad de azúcar. - Acidez demasiado elevada que ocasiona la alta inversión de los azúcares, dando lugar a la granulación de la mermelada. - Acidez demasiado baja que origina la cristalización de la sacarosa. - Exceso de cocción que da una inversión excesiva. - La permanencia de la mermelada en las pailas de cocción u ollas, después del haberse hervido también da a lugar a una inversión excesiva. ● Cambios de color Causas: - Cocción prolongada, da lugar a la caramelización del azúcar. - Deficiente enfriamiento después del envasado. - Contaminación con metales: el estaño y el hierro y sus sales pueden originar un color oscuro. Los fosfatos de magnesio y potasio, los oxalatos y otras sales de estos metales producen enturbiamiento. ● Crecimiento de hongos y levaduras en la superficie Causas: - Humedad excesiva en el almacenamiento. - Contaminación anterior al cierre de los envases. - Envases poco herméticos - Bajo contenido de sólidos solubles del producto, debajo del 63%. - Contaminación debido a la mala esterilización de envases y de las tapas utilizadas. - Sinéresis de la mermelada. - Llenado de los envases a temperatura demasiado baja, menor a 85°C. - Llenado de los envases a temperatura demasiado alta, mayor a 90°C. VII. BIBLIOGRAFIA Rauch, George H. (1995) Fabricación de Mermelada. España. Editorial Acribia- Zaragoza. Garcia, G. Mariano, Quintero R. Rodolfo. (1993). Biotecnología Alimentaria México. Editorial Limusa. Coronado Trinidad, Miryan, Hilario Rosales, Roaldo. (2001) Elaboración de mermeladas. Procesamiento de alimentos para pequeñas y microempresas agroindustriales. (2ºEd.).Lima.