análisis de la retrogradación del pan molde blanco mediante métodos experimentales convencionales...
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ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORAL
Facultad de Ingeniera en Mecnica y Ciencias de laProduccin
Anlisis de la Retrogradacin del Pan Molde Blanco Mediante
Mtodos Experimentales Convencionales y Anlisis Trmico
TESIS DE GRADO
Previo a la obtencin del Ttulo de:
INGENIEROS DE ALIMENTOS
Presentada por:
Alejandro Gabriel Quintong Santana
Jackeline del Roco Tenesaca Bustos
GUAYAQUIL ECUADOR
AO 2013
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AGRADECIMIENTO
Agradecemos a nuestra
directora de tesis, Ing. Fabiola
Cornejo, quien nos gui y apoy
de manera incondicional en este
estudio.
Al laboratorio LEMAT, por haber
colaborado significativamente a
lo largo del trabajo.
Jackeline y Alejandro
-
DEDICATORIA
A Dios por sus bendiciones que
me ha brindado, a mi familia
por ser los pilares de mi vida y
por su constante e
incondicional apoyo y a todos
mis verdaderos amigos.
Jackeline
-
DEDICATORIA
A Dios por guiarme en todos
los pasos dados y poder
cumplir esta meta anhelada.
A mis padres y hermano por el
apoyo incondicional brindado
durante todo este tiempo, por
demostrarme que con empeo
y esfuerzo se puede lograr y
cumplir cualquier objetivo
planteado en esta vida.
Alejandro
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TRIBUNAL DE GRADUACIN
______________________ ________________________Dr. Kleber Barcia V., Ph.D. M.Sc. Fabiola Cornejo Z.
DECANO DE LA FIMCP DIRECTORAPRESIDENTE
______________________Ing. Rodrigo Perugachi B.
VOCAL
-
DECLARACIN EXPRESA
La responsabilidad del contenido de esta
Tesis de Grado, nos corresponde
exclusivamente; y el patrimonio
intelectual de la misma a la ESCUELA
SUPERIOR POLITCNICA DEL
LITORAL
(Reglamento de Graduacin de la ESPOL)
_____________________________Jackeline del Roco Tenesaca Bustos
______________________________Alejandro Gabriel Quintong Santana.
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II
RESUMEN
La finalidad de este trabajo fue demostrar la utilidad y precisin del uso de los
mtodos convencionales y anlisis trmico para determinar la retrogradacin
del pan molde blanco. A su vez elaborar el protocolo de uso del Calormetro
Diferencial de Barrido, DSC, para este producto.
Los anlisis convencionales se realizaron en una industria de panificacin,
utilizando los mtodos que actualmente se emplean. Las tcnicas que se
realizaron fueron: microbiologa, humedad, textura y anlisis sensorial. Las
muestras se analizaron por triplicado y pertenecieron a un mismo lote de
produccin.
Posteriormente, se desarroll un protocolo de uso para el equipo DSC Q200
del Laboratorio LEMAT de la ESPOL, dnde se detall los parmetros y uso
del equipo para determinar la retrogradacin del pan molde blanco. Slo se
analizaron dos muestras de pan molde blanco, debido al alto costo que
implica el uso del DSC Q200 y fueron evaluadas con un patrn de referencia
dentro del equipo a una velocidad de 5 C/min desde 20 a 110C. Los
resultados obtenidos con este mtodo son las entalpas de retrogradacin.
-
III
Con los resultados de todos los mtodos se realiz una comparacin del
comportamiento del pan molde blanco durante el transcurso del tiempo de
almacenamiento, concluyendo que el anlisis de textura es el que brinda
mayor informacin sobre el envejecimiento del pan molde blanco.
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IV
NDICE GENERAL
Pg.
RESUMEN. II
NDICE GENERAL.. IV
ABREVIATURAS VII
SIMBOLOGA. VIII
NDICE DE FIGURAS IX
NDICE DE TABLAS. XI
INTRODUCCIN. 1
CAPTULO 1
1. FUNDAMENTOS TERICOS................................................................... 3
1.1 Generalidades del pan...................................................................... 3
1.2 Elaboracin de pan molde blanco..................................................... 7
1.3 Tiempo de vida til del pan ............................................................. 11
1.4 Retrogradacin del pan................................................................... 12
1.4.1 Efectos de los componentes de la harina en la retrogradacin
....................................................................................................... 13
1.4.2 Mecanismo de retrogradacin............................................... 15
1.4.3 Aditivos para evitar la retrogradacin.................................... 17
1.4.4 Factores que afectan la retrogradacin................................. 18
1.5 Mtodos de medicin de retrogradacin ......................................... 20
-
V1.5.1 Mtodos convencionales....................................................... 20
1.5.2 Anlisis trmico .................................................................... 23
CAPTULO 2
2. MATERIALES Y METODOLOGA.......................................................... 25
2.1 Mtodos convencionales para determinar la conservacin del pan
molde blanco.................................................................................. .25
2.1.1 Anlisis microbiolgico.......................................................... 26
2.1.2 Anlisis fsico ........................................................................ 28
2.1.3 Anlisis reolgicos ............................................................... 29
2.1.4 Anlisis sensorial ................................................................. 31
2.2 Anlisis trmico............................................................................... 32
2.2.1 Protocolo de uso del DSC del laboratorio LEMAT de la ESPOL
para envejecimiento del pan molde blanco ........................... 41
CAPTULO 3
3. ANLISIS DE RESULTADOS. ............................................................... 51
3.1 Resultados de mtodos convencionales........................................ 51
3.2 Resultados del anlisis trmico (DSC)........................................... 63
3.3 Comparacin entre los mtodos convencionales y el anlisis
trmico.65
-
VI
CAPTULO 4
4. CONCLUSIONES................................................................................... 67
APNDICES
BIBLIOGRAFA
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VII
ABREVIATURAS
DSC: Calormetro Diferencial de BarridoESPOL: Escuela Superior Politcnica del LitoralAIB: Instituto Americano de PanificacinINEN: Instituto Ecuatoriano de NormalizacinCO2: Dixido de CarbonoM.P: Materia PrimaUFC: Unidades Formadoras de ColoniasDMA: Anlisis Dinmico Mecnicog: Gramosmm: Milmetross: SegundosN: Newtonmg: Miligramosmin: Minutosml: MililitrosmJ: MiliJouleTo: Temperatura inicialTp: Temperatura pico
Tc: Temperatura de conclusinHg: Diferencial de entalpas de gelatinizacinHr: Diferencial de entalpas de retrogradacinTr: Diferencial de temperaturas de conclusin e inicialX1: Temperatura inicial a baja temperaturaFW: Agua congelableUFW: Agua no congelable
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VIII
SIMBOLOGA
%: PorcentajeC: Grados Centgrados
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IX
NDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Diagrama de flujo pan molde blanco ........................................... 10
Figura 1.2 Esquema de la gelatinizacin del almidn ................................... 16
Figura 1.3 Re-cristalizacin de la amilopectina............................................. 16
Figura 2.1 Monitoreo de temperatura en percha de envejecimiento de pan . 26
Figura 2.2 Placa petrifilm y agua de peptona estril utilizado para el anlisis
microbiolgico ................................................................................ 28
Figura 2.3 Balanza de humedad infrarrojo .................................................... 28
Figura 2.4 Penetrmetro ............................................................................... 29
Figura 2.5 ndice de retrogracin del pan sin mejorador............................... 37
Figura 2.6 ndice de retrogracin del pan con mejorador.............................. 37
Figura 2.7 Efecto de almacenamiento de pan sobre el contenido de humedad
en miga y corteza........................................................................... 41
Figura 2.8 Tzero hermetic pan.................................................................... 42
Figura 2.9 Utensilios para manipular muestras............................................. 42
Figura 2.10 Sellado hermtico de Tzero Hermetic pan .............................. 43
Figura 2.11 Sistema del DSC Q 200............................................................. 44
Figura 2.12 Celda de ubicacin de los pan ................................................ 45
Figura 2.13 cono wizard experiment.......................................................... 46
Figura 2.14 Ventana del wizart experiment ................................................ 47
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XFigura 2.15 Ventana de corrida DSC.......................................................... 47
Figura 2.16 Ventana de parmetros experimentales .................................... 48
Figura 2.17 Ventana de resumen de corrida experimental ........................... 49
Figura 2.18 Ventana sample information .................................................... 49
Figura 2.19 Ventana de notes y mass flow control................................... 50
Figura 3.1 Crecimiento microbiolgico de aerobios totales en el pan molde
blanco ............................................................................................ 52
Figura 3.2 Crecimiento microbiolgico de mohos y levaduras en el pan molde
blanco ............................................................................................ 53
Figura 3.3 Prdida de humedad (%) en el pan molde blanco ....................... 54
Figura 3.4 Prdida de suavidad (mm) en el pan molde blanco ..................... 57
Figura 3.5 Aumento de dureza (N) en el pan molde blanco.......................... 59
Figura 3.6 Aumento de firmeza (N) en el pan molde blanco ......................... 59
Figura 3.7 Aumento de masticabilidad (mJ) en el pan molde blanco............ 60
Figura 3.8 Anlisis de olor en el pan molde blanco....................................... 61
Figura 3.9 Anlisis de sabor en el pan molde blanco.................................... 62
Figura 3.10 Anlisis de textura en el pan molde blanco................................ 62
Figura 3.11 Curva de retrogradacin del pan molde blanco en el da 4........ 64
Figura 3.12 Curva de retrogradacin del pan molde blanco en el da 8........ 64
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XI
NDICE DE TABLAS
Pg.
Tabla 1. Requisitos microbiolgicos (UFC/g) ............................................... 21
Tabla 2. Cronograma de anlisis de muestras............................................. 25
Tabla 3. Parmetros de calibracin del texturmetro................................... 30
Tabla 4. Escala empleada en evaluacin sensorial ..................................... 32
Tabla 5. Estudios de referencias para uso de DSC Q200 en el pan............ 33
Tabla 6. Resumen de resultados obtenidos usando Calorimetra Diferencial
de Barrido....................................................................................... 36
Tabla 7. Codificacin de muestras de pan molde blanco............................. 39
Tabla 8. Parmetros de calibracin del DSC Q200 ..................................... 40
Tabla 9. Resultado microbiolgico en pan molde blanco (UFC/g) ............... 51
Tabla 10. Resultados de porcentaje de humedad (%) .................................. 54
Tabla 11. Resultados de medicin con el penetrmetro (mm)...................... 56
Tabla 12. Resultado de medicin con texturmetro en el pan molde blanco 58
Tabla 13. Resultados de los anlisis sensoriales.......................................... 61
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1INTRODUCCIN
El pan es uno de los alimentos ms antiguos y bsicos de la humanidad,
forma parte importante de la alimentacin de las poblaciones a nivel mundial.
Sin embargo, la retrogradacin o envejecimiento del pan es uno de los
principales factores que afectan a la industria de panificacin y al
consumidor, generando prdidas econmicas en ambos casos. Esto se debe
a que el consumidor final asocia esta caracterstica con la calidad del
producto final.
Durante el almacenamiento del pan se producen cambios moleculares en su
estructura, ocasionados por la migracin del agua desde la miga hacia la
corteza del pan. Estos cambios originan un aumento de la firmeza de la miga,
teniendo como consecuencia la prdida de la aceptacin del producto ante el
consumidor. Uno de los indicadores ms utilizados a nivel industrial para
determinar el envejecimiento del pan, es por medio del anlisis de textura.
Para comprender el comportamiento de la retrogradacin, se han realizado
diversos estudios que permitan analizar estos comportamientos, siendo su fin
contrarrestar el envejecimiento del pan durante su tiempo de
almacenamiento. Sin embargo, an no se conoce con exactitud el
mecanismo que provoca la retrogradacin.
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2Esta tesis propone analizar el envejecimiento del pan molde blanco durante
su almacenamiento mediante mtodos convencionales utilizados en la
industria de panificacin y determinar su utilidad y precisin con el uso el del
calormetro diferencial de barrido, DSC, elaborando un protocolo de uso del
equipo que sea til para el laboratorio LEMAT de la ESPOL.
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3CAPTULO 1
1. FUNDAMENTOS TERICOS.
1.1. Generalidades del Pan
El Instituto Americano de Panificacin (AIB) indica que el trmino de
panificacin se aplica a la produccin de productos alimenticios
procesados mediante calor seco aplicado directamente por
radiacin o convencin en un horno o en un aparato similar (1). La
norma ecuatoriana INEN 93 1979-06 define al pan como el producto
alimenticio que resulta de la coccin de la masa fermentada
proveniente de la mezcla de harina de trigo y de ciertos ingredientes
bsicos (2).
Para la elaboracin del pan se pueden emplear diferentes
ingredientes, mtodos y tcnicas, con la finalidad de mejorar su
composicin nutricional o ayudar a mejorar su proceso de
produccin, adems de brindar al producto final caractersticas
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4organolpticas que son agradables al consumidor (1). Una de las
distintas variedades de pan existentes es el molde, la norma INEN
94 1979-06 lo define como las porciones de masa horneada en
molde, cubiertas de corteza, de forma alargada, rectangular y de
tamao relativamente grande cortado o no en rebanadas (3).
Los ingredientes principales del pan molde blanco son:
Harina
La harina es el ingrediente bsico de mayor importancia en la
elaboracin del pan, se lo puede obtener de distintos cereales. Sin
embargo, la harina de trigo es la ms usada debido a que es la
nica que puede generar una masa adhesiva y elstica que permite
la retencin de gases, sus protenas (gliadina y glutenina) al entrar
en contacto con el agua forman el gluten, que proporciona esta
estructura.
El almidn del trigo tambin juega un rol importante en la formacin
de la estructura cuando se gelatiniza durante el horneado. Los
grnulos del almidn se hinchan y rompen a una temperatura de de
60 a 82C durante el proceso de horneado, absorbiendo todo el
agua que est disponible y aumentando as su volumen. En este
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5punto es cuando el producto cambia del estado de una masa
viscosa y elstica al estado de un producto horneado ms rgido. (1)
Agua
El agua permite la hidratacin de los ingredientes secos, siendo
esta la principal funcin en la panificacin. Se combina con las
protenas del trigo, gliadina y glutenina, para formar el gluten.
Tambin acta como solvente de los otros ingredientes como
azcar, sal, etc. El agua tambin es necesaria para el proceso de
gelatinizacin del almidn durante el proceso de horneado (1). La
proporcin de agua que se usa con relacin a la harina,
denominada absorcin, gobierna las propiedades reolgicas de la
masa (movilidad, plasticidad, extensibilidad y pegajosidad) y
determinan en gran parte la calidad del producto final (1).
Levadura
La levadura es un organismo vivo que requiere condiciones
apropiadas y nutrimentos para una actividad ptima en la masa. La
principal funcin de la levadura es leudar la masa mediante la
produccin del gas dixido de carbono (CO2). Las enzimas de la
levadura y de la harina actan para hidrolizar las molculas del
almidn en azcares fermentables, convirtindose en CO2. La
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6actividad de fermentacin de la levadura tambin es responsable
del sabor y aroma caracterstico del pan (1).
Azcar
La principal funcin del azcar es servir como alimento para la
levadura. Los azcares fermentables se consumen durante el
proceso de fermentacin, los que permanecen en el producto
despus de haber cesado la actividad de la levadura contribuyen
con al sabor y color de la corteza mediante las reacciones de
caramelizacin. El azcar retiene humedad, lo que aumenta el
tiempo de vida del producto terminado (1).
Grasa
La grasa acta como lubricante para la expansin de las celdas en
la masa y como resultado, contribuye a la formacin de una
estructura de miga ms fina, textura ms suave y un mayor volumen
de producto terminado (1).
Sal
La principal funcin de la sal es acentuar el sabor del pan.
Adicionalmente fortalece el gluten, formando masa ms firmes y
menos elsticas, es por esto que la sal se la incorpora en los
-
7minutos finales del mezclado, asegurando una adecuada dispersin
de los dems ingredientes (1).
1.2. Elaboracin de Pan Molde Blanco.
El proceso de elaboracin del pan molde blanco inicia con la
recepcin y almacenamiento de los ingredientes, continuando con el
pesado de sus ingredientes segn la frmula.
Amasado
Durante el amasado se van a homogenizar todos los ingredientes y
se va a formar la red del gluten, esto ocurre cuando la gliadina y
glutenina, protenas de la harina, se combinan con el agua aadido.
La accin continua del amasado somete al gluten a condiciones
fsicas que brindan a la masa ciertas propiedades de resistencia,
tenacidad, extensibilidad y elasticidad (1).
Al final del mezclado la temperatura de la masa debe estar en un
rango de 25 y 29C para minimizar el efecto de la levadura.
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8Laminado y divisin
El objetivo del laminado es eliminar el aire y crear en la masa
desarrollada un grosor parejo para que pueda ser dividida
uniformemente en peso y espesor (1).
Moldeado
Las masas divididas son moldeadas o enrolladas, consiste en dar
a la masa forma de un rollo o cilindro largo para luego ser colocadas
en los moldes (1).
Fermentacin
Los moldes ingresan a la cmara de fermentacin, donde se inyecta
vapor, se controla la temperatura y humedad relativa de la cmara
para acelerar la actividad de las levaduras, produciendo gas (CO2).
La temperatura de la cmara de fermentacin debe igualar o
superar ligeramente la temperatura de la masa (1).
Horno
Despus que los trozos de masa entran al horno, el calor penetra
en la superficie y se desplaza al interior, produciendo un constante
aumento de temperatura en la masa. Este aumento de temperatura
acelera la actividad de la levadura, produciendo una sbita
evolucin del gas de dixido de carbono. Adicional, se acelera la
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9actividad de las enzimas, desdoblando el almidn en azcares y
provocando su gelatinizacin (1). El grnulo de almidn gelatinizado
sufre los siguientes cambios en su estructura: a) Migracin del agua
hacia el interior del grnulo; b) La fusin o transicin de las regiones
cristalinas; c) Incremento del tamao del grnulo. (4)
Al continuar aumentando la temperatura, se morirn las levaduras y
las enzimas se inactivarn. La expansin de la masa contina hasta
que el gluten se coagula, inmediatamente da inicio a la formacin
de la corteza y el desarrollo del color. El producto final obtiene una
temperatura interna que alcanza los 100C, lo que produce una
considerable evaporacin de la humedad del pan, llevando a un
ligero encogimiento del volumen y prdida de peso.
Enfriamiento, rebanado y empaquetado
El pan que sale del horno debe enfriarse hasta llegar a una
temperatura ptima entre 35 y 38C antes de ser rebanado y
empaquetado, caso contrario se producir una condensacin en el
interior del empaque, dando lugar a un ambiente propicio para el
crecimiento microbiano.
En la figura 1.1 se muestra el diagrama de flujo del proceso de
elaboracin del pan molde blanco:
-
10
FIGURA 1.1 DIAGRAMA DE FLUJO PAN MOLDE BLANCOElaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2012
Caractersticas del producto final
El pan a la salida del horno se presenta con una corteza crujiente y
con una miga mrbida, elstica y hmeda que no se desmigaja;
estas propiedades tienen una gran influencia al momento de ser
cortado, el pan debe conservar su forma y soportar las laceraciones
Fermentacin
Horno
Enfriamiento
Laminado yDivisin
Amasado
PesadoIngredientes
Almacenamiento
Recepcin M.P
Rebanado
Enfundado
Almacenamiento
Tiempo amasado:12 minutosTemperatura masa: 25-29C
Temperatura cmara: 37CHumedad relativa: 80-85%
Tiempo horno: 30 minutosTemperatura horno: 200C
Tiempo: 60 minutosTemperatura producto: 35-38C
-
11
causadas por las cuchillas y el aflojamiento de la estructura del pan,
siendo este proceso un punto de control en la industria de
panificacin.
Con el paso del tiempo estas caractersticas sufren cambios, y
mientras la corteza tiende a ablandarse, y despus a endurecerse,
la miga se desmigaja y despus tambin se endurece. (5)
1.3. Tiempo de Vida til del Pan
El tiempo de vida til del pan est determinado principalmente por
los siguientes factores:
Deterioro microbiano del producto: se debe a los elevados
valores de humedad en el pan (mximo 38%).
Envejecimiento del producto: se debe a la retrogradacin del
almidn, prdida de humedad y aumento de firmeza de del pan.
Normas internacionales establecen especificaciones sobre la carga
microbiana que un producto de panificacin puede contener para
que sea considerado inocuo. Existen adems ingredientes usados
como antimicticos para ayudar a retardar el deterioro. Sin
embargo, un producto puede encontrarse dentro de la
especificacin ms por sus caractersticas organolpticas que han
-
12
sido alteradas debido al envejecimiento que ha experimentado el
pan, puede hacer que el tiempo de vida sea disminuido, debido a
que el consumidor lo considere como un producto no agradable. Es
por ello que existen mtodos en el que se mide su estado fsico,
reolgico y sensorial, que ayudan a determinar el tiempo de vida del
pan, entre ellos se obtiene:
Anlisis fsicos, como la humedad
Anlisis reolgicos, como el penetrmetro y texturmetro
Anlisis sensoriales, evaluado por consumidores
1.4. Retrogradacin del Pan
La retrogradacin es un proceso el cual se lo relaciona directamente
con el envejecimiento o endurecimiento del pan, se lo define como
la insolubilizacin y la precipitacin, principalmente de las molculas
de amilosa, debido a que sus cadenas lineales reaccionan entre s
por sus puentes de hidrgeno, formando zonas con una
organizacin cristalina muy rgida (6). Cuando ocurre este
reordenamiento, el agua retenida es expulsada fuera de la red es
decir, se separan la fase slida (cristales de amilosa y de
amilopectina) y la fase acuosa (agua lquida).
-
13
1.4.1. Efectos de los Componentes de la Harina en la
Retrogradacin
Para entender el mecanismo del envejecimiento del pan es
importante conocer la naturaleza de su principal componente,
la harina de trigo, el cual est compuesto principalmente de:
almidn, protenas (gliadina y glutenina), y pentosanos
(arabinoxilanos y arabinogalactosanos) que contribuyen a las
caractersticas del proceso y del producto final (7).
Almidn
Es un polmero semicristalino y es el componente mayoritario
tanto de la harina de trigo (74 -90% en base seca) como del
pan (80% en base seca), siendo esta la fraccin responsable
de la mayora de los cambios en la textura del pan, no
obstante, el almidn no participa solo en estos cambios
indeseables (8).
Los grnulos de almidn estn formados por dos
polisacridos incompatibles entre s (amilosa y amilopectina)
que se encuentran distribuidos en capas concntricas,
formando una estructura rgida. Estos grnulos son nicos y
caractersticos para cada especie de almidn. La amilosa
-
14
consiste en cadenas lineales sencillas sin ramificar, unidas
por enlaces (1-4), representan el 25% de la estructura del
almidn. Por su parte, la amilopectina es la responsable de la
estructura del granulo de almidn, es el componente
ramificado del almidn, est formada por cadenas de
residuos D- glucopiransidos, unidos principalmente por
enlaces (1-4). La amilopectina representa el 75% de la
estructura del almidn (9).
Protena
La protena en la harina es un factor importante que
repercute en la velocidad de la retrogradacin del pan,
debido a que la protena formada (gluten) reduce el grado
de firmeza del pan durante la retrogradacin, es decir, que el
endurecimiento va a depender de las interacciones que
existan entre el gluten y el almidn. (7)
Pentosanos
Dentro del grupo de los pentosanos se encuentra a los
arabinoxilanos (que se encuentran en mayores
concentraciones) y arabinogalactanos, su funcin principal
es la de incrementar la retencin del agua en el pan. (10) y
-
15
por ende ayudar a que se disminuya la retrogradacin, por
reduccin de los componentes capaces de producir
cristalizacin, debido a inhibe la retrogradacin de la
amilosa.
1.4.2. Mecanismo de Retrogradacin
Durante la retrogradacin del pan se producen los siguientes
cambios en el almidn:
Retrogradacin del almidn
El material amorfo obtenido despus de la gelatinizacin y
enfriamiento del almidn no est en un estado de equilibrio,
por lo tanto, en el almacenamiento del pan se lleva a cabo un
proceso de re-asociacin y re-cristalizacin de las cadenas
del polisacrido, conocido como retrogradacin (10).
Estudios indican que la retrogradacin se presenta en 2
procesos separados:
1) Gelificacin de las molculas de amilosa de los grnulos
de almidn,
2) Re-cristalizacin de la amilopectina.
-
16
Ambas molculas se re-asocian e incrementan la rigidez de
los grnulos de almidn hinchados. (11). En las figuras 1.2 y
1.3 se pueden apreciar los procesos de gelatinizacin del
almidn y re-cristalizacin de la amilopectina,
respectivamente.
FIGURA 1.2 ESQUEMA DE LA GELATINIZACIN DELALMIDN (12)
FIGURA 1.3 RE-CRISTALIZACIN DE LA AMILOPECTINA(4)
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17
La retrogradacin de la amilosa y la amilopectina
caracterizan la cristalizacin de los geles de almidn el
primer da de almacenamiento, despus del cual solo la
amilopectina controla la retrogradacin; por lo que se
considera que el envejecimiento se debe bsicamente a la
asociacin de las cadenas de amilopectina (4).
1.4.3. Aditivos para Evitar la Retrogradacin
Enzimas
El empleo de enzimas en el pan tiene algunas ventajas, entre
ellas es mejorar la vida del producto disminuyendo la
velocidad de envejecimiento. Su mecanismo de anti
envejecimiento de estas enzimas es la ruptura de las
cadenas de almidn que estn conectados en diferentes
zonas cristalinas. La influencia de las enzimas agregadas
depende de su estabilidad al calor (10).
Grasas y emulsificantes
Las grasas contribuyen con la retencin de la humedad en el
producto final, la cual prolonga su duracin y favorecen con
una corteza ms tierna.
-
18
Por su parte los emulsificantes (suavizadores) son un grupo
que funcionan en la masa principalmente enlazndose con el
almidn. Retardan el endurecimiento de la miga del producto,
extendiendo as su duracin (4).
Aditivos
El empleo de aditivos, como el hidrocoloide (hidroxi propil
metil celulosa) en la panificacin mejora las propiedades de
la masa, aumentando la calidad del pan fresco e
incrementando la vida til del producto almacenado.
Los hidrocoloides pueden modificar las propiedades
reolgicas del almidn y prolongan la vida til del pan debido
a posibles interacciones entre el almidn y el gluten.
1.4.4. Factores que Afectan la Retrogradacin
Actividad de agua
Los resultados obtenidos de los anlisis trmicos
diferenciales han evidenciado una reduccin significativa del
contenido del agua ligada del pan durante la conservacin,
por lo cual el contenido de agua ligada en el pan puede ser
un ndice de frescura.
-
19
La velocidad de prdida de agua se reduce con la inclusin
de grasas en la formulacin y la conservacin del pan a baja
temperatura. En consecuencia un pan conteniendo
inicialmente una humedad muy elevada se caracteriza por un
proceso ms lento de endurecimiento con respecto a
muestras de pan con un contenido de humedad inicial ms
bajo. (5)
Humedad Relativa
Durante la conservacin, y especialmente en los momentos,
que siguen a la coccin, en la superficie del producto se
produce una evaporacin de la humedad que inicialmente
ablanda la corteza para despus endurecerla. Para reducir
este fenmeno deber mantenerse el producto en un
ambiente con una humedad relativa del 65 al 75%; con
mayor humedad la evaporacin aumenta. En la conservacin
del pan embalado es necesario emplear materiales
permeables al agua para que esta humedad pueda salir a
travs de la envoltura. (5)
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20
Temperatura
La temperatura ejerce una influencia determinada sobre el
envejecimiento del pan, en el intervalo entre +50 C y -7 C,
la velocidad de endurecimiento aumenta a medida que se
acerca a la temperatura de -2 C, en cuyo momento el
fenmeno alcanza los mximos valores. A temperaturas
inferiores o superiores se dan condiciones de relativa
estabilidad y el producto puede mantener el estado de
frescura por un largo periodo de tiempo (5).
1.5. Mtodos de Medicin de Retrogradacin
En la industria de panificacin no existen mtodos para determinar
la retrogradacin del pan. Sin embargo, se realizaron anlisis con
mtodos convencionales que determinan el tiempo de vida til del
pan para comparar sus los resultados con los obtenidos de los
mtodos no convencionales, logrando determinar la utilidad y
exactitud de estos mtodos.
1.5.1. Mtodos Convencionales.
Anlisis Microbiolgicos.
El pan molde blanco luego de salir del horno elimina todo
microorganismo. Sin embargo, el pan est sujeto a una
-
21
nueva contaminacin despus de la coccin, cuando el pan
est expuesto al aire, en contacto con las superficies o por la
manipulacin del operador, distribuidor o del consumidor
final; sumado adems las condiciones atmosfricas en las
que sea almacenado el producto. A pesar que estos factores
influyen en el tiempo de vida til del producto, en las normas
ecuatorianas no se ha considerado especificaciones del tipo
microbiolgico para el pan, se ha considerado la norma
mexicana de productos de panificacin, el cual establecen
lmites mximos permisibles de unidades formadoras de
colonias por gramo de producto (UFC/g) para determinar su
inocuidad, mismos que se muestran en la tabla 1.
TABLA 1REQUISITOS MICROBIOLGICOS (UFC/g)
Fuente: Norma Oficial Mexicana NOM-247-SSA1-2008 (13)
Especificaciones Lmite Mximo
Mesoflicos aerobios 1000 UFC/g
Mohos 20 UFC/g
Levaduras 20 UFC/g
-
22
Anlisis fsicos
La determinacin del porcentaje de humedad es de vital
importancia para el pan molde blanco, debido a que es un
factor de calidad en su conservacin, al transcurrir los das el
pan va perdiendo humedad, haciendo que el pan se
endurezca.
Anlisis reolgicos
La reologa se define como la deformacin de un cuerpo bajo
la influencia de esfuerzos. En el pan el principal objetivo de la
evaluacin es medir las propiedades su suavidad y firmeza
mediante condiciones mecnicas impuestas (carga/fuerza)
durante un tiempo determinado; sin embargo existen otras
propiedades mecnicas que se pueden determinar:
caractersticas sensoriales primarias y secundarias:
Caracterstica sensorial primaria: dureza, cohesividad,
elasticidad, adherencia, viscosidad.
Caracterstica sensorial secundaria: fragilidad,
masticabilidad, gomosidad.
-
23
Anlisis sensorial
El anlisis sensorial es usado en la industria de panificacin
para ayudar a determinar la aceptacin del producto en un
tiempo determinado. Siendo el objetivo principal, encontrar
durante cunto tiempo puede almacenarse el pan antes de
que tenga lugar un deterioro inaceptable de su calidad
sensorial, haciendo uso de los sentidos como la vista, el
olfato, el gusto y el tacto.
1.5.2. Anlisis Trmico
Las tcnicas termo-analticas han sido y siguen siendo en la
actualidad ampliamente utilizadas en la caracterizacin de
materiales. El anlisis trmico abarca todos los mtodos de
medida basados en el cambio con la temperatura de una
propiedad fsica o mecnica del material.
La calorimetra diferencial de barrido, o DSC, por sus siglas
en ingles Diferential Scaning Calorimetry, es un anlisis
trmico cuyo propsito es registrar la diferencia entre el
cambio de entalpa que ocurre en una muestra y un material
inerte de referencia cuando ambos se calientan, permitiendo
identificar en un sistema compuesto de almidn y agua las
-
24
transiciones y modificaciones de la estructura del grnulo,
verificando la asociacin de fragmentos de amilosa y
amilopectina (retrogradacin) e identificando los cambios en
sus caractersticas trmicas como consecuencia de
tratamientos combinados de calor y humedad (9).
-
25
CAPTULO 2
2. MATERIALES Y METODOLOGA.
2.1. Mtodos convencionales para determinar la conservacin del
pan molde blanco.
Se seleccion muestras de pan molde blanco de un mismo lote de
produccin. Todos los anlisis se realizaron por triplicado. El
cronograma establecido de anlisis se muestra detallado en la tabla
2.
TABLA 2
CRONOGRAMA DE ANLISIS DE MUESTRAS
Control N 1 2 3 4 5 6 7
Da de almacenamiento 0 4 7 8 9 10 11
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2012
-
26
Las muestras fueron almacenadas en una percha de estabilidad
dentro de la planta de produccin de la industria de panificacin,
dnde se monitore la temperatura de almacenamiento. En la figura
2.1 se puede apreciar la fluctuacin de la temperatura durante el
almacenamiento.
FIGURA 2.1 MONITOREO DE TEMPERATURA EN PERCHA DEENVEJECIMIENTO DE PAN
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2012
2.1.1. Anlisis Microbiolgico
La calidad microbiolgica del pan en la industria de panificacin
se evala mediante la presencia de aerobios totales, levaduras
y mohos. El tiempo de vida til del pan en la industria es
-
27
considerado de 9 das. Sin embargo el recuento se lo extiende
hasta los 11 das.
Se emple lminas petrifilm para aerobios totales, mohos y
levaduras, que contienen un medio especfico listo para usar,
facilitando el anlisis.
Las muestras se las prepararon en dilucin 1:10. Se pes 10
gramos de pan y se diluy en 90 mililitros de agua de peptona
estril. Se inocul 1 ml de la dilucin en cada lmina. Las
lminas incubadas de aerobios totales se las coloc en la
incubadora a 35C por 2 das, mientras que las lminas
incubadas para mohos y levaduras se las coloc en una
incubadora a temperatura ambiente (22-25C) por 5 das,
posteriormente se procedi a realizar la lectura de las placas.
En la figura 2.2 se muestra los utensilios principales que se
usaron para el anlisis microbiolgico.
-
28
FIGURA 2.2 PLACA PETRIFILM Y AGUA DE PEPTONAESTRIL UTILIZADO PARA EL ANLISIS
MICROBIOLGICO
2.1.2. Anlisis Fsico
Debido a que no existe una norma que estandarice la
metodologa para determinar el porcentaje de humedad el
pan, la prueba se realiz mediante el mtodo termo
gravimtrico, utilizando una balanza infrarroja automtica, y
se tom como referencia la norma AOAC 925.10 para
humedades en harinas (14), figura 2.3.
FIGURA 2.3 BALANZA DE HUMEDAD INFRARROJO
-
29
2.1.3. Anlisis Reolgicos
Penetrmetro
Para determinar la textura del pan molde blanco, en la
industria de panificacin, se utiliz un equipo llamado
penetrmetro, figura 2.4.
FIGURA 2.4 PENETRMETRO
Para las pruebas, se situaron 3 rebanadas del pan molde
blanco por debajo del mbolo del equipo, se gradu su altura
para que la punta est al nivel de las rebanadas y se dej
caer el mbolo durante 5 segundos. Suavemente, se baj la
varilla hasta que tope con las pesas del equipo. Su dial de
lectura es de 120mm; a mayor escala dada por el
penetrmetro la suavidad del pan ser mayor.
-
30
Texturmetro
Se utiliz el equipo CTE Texture Analyzer de Brookfield de la
ESPOL. En la tabla 3 se muestran los parmetros usados
para calibrar el equipo.
TABLA 3PARMETROS DE CALIBRACIN DEL
TEXTURMETRO
Tipo del Test: APTObjetivo del Test
Tipo Objetivo: % deformacinValor meta: 50%Esperar tiempo: 0 s
Parmetros Generals del TestCarga Activacin: 0.05NVelocidad del test: 1 mm/sSonda: TA4/1000Elemento: TA-RT-KIT
Test Mltiples CiclosContador ciclos: 2TiempoRecuperacin: 20 s
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
Los atributos a medir son los siguientes:
Dureza: Simula la mxima fuerza para comprimir un alimento.
Firmeza: Cualidad de suave. Liso y blando al tacto, libre de
brusquedad.
-
31
Masticabilidad: Simula el tiempo de periodo requerido para
masticar una muestra de alimento a una velocidad constante
para reducir su consistencia y as poder ser tragado.
2.1.4. Anlisis Sensorial
Para el anlisis sensorial se realiz la prueba de aceptacin
con escala hednica, debido a que permite conocer el grado
de aceptacin o grado de satisfaccin del producto durante
un tiempo determinado.
El anlisis sensorial se lo realiz con un grupo de 5 jueces
semi-entrenados. Se consider las caractersticas
organolpticas del pan molde blanco como olor, sabor y
textura. Las muestras fueron evaluadas segn el cronograma
de la tabla 2 descrita al inicio del captulo.
Las escalas empleadas para las caractersticas se las puede
apreciar en la tabla 4.
-
32
TABLA 4ESCALA EMPLEADA EN EVALUACIN SENSORIAL
Escala Puntaje
Me gusta mucho 5
Me gusta moderadamente 4
Ni me gusta ni me disgusta 3
Me disgusta moderadamente 2
Me disgusta mucho 1
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2012
2.2. Anlisis Trmico
Existen diferentes estudios relacionados al anlisis trmico para la
retrogradacin del pan. Sin embargo no se ha podido determinar
una metodologa a seguir que pueda definir el comportamiento del
pan durante el envejecimiento. En la tabla 5 se citan algunos
estudios relacionados con la retrogradacin del pan utilizando el
Calormetro Diferencial de Barrido, DSC.
-
TABLA 5ESTUDIOS DE REFERENCIAS PARA USO DE DSC Q200 EN EL PAN
Ttulo del Artculo Autor Objetivo de la Tcnica Parmetros para uso DSC Resultados
Dierent approaches forincreasing the shelf life ofpartially baked bread: Low
temperatures andhydrocolloid addition
Mara Eugenia Barcenas,Cristina M. Rosell,Universidad de lasAmricas, Puebla,
Mxico
Adicionar mejoradores de pan queeviten envejecimiento, como elhidroxipropilmetilcelulosa (HPMC),tanto en panes horneados y prehorneados; con el objetivo de ver elcomportamineto de aumento dedureza y retrogradacin deamilopectina durante elalmacenamiento de ambas muestras.
Tratamiento Pan Pre-Horneado:Se calienta la muestra de 25 a 90 Cpara simular horneado y se vuelve abajar la temperatura a 25 C Temperatura almacenamiento: 2 CDas de anlisis: 0, 1, 2, 4, 7Tratamiento Pan Horneado:Almacenamiento: 25 CDas de anlisis: 1, 2 y 4Experimentacin en DSC en ambasmuestras:Preparacin muestra: 20 mg pan encpsulas hermticasUsar cpsula hermtica de referenciaTemperatura inicial: 25 CTemperatura final: 110 CVelocidad de calentamiento: 10C/minutos
El uso del hidrocoloide (HPMC)tuvieron la capacidad de interferir conel proceso de envejecimiento del panhorneado y pre horneado. El uso deeste hidrocoloide evit elendurecimiento de la miga del pan prehorneado y reduce la dureza de lamiga del pan horneado por completo.Adems, el HPMC redujo laretrogradacin de la amilopectina.
Effect of dietary breenrichment on selectedproperties of gluten-free
bread
D. Sabanis, D. Lebesi, C.Tzia, Laboratory of Food
Chemistry andTechnology, School ofChemical Engineering,
National TechnicalUniversity of Athens
Estudiar el comportamiento dediferentes fibras cereales en un pansin gluten, para determinar medianteanlisis de propiedades trmicas,viscocidad y consistencia a susmasas, cul se puede aadir aformulacin y que tenga masimpactos positivos nutricionales ysensoriales.
Preparacin de muestra: 40-45 mgpan en cpsulas hermticasUsar cpsula hermtica de referenciaTemperatura inicial: 25 CTemperatura final: 110 CVelocidad de calentamiento: 10C/minutos
La adicin de fibras a partir de maz yavena en formulaciones a un pandieron como resultado un pan convolmen significativamente mayor a losotros, as como la mejora en lasuavidad de la miga. Estos estudioshan demostrado el potencial dedesarrollo en panes ricos en fibra singluten, con el fin de aumentar laaceptabilidad y la ingesta de fibradiettica.
-
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
Ttulo del Artculo Autor Objetivo de la Tcnica Parmetros para uso DSC Resultados
Effect of HPMC addition onthe microstructure, qualityand aging of wheat bread
Mara Eugenia Barcenas,Cristina M. Rosell,Universidad de lasAmricas, Puebla,
Mxico
Analizar el uso del HPMC en lamicroestructura del pan , paraverificar sus cualidades de agentemejorador del pan yantienvejecimiento. La calidad delpan se evala mediante parametrosfisicos, sensoriales y termicos duranteel almacenamiento del pan.
Tratamiento Pan Pre-Horneado:Calentar muestra de 25 a 100 C parasimular horneadoVelocidad de calentamiento: 10 C/minMantener a 100 C durante 5 minutosAlmacenar muestras a: 4 CExperimentacin en DSC:Das de anlisis: 2, 4 y 7Preparacin muestra: 20 mg pan encpsulas hermticasUsar cpsula hermtica de referenciaTemperatura inicial: 25 CTemperatura final: 110 CVelocidad de calentamiento: 10C/minutos
El uso de HPMC en la panificacinpermite mejorar la calidad del pan, esdecir: volumen, humedad y textura demiga. El HPMC es un agenteantienvejecimiento que ayuda aretardar el endurecimiento de la miga yla retrogradacin de amilopectina. Elanlisis de la microestructura sugierela existencia de mltiples interaccionesentre el polmero y los componentes depan, lo que podra explicar lacapacidad de este hidrocoloide pararetardar el proceso de envejecimientodel pan.
Thermo-physicalassessment of bread
during staling
Pablo D. Ribotta, AlainLe Bail, Universidad de
Crdoba, Argentina
Examinar los efectos delenvejecimiento por DSC y DMA parademostrar el comportamineto demigracin del agua de la miga a lacorteza.
Preparacin muestra: 30 mg pan encpsulas hermticasUsar cpsula hermtica de referenciaPre tratamiento de muestra:Durante 5 minutos bajar la temperaturade 25 a -50 CExperimentacin en DSC:Temperatura inicial: 25 CTemperatura final: 110 CVelocidad de calentamiento: 2C/minutos
Se determin que existe la migracindel agua de la miga a la corteza , endonde la temperatura inicial y de fusindisminuyen despus del primer da dealmacenamiento. Se demostr elaumento gradual de la retrogradacinde la amilopectina durante elalmacenamiento. Durante esteproceso hay una decada del agua friay un aumento del agua no congelableen las muestras de pan.
Aplicacin del Anlisis porCalorimetra diferencial de
barrido (DSC) para lacaracterizacin de las
modificaciones del almidn
Anglica Sandoval,Eduardo Rodriguez,Alejandro Fernandez,Universidad del Valle,
Colombia
El estudio presenta conceptos sobreel DSC, la estructura y lastransiciones de fase del grnulo delalmidn.
N/A
Calorimetra diferencial de barrido esun anlisis trmico que permiteobtener datos de entalpa ytemperaturas de transicin o dereaccin, en funcin de la temperaturade calentamiento.
-
35
El estudio de BARCENAS M, ROSELL C, 2007 (15), tuvo como
objetivo la adicin de un mejorador para evitar el envejecimiento del
pan. La metodologa se bas en 3 partes: 1) Anlisis trmico en un pan
pre horneado, 2) Anlisis trmico al pan horneado, y 3) Anlisis trmico
en un pan con adicin del mejorador (pre horneado y horneado,
respectivamente). En este estudio se logr demostrar que existe un
retardo en la retrogradacin del pan que contiene el mejorador. Las
termogramas obtenidas en el DSC mostraron los siguientes
parmetros trmicos para ayudar a determinar la retrogradacin del
pan: To, Tc, Tp, Hg, Hr, Tr y el ndice de retrogradacin. En la
tabla 6 se muestra un resumen de los resultados que se obtuvieron.
-
TABLA 6RESUMEN DE RESULTADOS OBTENIDOS USANDO CALORIMETRA DIFERENCIAL DE
BARRIDO (15)
Prueba Das To Tp Tc Tr
1
2
4
7
1247
Prueba Das To Tp Tc Tr12471247
Pan Horneado Almacenado a Temperatura Ambiente
Sinmejorador
Temperaturas entre: 49 a 47 C- Hay disminucin progresivoen el transcurso de los das
Temperaturas entre: 61 a 60 C- No hay diferenciassignificaticas en el transcursode los das
Temperaturas entre: 75 a 74 C- hay disminucin progresivo enel transcurso de los das
Temperaturas entre: 24 a 28 C- Existe aumento significativoentre el 4to y 7mo da
Conmejorador
Temperaturas entre: 49 a 48 C- No hay diferenciassignificaticas en el transcursode los das
Temperaturas entre: 58 a 60 C- Hay aumento progresivo en eltranscurso de los das
Temperaturas entre: 67 a 75 C- Hay aumento significativos enel transcurso de los das
Temperaturas entre: 18 a 26 C- Hay aumento progresivo entreel 1er y 4to da- Entre el 4to y 7mo da existeun aummento significativo
Pan Pre Horneado Almacenado a Bajas Temperaturas
Temperaturas entre: 36 a 35 C- No hay diferenciassignificaticas en el transcursode los das
Temperaturas entre: 54 a 51 C- Hay disminucin progresivoen el transcurso de los das
Temperaturas entre: 71 a 68 C- Hay disminucin progresivoen el transcurso de los das
Temperaturas entre: 35 a 31 C- Hay disminucin progresivoen el transcurso de los das
Sinmejorador
Conmejorador
Temperaturas entre: 38 a 37 C- No hay diferenciassignificaticas en el transcursode los das.
Temperaturas entre: 54 a 52 C- Entre el 1er y 4to da no haydisminucin significativa en eltranscurso de los das.- Durante el 4to y 7mo daexiste un decrecimientosignificativo
Temperaturas entre: 73 a 68 C- Hay disminucin progresivaen el transcurso de los das- En el 4to y 7mo da hay unadisminucin significativa
Temperaturas entre: 36 a 30 C- No existe variacinsignificativa entre el 1er y 4toda.- Entre el 4to y 7mo da existeuna disminucin representativa
-
37
En la figura 2.5 y 2.6 se aprecia el comportamiento del ndice de
retrogradacin del pan pre horneado - horneado sin mejorador y
pan pre horneado - horneado con mejorador, respectivamente.
FIGURA 2.5 NDICE DE RETROGRACIN DEL PAN SINMEJORADOR (15)
FIGURA 2.6 NDICE DE RETROGRACIN DEL PAN CONMEJORADOR (15)
-
38
Se evidenci en el pan pre horneado un mayor ndice de
retrogradacin con o sin mejorador, debido a que se produce una
retrogresin de molculas de amilopectina, formando estructuras de
cristales fuertes que requieren una mayor cantidad de energa para
su fusin. Sin embargo, se observ que con la adicin del
mejorador se retarda la retrogradacin.
Otro estudio realizado por los mismos autores (16), se bas en los
cambios fsicos, sensoriales y trmicos, que se puedan presentar en
el pan que tiene el mejorador durante su almacenamiento. Los
resultados obtenidos con el DSC fueron similares al descrito
anteriormente. Adems de revelar las posibles interacciones entre
el mejorador y los dems componentes del pan, disminuyendo el
endurecimiento de la miga y la retrogradacin de la amilopectina.
Los dos estudios mencionados concluyeron que el uso del
mejorador limita la difusin y la prdida del agua del pan para evitar
la re cristalizacin de la amilopectina.
Si bien, estos estudios se basaron en la adicin de un mejorador, se
los seleccion como referencia para el uso de los parmetros en el
DSC Q200 del laboratorio LEMAT de la ESPOL, debido a que
-
39
ambos presentaron similitud en el tratamiento del pan horneado y
su almacenamiento. Adems de brindar informacin sobre la
relacin que tiene la retrogradacin del pan vs sus atributos
caractersticos, como: humedad y sensorial.
Durante el estudio, se analizaron 2 muestras de pan molde blanco
en un da, debido al alto costo del Nitrgeno Lquido. Esto ocasion
que no se pueda realizar otros experimentos para determinar la
retrogradacin del pan molde blanco basado en otros estudios. En
la tabla 7 se detalla la codificacin de las muestras.
TABLA 7
CODIFICACIN DE MUESTRAS DE PAN MOLDE BLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
En la tabla 8 se detallan los parmetros que se utiliz para el DSC
Q200.
Muestra A B
Da de almacenamiento 4 8
-
40
TABLA 8PARMETROS DE CALIBRACIN DEL DSC Q200
Peso muestra: 20 mgAlmacenamiento: 25 CTemperatura inicio: 20 CTemperatura final: 110 C
Velocidad de Calentamiento: 5 C/minElaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
Para experimentos futuros, se recomienda aplicar la tcnica
utilizada por RIBOTTA P., LE BAIL P., (2007) (17). Debido a que
brinda informacin ms precisa con respecto a los parmetros que
se usan en el experimento para un pan que se encuentra horneado
sin la necesidad de pasar por un pre horneo. Los parmetros que se
obtienen en la termograma son los siguientes: X1, Tp, Tc y la
entalpia de transicin de la fusin de hielo y la retrogradacin de la
amilopectina, que permite determinar: 1) prdida de humedad en la
miga, debido a disminucin del FW, y 2) aumento de humedad en la
corteza por aumento del UFW.
En la figura 2.7 muestra el efecto del almacenamiento del pan sobre
el contenido de humedad de la miga de pan y la corteza.
-
41
FIGURA 2.7 EFECTO DE ALMACENAMIENTO DE PANSOBRE EL CONTENIDO DE HUMEDAD EN MIGA Y
CORTEZA (17)
El estudio comprob la migracin de agua de la miga a la corteza,
que sucede durante la retrogradacin del pan.
2.2.1. Protocolo de Uso del DSC del Laboratorio LEMAT de la
ESPOL para Envejecimiento del Pan Molde Blanco
A continuacin se detalla el protocolo de uso del DSC Q200
del laboratorio LEMAT para el pan molde blanco (18).
Definiciones
Tzero Hermetic pan: Cpsula en donde se coloca la
muestra. Para efecto de la experimentacin, la cpsula
deber ser sellada hermticamente con su respectiva tapa
Tzero Lid Hermetic, figura 2.8
Corteza
Miga
-
42
FIGURA 2.8 TZERO HERMETIC PAN
Tzero estndar pan: Cpsula vaca y sellada
hermticamente que sirve como referencia durante la
ejecucin de las pruebas (19).
Preparacin de la muestra
1. Seleccionar y desmenuzar con ayuda de una pinza la
miga de una rodaja de la muestra de pan molde blanco,
figura 2.9. La muestra no debe ser manipulada
directamente con la mano.
FIGURA 2.9 UTENSILIOS PARA MANIPULAR MUESTRAS
-
43
2. Colocar un Tzero Hermetic pan en una balanza
analtica, proceder a encerarlo. Pesar 20mg de la miga
de pan desmenuzada, la exactitud en los pesos
requeridos influyen en la lectura de los datos finales del
experimento.
3. Colocar sobre la cpsula la tapa del Tzero Hermetic pan
y proceder a prensar la muestra en el Sample Press, la
muestra debe quedar hermticamente sellado para evitar
contaminar la muestra, figura 2.10. Las tapas son
especficas para cada Tzero Hermetic pan y deben ser
colocadas con ayuda de una pinza.
FIGURA 2.10 SELLADO HERMTICO DE TZERO HERMETICPAN
Corrida de la prueba
Para ejecutar las pruebas se debe realizar los siguientes
pasos:
-
44
1. Verificar que el equipo DSC Q200 y el equipo refrigerante
se encuentren conectados entre s y de que se
encuentren encendidos.
2. Habilitar la computadora nicamente si se ha verificado el
paso 1.
3. Iniciar el programa TA Instruments Explorer que se
sita en el escritorio del computador. Seleccionar
Connect to the Instruments para acceder al sistema del
DSC Q200, aparecer la ventana principal del programa
como se ve en la figura 2.11.
FIGURA 2.11 SISTEMA DEL DSC Q 200
4. Pulsar el cono Control situada en la parte superior
izquierdo de la barra de herramienta, seleccionar Lid-
-
45
Open para proceder a abrir la celda del equipo DSC
Q200 y Lid-Close para cerrar la celda una vez que se
haya colocado las cpsulas con las muestras. Las
cpsulas se colocan con ayuda de una pinza. En el lado
derecho del equipo se coloca la cpsula que contiene la
muestra y en el lado izquierdo la cpsula de referencia,
como se indica en la figura 2.12.
FIGURA 2.12 CELDA DE UBICACIN DE LOS PAN
5. Pulsar el cono Append que se encuentra en la parte
inferior central de la pantalla principal del programa, esto
se realiza con la finalidad de borrar la corrida anterior. Si
no se ha borrado la corrida anterior al experimento, el
sistema no permitir realizar una nueva corrida.
-
46
6. Seleccionar el cono Wizard Experiment que se
encuentra en la barra de herramientas de la pantalla
principal, figura 2.13.
FIGURA 2.13 CONO WIZARD EXPERIMENT
7. Elegir en la ventana del Wizard Experiment lo siguiente:
a. Seleccionar Conventional DSC, es el tipo de ensayo a
realizar.
b. Seleccionar en Heat Flow Selection la opcin Heat
Flow T4, indica que el flujo de calor ser medido en
cuatro periodos.
c. Seleccionar en Cooler Type la opcin LNCS, es el tipo
de enfriador conectado al equipo.
d. Pulsar Next para continuar con los siguientes pasos,
figura 2.14.
-
47
FIGURA 2.14 VENTANA DEL WIZART EXPERIMENT
8. Seleccionar el tipo de corrida DSC (Ramp) y pulsar Next,
ver figura 2.15.
FIGURA 2.15 VENTANA DE CORRIDA DSC
-
48
9. Ingresar los parmetros experimentales con los que se
desea trabajar para el pan molde blanco, ver figura 2.16.
Start Temperature (Temperatura de Inicio): 20C
Heating Rate (Velocidad de Calentamiento): 5C/min
Final Temperature (Temperatura Final): 110C
FIGURA 2.16 VENTANA DE PARMETROS
EXPERIMENTALES
10.Pulsar Next al resumen que se presenta de las
condiciones experimentales, ver figura 2.17.
-
49
FIGURA 2.17 VENTANA DE RESUMEN DE CORRIDAEXPERIMENTAL
11.Llenar con los datos necesarios de la muestra (nombre,
tamao, comentarios) en la ventana de Sample
Information, pulsar Next, como se ve en la figura 2.18.
Anotar el nombre de la carpeta con el que se grabar su
experimento en el programa.
FIGURA 2.18 VENTANA SAMPLE INFORMATION
-
50
12. Ingresar en la seccin Notes la informacin que se
solicita (nombre de la persona que ejecuta el
experimento, tipo de cpsula y/o cualquier otra
observacin que se crea necesaria sobre el experimento
a ejecutar), ver figura 2.19.
13.Seleccionar en la seccin Mass Flow Control Settings el
tipo de gas a utilizar en el experimento (Nitrgeno) y
escribir la velocidad de flujo (Flow Rate: 50 ml/min),
pulsar next, ver figura 2.19.
FIGURA 2.19 VENTANA DE NOTES Y MASS FLOWCONTROL
14.Seleccionar el botn Finish para comenzar el anlisis
de la muestra.
-
51
CAPTULO 3
3. ANLISIS DE RESULTADOS.
3.1. Resultados de Mtodos Convencionales
Anlisis microbiolgico
Los resultados de los recuentos microbiolgicos de aerobios totales,
mohos y levaduras se observan en la tabla 9.
TABLA 9RESULTADO MICROBIOLGICO EN PAN MOLDE BLANCO
(UFC/g)
Da Aerobios Totales Mohos y Levaduras
0 0.0 +/- 0.0 0.0 +/- 0.04 0.0 +/- 0.0 0.0 +/- 0.07 0.0 +/- 0.0 0.0 +/- 0.08 0.0 +/- 0.0 0.0 +/- 0.09 0.0 +/- 0.0 0.0 +/- 0.0
10 0.0 +/- 0.0 0.0 +/- 0.011 1480 +/- 250.99 50 +/- 52.91
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2012
-
52
En microbiologa los valores expresados como
-
53
FIGURA 3.2 CRECIMIENTO MICROBIOLGICO DE MOHOS YLEVADURAS EN EL PAN MOLDE BLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
Se evidenci que en el da once existe un crecimiento
microbiolgico que supera los lmites establecidos por la norma
mexicana.
Anlisis Fsicos
Los resultados de los anlisis del porcentaje humedad se detallan
en la tabla 10.
-
54
TABLA 10
RESULTADOS DE PORCENTAJE DE HUMEDAD (%)
Da Humedad
0 39.85 +/- 1.16
4 39.67 +/- 2.18
7 39.22 +/- 1.29
8 38.63 +/- 1.418
9 38.96 +/- 0.26
10 38.03 +/- 0. 43
11 37.78 +/- 0.66
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2012
En la figura 3.3 se muestra el comportamiento de prdida del
porcentaje de humedad del pan molde blanco en el transcurso de los
das.
FIGURA 3.3 PRDIDA DE HUMEDAD (%) EN EL PAN MOLDEBLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
-
55
Los resultados muestran que el pan molde blanco pierde alrededor
del 2% de su humedad desde el da de su elaboracin hasta el
transcurso de los 9 das de vida til. En el anexo A se muestra los
resultados estadsticos para la prdida de humedad del pan molde
blanco.
En el anlisis de ANOVA se obtuvo un valor-P 0.002 que indica que
existe una diferencia significativa entre las medias de la prdida del
porcentaje de humedades en el transcurso de los das durante el
almacenamiento del pan molde blanco con un nivel del 95% de
confianza.
La prueba de mltiples rangos muestra cmo se comportan los
pares segn los das de almacenamiento. Se identific que al
noveno da ya existe un cambio significativo en el porcentaje de la
humedad con respecto a los das anteriores.
Anlisis reolgicos
Penetrmetro
Los resultados de la medicin de textura con el penetrmetro se
muestran en la tabla 11.
-
56
TABLA 11
RESULTADOS DE MEDICIN CON EL PENETRMETRO (mm)
Da Medicin
0 38.63 +/- 0.75
4 33.06 +/- 1.05
7 31.76 +/- 0.15
8 29.80 +/- 1.35
9 27.23 +/- 4.07
10 28.56 +/- 3.79
11 27.56 +/- 0.73
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2012
En la figura 3.4 se muestra el comportamiento de la prdida de la
suavidad del pan molde blanco a travs del tiempo. A partir del da
7 se evidenci un decrecimiento de la prdida de suavidad y una
desviacin amplia entre los datos obtenidos, esto se debi a que los
resultados estn directamente relacionados con la fuerza que ejerce
la persona que realiza la prueba.
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57
FIGURA 3.4 PRDIDA DE SUAVIDAD (MM) EN EL PAN MOLDE
BLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
En el anexo B se muestra los resultados estadsticos para la
suavidad.
En el anlisis ANOVA se obtuvo un valor-P de 0.003 que indica que
existe una diferencia significativa entre las medias de la prdida de
suavidad en el transcurso de los das durante el almacenamiento
del pan molde blanco con un nivel del 95% de confianza.
Texturmetro
El anlisis con el texturmetro se realiz a base de tres atributos del
pan: dureza, firmeza y masticabilidad. En la tabla 12 se muestra el
resumen de los resultados obtenidos.
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58
TABLA 12RESULTADO DE MEDICIN CON TEXTURMETRO EN EL PAN
MOLDE BLANCO
Da Dureza Firmeza Masticabilidad
1 1.66 +/- 0.08 1.22 +/- 0.06 5.62 +/- 0.25
2 2.19 +/- 0.14 1.53 +/- 0.09 6.90 +/- 0.52
3 1.95 +/- 0.14 1.59 +/- 0.11 7.47 +/- 0.61
4 1.66 +/- 0.15 1.23 +/- 0.22 5.95 +/- 0.78
5 1.59 +/- 0.13 1.25 +/- 0.09 5.43 +/- 0.49
8 2.86 +/- 0.13 2.01 +/- 0.11 8.99 +/- 0.64
9 3.84 +/- 0.33 2.58 +/- 0.20 11.74 +/- 0.83
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
En el anexo C, D y, E se muestran los resultados estadsticos para
la dureza, firmeza y masticabilidad, respectivamente.
En los anlisis ANOVA para la dureza, firmeza y masticabilidad del
pan molde blanco, se obtuvieron valores-P menor a 0.05, indica que
existen diferencias significativas entre las medias de los atributos
mencionados del pan molde blanco durante el almacenamiento con
un nivel de confianza del 95%.
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59
Las figuras 3.5, 3.6, 3.7 muestran los comportamientos a travs del
tiempo de cada uno de los atributos: dureza, firmeza y
masticabilidad, respectivamente.
FIGURA 3.5 AUMENTO DE DUREZA (N) EN EL PAN MOLDEBLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
FIGURA 3.6 AUMENTO DE FIRMEZA (N) EN EL PAN MOLDEBLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
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FIGURA 3.7 AUMENTO DE MASTICABILIDAD (mJ) EN EL PANMOLDE BLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
Se concluy que los tres atributos analizados: dureza, firmeza y
masticabilidad del pan molde blanco se encuentran relacionadas,
demostrando un patrn de comportamiento similar en el transcurso
de los 9 das de almacenamiento. En las figuras se definen 2
tiempos: Los primeros cinco das cuando los valores permanecen
casi constantes, para luego experimentar un segundo momento de
crecimiento acelerado en dichas variables a partir del sexto da.
Anlisis sensorial
Los resultados de los anlisis sensoriales se encuentran en la tabla
13.
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61
TABLA 13
RESULTADOS DE LOS ANLISIS SENSORIALES
Da Olor Sabor Textura
0 5.00 +/- 0.00 5.00 +/- 0.00 5.00 +/- 0.004 5.00 +/- 0.00 5.00 +/- 0.00 4.00 +/- 0.007 5.00 +/- 0.00 5.00 +/- 0.00 3.00 +/- 0.008 5.00 +/- 0.00 4.00 +/- 0.00 2.00 +/- 0.009 5.00 +/- 0.00 4.00 +/- 0.00 2.00 +/- 0.00
10 5.00 +/- 0.00 4.00 +/- 0.00 1.33 +/- 0.5711 4.00 +/- 0.00 3.00 +/- 0.00 1.00 +/- 0.00
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2012
En las figuras 3.8, 3.9, 3.10 se muestran los comportamientos de
las prdidas de los atributos organolpticos analizados en el pan
molde blanco: olor, sabor y textura, respectivamente.
FIGURA 3.8 ANLISIS DE OLOR EN EL PAN MOLDEBLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
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62
FIGURA 3.9 ANLISIS DE SABOR EN EL PAN MOLDEBLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
FIGURA 3.10 ANLISIS DE TEXTURA EN EL PAN MOLDEBLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
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63
Las figuras muestran la prdida de los atributos organolpticos
principales del pan. La prdida del olor disminuye de manera ms
lenta que el de los dems atributos. El pan molde blanco mantiene
su olor caracterstico hasta el dcimo da.
El sabor caracterstico del pan molde blanco se mantiene hasta el
sptimo da, se consider que el atributo se pierde moderadamente
y se mantiene en los das 8, 9 y 10.
El atributo de la textura en el transcurso del tiempo va perdiendo su
aceptacin, se consider que a partir del da 8 ya existe un disgusto
moderado del producto.
3.2. Resultados del Anlisis Trmico (DSC)
Con el anlisis trmico se obtuvo las siguientes termogramas
correspondientes a los das 4 y 8, figura 3.11 y 3.12
respectivamente, dnde se aprecia el aumento de las entalpas de
retrogradacin del pan, Hr. Estas entalpas son el calor absorbido
por la muestra y el calor absorbido por la referencia, indicando las
transiciones y modificaciones que ocurre en la estructura del
grnulo de almidn.
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64
FIGURA 3.11 CURVA DE RETROGRADACIN DEL PAN MOLDEBLANCO EN EL DA 4
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
FIGURA 3.12 CURVA DE RETROGRADACIN DEL PANMOLDE BLANCO EN EL DA 8
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
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65
Las figuras muestran que las entalpas de retrogradacin obtenidas
estn relacionadas con el aumento de temperatura y los das de
almacenamiento del pan. La temperatura de retrogradacin del pan
molde blanco se encontr dentro del rango de 60C y 65C.
La metodologa establecida para el calormetro diferencial de
barrido se seleccion de manera que abarque los rangos de
temperatura en los que ocurre el proceso de retrogradacin con
velocidades de calentamiento mnimas de 5 C/min para poder
visualizar con mayor exactitud los cambios que ocurren en la
retrogradacin. (15).
3.3. Comparacin entre los Mtodos Convencionales y el Anlisis
Trmico
A excepcin de los anlisis microbiolgicos, existi una similitud
entre los resultados obtenidos con los diferentes mtodos
realizados:
La determinacin de humedad, suavidad (penetrmetro) y
sensorial, demostraron que a partir del da 7 ya existe un
cambio significativo que altera las caractersticas organolpticas
y fsicas del pan molde blanco. La prdida de humedad, se
-
66
debi a que existe una migracin del agua libre de la miga del
pan hacia la corteza.
El texturmetro demostr con ms precisin el da en que
comenz el endurecimiento del pan molde blanco, quinto da de
almacenamiento. Los resultados obtenidos se consideraron ms
confiables debido a que la fuerza que ejerce el equipo no
depende de la intervencin humana, como es el caso del
penetrmetro.
El equipo calormetro diferencial de barrido (DSC Q200) obtiene
datos ms especficos sobre el endurecimiento del pan. Sin
embargo, no se logr obtener datos concluyentes para
relacionarlo con los mtodos convencionales.
El anlisis de microbiologa para fin de determinar el
endurecimiento del pan no se consider necesario. No existi
una relacin que indique en qu da el pan envejece. El anlisis
sirve para determinar en qu da el pan deja de ser apto para el
consumo.
-
67
CAPTULO 4
4. CONCLUSIONES.
Los datos obtenidos con el Calormetro Diferencial de Barrido, DSC
Q200, en la experimentacin para determinar la retrogradacin del pan
molde blanco, no permiti demostrar la utilidad y precisin de los
mtodos no convencionales, debido a que por factor econmico no se
logr analizar con la metodologa seleccionada los 9 das de vida til del
pan. Teniendo pocos datos que no permiti concluir alguna relacin de
comportamiento del envejecimiento del producto.
Sin embargo, los anlisis convencionales relacionados a la textura,
permitieron tener datos concluyentes sobre el envejecimiento del pan
molde blanco. A partir del sptimo da, se comenz a tener un cambio
significativo en las caractersticas organolpticas y fsicas del pan. Esto
se corrobor con los anlisis sensoriales realizados para determinar la
aceptacin del producto durante el tiempo de almacenamiento del pan.
-
68
A nivel industrial, no se considera factible el uso del equipo DSC por
motivo de su alto costo operativo. Si se deseara aplicarlo ser necesario
encontrar un reemplazo al sistema actual de refrigeracin del equipo,
siendo el principal rubro que eleva los costos de la experimentacin.
Debido a que no se logr conocer el mecanismo exacto de la
retrogradacin del pan, se recomienda realizar anlisis basados en otros
estudios para poder establecer los parmetros adecuados para el uso del
DSC Q200 en el pan molde blanco y determinar su retrogradacin.
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APNDICES
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APNDICE A
RESULTADOS ESTADSTICOS PARA LA PRDIDA DE HUMEDADDEL PAN MOLDE BLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
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APNDICE B
RESULTADOS ESTADSTICOS DEL PENETRMETRO (SUAVIDAD)DEL PAN MOLDE BLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
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APNDICE C
RESULTADOS ESTADSTICOS PARA LA DUREZA DEL PANMOLDE BLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
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APNDICE D
RESULTADOS ESTADSTICOS PARA LA FIRMEZA DEL PANMOLDE BLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
-
APNDICE E
RESULTADOS ESTADSTICOS PARA LA MASTICABILIDAD DELPAN MOLDE BLANCO
Elaborado por: Jackeline Tenesaca B., Alejandro Quintong S., 2013
-
BIBLIOGRAFA
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Tecnologa Aplicada a la Panificacin, 2011, Mdulo 1 y Mdulo 5.
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