ANÁLISIS TECNOLÓGICOS Y PROSPECTIVOS SECTORIALES CADENA DE AZÚCAR, CHOCOLATE Y GOLOSINAS Responsable: Natalia Del Greco FEBRERO 2016

AUTORIDADES ■

Presidente de la Nación

Ing. Mauricio Macri ■

Ministro de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva

Dr. Lino Barañao ■

Secretario de Planeamiento y Políticas en Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva

Dr. Miguel Ángel Blesa ■

Subsecretario de Estudios y Prospectiva

Lic. Jorge Robbio ■

Director Nacional de Estudios

Dr. Ing. Martín Villanueva

RECONOCIMIENTOS Los estudios sobre complejos productivos agroindustriales fueron coordinados por el Magister Gustavo Idígoras y asistidos por la Magister Sabine Papendieck. La supervisión y revisión de los trabajos estuvo a cargo del equipo técnico del Programa Nacional de Prospectiva Tecnológica (Programa Nacional PRONAPTEC) perteneciente a la Dirección Nacional de Estudios del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva: Lic. Alicia Recalde. ■ Lic. Manuel Marí. ■ Lic. Ricardo Carri. ■ A.E. Adriana Sánchez Rico. ■

Se agradece a los diferentes actores del sector gubernamental, del sistema científicotecnológico y del sector productivo que participaron de los distintos ámbitos de consulta del Proyecto. No habría sido posible elaborar este documento sin la construcción colectiva de conocimientos. Por consultas y/o sugerencias, por favor dirigirse a [email protected]

El contenido de la presente publicación es responsabilidad de sus autores y no representa la posición u opinión del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva. Trabajo realizado entre octubre de 2012 y abril de 2013.

CADENA DE AZÚCAR, CHOCOLATE Y GOLOSINAS

1. SITUACIÓN SECTORIAL DEL AZÚCAR Durante la zafra azucarera de 2011, se produjeron en los ingenios de todo el país un total de 1.716.224 toneladas de azúcar blanco y 228.823 toneladas de azúcar crudo, esto llevó a una producción total de 1.945.047 toneladas en 2011. La producción total de los ingenios en Tucumán alcanzó, durante la zafra de 2011, 1.199.522 toneladas, mientras que la producción alcanzada en los ingenios en el norte del país (la Esperanza, Ledesma, Río Grande, San Martín del Tabacal y San Isidro) y en el litoral (Inaza, Las Toscas, San Javier) fue de 727.028 y 18.496 toneladas respectivamente en 2011. Evolución de la producción de azúcar 2.000.000 1.800.000 1.600.000

Toneladas

1.400.000 1.200.000 1.000.000 800.000 600.000 400.000 200.000 0 2002

2003

2004

Azúcar blanco

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

Azúcar crudo

Fuente: Centro Azucarero Argentino

1



Comercio Exterior

Durante 2011, las exportaciones del sector azucarero se redujeron un 45% respecto de 2010. Se exportaron 132.195 toneladas (62% menos que en 2010) a un valor FOB de US$ 661 la tonelada. Entre enero y septiembre de 2012 se exportaron desde Argentina un total de 133.678 toneladas de azúcar, un 64% más que lo exportado en el mismo período de 2011. Evolución de las exportaciones del sector de azúcar 350

900 800

300

700 600 200

500

150

400 300

Toneladas (miles)

Millones de US$

250

100 200 50

100

0

0 2002

2003

2004

2005

T oneladas

2006

2007

2008

2009

2010

2011

Valor (Eje Izquierdo)

Fuente: elaboración propia en base a INDEC

Las principales destinaciones del sector azucarero argentino son Estados Unidos, con un 39% del total de exportaciones, Chile con un 28%, Uruguay con un 7% del total y Bélgica con un 5%. Asimismo, entre los principales destinos de exportación de azúcar blanco se destacan: Chile (75% del total), Países bajos (11%), Uruguay (5%) y Canadá (4%).

2

Destinos de exportación (2011) Miles de US$ FOB

Part. %

EE.UU.

46.712 38,8

Chile

34.069 28,3

Uruguay

8.017

6,7

Bélgica

6.313

5,2

Países Bajos)

4.190

3,5

Países Bajos

2.834

2,4

Alemania

2.597

2,2

Otros

15.687 13,0

TOTAL

120.418

Antillas Holandesas

(vinculado

a

Fuente: elaboración propia en base a INDEC

En cuanto a las importaciones del sector azucarero, durante 2011 se adquirieron 47.000 toneladas a un valor FOB US$ 804 la tonelada, alcanzando los US$ 38 millones. Esto implicó un aumento del 43% en los volúmenes importados, y un alza del 102% en el valor total. Paralelamente, en el periodo enero-septiembre de 2012 se importaron

385

toneladas métricas de azúcar, que se componen de 13 toneladas métricas de azúcar crudo y 372 toneladas métricas de azúcar blanco. De estas últimas, el 96% corresponden a importaciones desde Brasil.

3

Evolución de las importaciones del sector de azúcar 40

50 45

35

40 30 25

30

20

25 20

15

Toneladas (miles)

Millones de US$

35

15 10 10 5

5

0

0 2002

2003

2004

2005

T oneladas

2006

2007

2008

2009

2010

2011

Valor (Eje Izquierdo)

Fuente: elaboración propia en base a INDEC

En cuanto a los precios del azúcar blanco (Contrato Londres N°5), estos han registrado una evolución fluctuante entre los US$ 540 y US$ 650 por tonelada en el período enero-octubre de 2012. En lo que va de octubre, el promedio fue de US$ 581 la tonelada, con una merma del 6% respecto del valor promedio registrado en enero de 2012. Esta cotización se encuentra un 11% por debajo de la registrada durante el mismo período de 2011.

4

Evolución precios azúcar blanco - contrato Londres n°5 Promedio Mensual 660 640

US$ FOB por tonelada

620 600 580 560 540 520

Oct-12

Sep-12

Ago-12

Jul-12

Jun-12

May-12

Abr-12

Mar-12

Feb-12

Ene-12

500

Fuente: Centro Azucarero Argentino

Los precios del azúcar crudo (Contrato Nueva York N°11) han registrado una tendencia relativamente constante a lo largo del año (enero-octubre de 2012). Actualmente la cotización se encuentra en US$ 21 centavos la libra, un 10% por debajo de los valores promedio registrados en enero de 2012 y un 14% del valor promedio registrado en el mismo periodo de 2011.

5

Evolución precios azúcar crudo Contrato Nueva York n°11 Promedio Mensual

30,0

Cent. US$ por libra

25,0

20,0

15,0

10,0

5,0

Oct-12

Sep-12

Ago-12

Jul-12

Jun-12

May-12

Abr-12

Mar-12

Feb-12

Ene-12

0,0

Fuente: Centro Azucarero Argentino

En materia de financiamiento, en el mes de agosto de 2012 se han emitido warrants de azúcar por $ 191 millones y US$ 6 millones equivalentes a un total estimado de 290 toneladas. En cuanto a los warrants vigentes, fueron de $ 746 millones y US$ 8 equivalente a un total estimado de 292 toneladas. Debe tenerse presente que desde su reintroducción en nuestro país a partir de 1991, la actividad azucarera se ha nutrido del warrants como una herramienta fundamental y verdadera fuente de financiamiento del sector.

6

2. SITUACIÓN SECTORIAL DE LA CADENA DEL CHOCOLATE Durante 2011, las Confecciones de Chocolate registraron crecimientos del 19% en el valor y en el valor por tonelada exportada respecto a 2010. Estas alcanzaron 25.510 toneladas que representaron ingresos de US$ FOB 159 millones. El precio promedio de exportación fue de 6.234 US$/ton. La canasta de productos permaneció prácticamente igual siendo las más relevantes: “bombones”, “huevos y figuras no macizas”, “caramelos” y “cobertura de chocolate”. Si bien Argentina no se encuentra entre los principales jugadores en el mercado mundial de chocolate, sus exportaciones han ido en aumento a lo largo de los últimos años, así como su balanza comercial. De las 16 categorías de productos que argentina exporta, 4 de ellas son históricamente las más relevantes: “bombones”, “huevos y figuras no macizas”, “caramelos” y “cobertura de chocolate”. En el año 2011 estas categorías representaron en volumen el 80% y en valor el 86% del total de exportaciones. No obstante, es importante señalar que durante 2011 la categoría “turrones” fue la que más creció en volumen (25%) y “cacao en polvo con adición de azúcar” lo hizo en valor (58%) respecto al 2010. Brasil es el principal destino de las exportaciones de chocolate argentinas, con una participación en el total exportado del 20%, seguido por México con un 16% y por Canadá con un 12% del total.

7

Destinos de exportación de chocolate (2011)

Brasil 20% O tros 30%

México 16% Uruguay 4% Australia 5% Angola 5%

Chile 8%

Canadá 12%

Fuente: elaboración propia en base a INDEC

Respecto a las importaciones de confecciones de chocolate, en 2011 Argentina realizó compras por 8.440 toneladas por un valor FOB cercano a los US$ 50 8

millones, registrando así un crecimiento del 15% en volumen y del 38%en valor. Se importaron principalmente “Chocolate sin relleno con cereales, frutas” y “Bombones”. De Brasil provino el 68% del volumen y el 66% del valor de las confecciones de chocolate que Argentina importó durante el año 2011. Uruguay fue el segundo proveedor de estas confecciones con ventas que representaron el 10% y 7% del volumen y valor de las compras totales.

9

3. NUEVAS TECNOLOGÍAS DE PROCESAMIENTO

3.1 SUSTITUTOS DE LA MANTECA DE CACAO



PREVENCIÓN DEL FAT BLOOM EN EL CHOCOLATE

La formación de fat bloom en el chocolate está relacionada con un cambio en la forma polimórfica de la manteca de cacao. La forma βV es la estructura deseada, puesto que es la responsable del aspecto brillante del chocolate. Esta estructura se obtiene mediante un buen proceso de templado. Un templado inadecuado o un almacenamiento a altas temperaturas dan lugar al desarrollo del fat bloom o “florecimiento del chocolate”, proceso en el que se depositan pequeños cristales de grasa en la superficie del chocolate, haciendo que éste pierda brillo y tome un color blanquecino. El desarrollo de este florecimiento está asociado a un cambio de la forma βV a la forma βVI termodinámicamente más estable. Hay varios factores que entran en juego en el florecimiento (bloom), pero son tres los de mayor importancia. Primero, la composición del chocolate puede afectar su tendencia hacia el florecimiento. La grasa de leche tiene un efecto inhibitorio sobre el bloom entonces, el chocolate con leche tiene menor tendencia al bloom que el chocolate negro bajo las mismas condiciones. Segundo, la temperatura de almacenamiento juega un rol muy importante. Altas temperaturas aceleran y favorecen la formación del bloom. Tercero, la estructura del producto determina si el chocolate va desarrollar bloom. Si es un chocolate relleno con grasas blandas en el centro, durante el almacenamiento estas grasas pueden migrar a la superficie del chocolate. Si esto ocurre, se incrementa la cantidad de grasas líquidas en el chocolate. A su vez, este fenómeno incrementa la movilidad de triglicéridos y favorece la formación de bloom.

10



ALTERNATIVAS A LA MANTECA DE CACAO

En la Argentina no está permitido el uso de grasas alternativas (grasas extrañas al cacao) en la elaboración de chocolates y coberturas. En el caso del chocolate con leche las únicas grasas permitidas son las del cacao y la leche. Hasta hace no mucho tiempo la situación en Europa era similar. A partir de la sanción de la Directiva 2000/36/EC (ver anexo), se puede adicionar hasta un 5% de grasas vegetales equivalentes al chocolate. Estas grasas vegetales equivalentes pueden usarse en la fabricación del chocolate y coberturas para obtener nuevos sabores, para realzar las propiedades físico-químicas del producto o para reducir los costos de producción. Estas grasas se pueden clasificar en tres grandes familias de acuerdo con su compatibilidad con la MC:

-

Grasas totalmente compatibles con la MC, equivalentes de la manteca de cacao, CBE.

-

Grasas parcialmente compatibles con la MC corresponden a los reemplazantes de la manteca de cacao, CBR.

-

Grasas incompatibles con la MC corresponden a los sustitutos de la manteca de cacao, CBS.



Equivalentes de la manteca de cacao (CBE)

Las grasas equivalentes a la manteca de cacao (CBE) deben ser totalmente compatibles con ésta. Compatibilidad en este contexto corresponde a la habilidad de los TAG de dos grasas distintas de cristalizar juntos sin formar una mezcla eutéctica. Son grasas vegetales no láuricas ricas en triglicéridos monoinsaturados simétricos del tipo POP, POS y SOS (P: ácido palmítico, O: ácido oleico, S: acido esteárico). Son miscibles en cualquier proporción con manteca de cacao y son compatibles con sus propiedades físicas (punto de fusión, temperatura de cristalización, velocidad de fusión, necesidad de una fase de templado). Únicamente pueden obtenerse 11

mediante tratamientos de refinación o de fraccionamiento de grasas vegetales; no se permite la modificación enzimática de la estructura de los triglicéridos. Pueden utilizarse las siguientes grasas vegetales, obtenidas de las plantas que se mencionan a continuación: (denominación usual de las grasas vegetales/ denominación científica) -

Illipe, sebo de Borneo o Tengkawawang/ Shorea spp.

-

Aceite de Palma/ Elais guineensis, Elais olifera.

-

Sal/ Shorea robusta.

-

Shea/ Butyrospermun parkii.

-

Kokum gurgi/ Garcinia índica.

-

Hueso de mango/ Mangifera índica.

-

Aceite de coco, exclusivamente para el chocolate que se utiliza para la fabricación de helados y otros productos congelados similares.

También se puede obtener CBE a partir de grasas de síntesis industrial, como ser la grasa Coberine de la empresa Loders Croklaan. La composición de los distintos CBE está presentada en la Tabla. 1. En general, los CBE tienen una composición de TAG y polimorfismo similar a la MC.

12

Tabla 1. Composición de ácidos grasos de algunos equivalentes de la manteca de cacao Manteca

MC de Ácido

Costa de

graso

Marfil

Illipe (muestra comercial)

Grasa de

de

Coberine

Sal

Karité %p/p



C12

-

-

-

-

-

C14

-

-

-

-

-

C16

26,8

19,9

5,7

7,6

32

C16:1

-

0,1

-

-

-

C18

35,6

43,7

41

42,6

28,2

C18:1

33,5

35,7

49

37

36,1

C18:2

3,2

0,4

4,3

3,5

2

C18:3

-

-

-

1,3

-

C20

0,9

-

-

8

-

Otros

-

-

-

-

1,7

Mejoradores de la manteca de cacao (CBI)

Pertenecen a un subgrupo de los equivalentes de la manteca de cacao. Contienen un alto contenido de grasas sólidas, en mayor proporción que la manteca de cacao. Los CBI contienen los mismos componentes de triglicéridos que la manteca de cacao, pero en diferentes proporciones. Mejoran la dureza, la resistencia a la temperatura, la tolerancia a la grasa de la leche; disminuyen el fat bloom cuando se adicionan en una proporción del 5%.



Reemplazantes de la manteca de cacao (CBR)

Las grasas reemplazantes de la MC se pueden llamar extensores de la MC porque no reemplazan todo el contenido de MC del producto. Su compatibilidad con la MC es 13

menor que la de los CBE, pero mayor que los CBS. Hay dos fuentes principales de CBR: aceite de palma hidrogenado y/o fraccionado, y aceite vegetal hidrogenado (soja, semilla de algodón, etc.). Los CBR generalmente se obtienen a partir del aceite de palma, por lo tanto el principal ácido graso que lo compone es el ácido palmítico. En la Tabla. 2. se resume la composición de TAG típica de los CBR, y en la Tabla. 3. se comparan las composiciones de MC, CBE y CBR. Tabla 2. Composición de ácidos grasos del aceite de palma y tres reemplazantes de manteca de cacao (CBR) no identificados comercialmente. Ácido

Aceite

graso

de CBR-A

CBR-B

CBR-C

palma %p/p



C14

1,2

1,3

0,8

0,7

C16

44

53,5

42

40,2

C18

4,7

18,7

22,5

22,3

C18:1

40

25

31,3

35

C18:2

10

1,5

2,8

3,2

C18:3

-

trazas

0,6

0,5

C20

-

-

-

-

Sustitutos de la manteca de cacao (CBS)

Los sustitutos de la MC, o grasa dura láurica, contienen trilaurina (C12) como principal TAG. Las grasas para CBS provienen del aceite de coco o del palm kernel oil. El aceite de coco y el aceite de kernel (PKO) se hidrogenan o fraccionan para incrementar su dureza y para mejorar el perfil de fusión. La fracción más blanda (fracción oleica) puede hidrogenarse parcial o totalmente y usarse como baño para helados. La fracción más cristalina y dura (fracción estearínica) se puede usar en su forma nativa o hidrogenarse. En este caso los productos que se obtienen tienen un

14

perfil de fusión similar a la MC. Los CBS reemplazan la totalidad de la MC en baños de repostería, excepto la MC que está presente en el cacao en polvo. La compatibilidad de los CBS con la MC es muy baja (menor al 5%) debido a la gran diferencia de su composición triglicérida.

La composición de ácidos grasos del

aceite de coco y el PKO están resumidos en la Tabla. 4. Las fracciones hidrogenadas de los CBS no necesitan templado ya que la cristalización directa genera cristales estables de la forma β’. Sin embargo, las grasas CBS requieren un correcto enfriamiento. A continuación se resumen las características principales de las grasas alternativas a la manteca de cacao: Mejoradores de

Equivalentes de

Reemplazantes de

Sustitutos de

manteca de cacao

manteca de cacao

manteca de cacao

manteca de cacao

(CBI)

(CBE)

(CBR)

(CBS)

Incrementa la

Propiedades físicas

Compatibilidad

Baja compatibilidad

resistencia al calor del

comparables a la

moderada con la

con la manteca de

chocolate.

manteca de cacao,

manteca de cacao;

cacao; máx. 5% en

Propiedades físicas

totalmente

máx. 20% en la fase

la fase grasa.

comparables a la

compatibles.

grasa.

A base de grasas

manteca de cacao,

Resalta los sabores de

Buena retención de

láuricas.

totalmente

otros ingredientes.

los sabores del

Buena textura en

compatibles.

Permitido en la UE

chocolate.

boca.

Permitido en la UE

conforme al 5%

Resistencia al

No requiere

conforme al 5%

reglamentado.

florecimiento.

templado; alta

reglamentado.

Requerimientos de

No requiere

velocidad de

Requerimientos de

procesamiento

templado; no

cristalización.

procesamiento

similares a productos

láuricas.

Muy buena

similares a productos

a base de manteca de

Frecuentemente

resistencia al calor.

a base de manteca de

cacao; requiere

contiene grasas

Frecuentemente

cacao; requiere

templado.

trans en altas

contiene grasas

templado.

Resistente al bloom o

proporciones.

trans.

Resistente al bloom o

florecimiento. 15

florecimiento.

No-hidrogenado y

No-hidrogenado y

libre de grasas trans.

libre de grasas trans.



Varios

INHIBICIÓN DEL BLOOM – FACTORES Y EFECTOS factores

pueden

inhibir

o

retardar

el

bloom.

Tanto

los

factores

composicionales como los métodos de procesado (templado y enfriado), pueden retardar la formación de bloom. Factores composicionales: Cuatro ingredientes básicos pueden otorgar resistencia al bloom en el chocolate. Estos son la composición de las grasas mayoritarias/principales, grasas adicionales, emulsionantes y compuestos especiales. a. Relación manteca de cacao/chocolate En forma general, cuanto más alto es el contenido sólido de grasas y menor la fracción líquida, más resistente será el chocolate al bloom. Se usan distintas alternativas para incrementar el contenido sólido de grasas. Para reducir el bloom en el chocolate se ha utilizado la fracción de alto punto de fusión de la MC (luego de ser fraccionada). Esta fracción tiene un contenido mayor de SOS (más de 92%), 3% de SSS, y una proporción muy baja de TAG insaturados. Agregados en una proporción del 20% aumentan la resistencia del chocolate al calor. Otro método utilizado para detener el bloom es agregar TAG específicos al chocolate. SOS y POP o TAG asimétricos como SSO o PPO, impiden la transición de la forma βV a la forma βVI, y consecuentemente inhiben el bloom. b. Grasa de leche

16

La grasa de leche tiene un efecto anti bloom cuando se mezcla con la MC en chocolates. Durante años los investigadores han querido entender las propiedades anti bloom de la grasa de leche. También han querido mejorarlas usando fracciones específicas de la grasa de leche o modificándola. b.1.

Grasa de leche hidrogenada

En los años 50 se demostró que la adición de grasa de leche inhibía el bloom en el chocolate y este efecto se incrementaba si se utilizaba específicamente la fracción de alto punto de fusión de la grasa de leche (HMF). En ese momento el uso de fracciones de grasa de leche no era económicamente viable; entonces, la investigación se enfocó en el uso de grasas hidrogenadas. También se investigaron los efectos de la grasa de leche hidrogenada. El chocolate negro con una adición de 2,5% de grasa de leche hidrogenada era cuatro veces más resistente al bloom que el chocolate fabricado con grasa de leche no hidrogenada. Además, la grasa totalmente hidrogenada fue más efectiva que la parcialmente hidrogenada. Sin embargo, se registró que la adición de una alta cantidad de grasa de leche totalmente hidrogenada genera problemas de incompatibilidad con la MC.

17

b.2.

Fracciones de grasa de leche

Se demostró que la incorporación de 3% de grasa de leche de alto punto de fusión (HMF) obtenida por fraccionamiento protegió al chocolate dos veces más que el agregado de grasa de leche sin modificar. Cuanto más alto es el punto de fusión de la fracción más tiempo se retarda el bloom en el chocolate. Por otro lado, chocolate realizado con la fracción de grasa de leche de bajo punto de fusión HMF presentó bloom a cualquier concentración. c. Emulsionantes La adición de emulsionantes disminuye la viscosidad del chocolate, también afecta la cristalización de la MC y disminuye la formación de bloom. Los mejores inhibidores del bloom son los emulsionantes Span 60 (monoestearato de sorbitán) y Tween 60 (monoestearato de sorbitan polioxietileno), usados en un 1%. Estos emulsionantes son más efectivos si están muy bien dispersos en el chocolate, por lo que se recomienda agregarlos en la etapa del concado. Cuando se usan individualmente, el triestearato de sorbitán y el éster de poliglicerol son las moléculas más efectivas para mejorar el brillo del producto, aún después de 30 días a temperaturas de almacenamiento entre 20 – 30°C. Los emulsionantes en términos de inhibir el bloom tienen tres efectos principales en el chocolate. En primer lugar, mejoran la cristalización ya que incrementan el número de núcleos de cristalización impidiendo la formación de cristales de gran tamaño. Segundo, incrementan el punto de fusión de las grasas, entonces el producto tiene más tolerancia térmica. En último lugar, previenen la transición polimórfica asociada el bloom del chocolate.

18

d. Compuestos especiales d.1.

Prestine

Prestine es una grasa vegetal modificada de patente Europea fabricada por el Grupo Loders Croklaan, especialmente diseñada para inhibir el bloom del chocolate. Es un blend de TAGs que si se adiciona en concentraciones del 5% p/p inhibe el bloom durante el almacenamiento en los chocolates simples y rellenos. d.2.

1,3-oleil 2-estearoil glicerol

Se ha demostrado que un blend 50/50 de 1,3-oleil 2-estearoil glicerol y manteca de cacao previene el bloom. A esta concentración, ambas grasas cristalizan en una forma estable β caracterizada por la formación de cadenas de doble de largo. d.3.

Partículas de azúcar

La glucosa anhidra adicionada en un 15-20% p/p ofrece una gran resistencia al bloom. La desventaja de este producto es que el chocolate presenta un sabor desagradable en la boca. Otra opción es utilizar partículas de azúcar amorfa. Este tipo de compuestos se consiguen mediante un secado spray de sacarosa y jarabe de maíz. La forma esférica de la azúcar amorfa permite un empaque más estrecho de las partículas, reduciendo o inhibiendo la migración de lípidos, y así la formación del bloom1.

1

Fuentes consultadas:

-

Geoff Talbot y Loek Favre, “CHOCOLATE BLOOM, A THING OF THE PAST” Innovations in Food Technology. 2008

-

Eugene Hammond y Susan Gedney, “FAT BLOOM”, United Biscuits Ltd. Reino Unido Lonchampt, Pierre y Hartel, Richard W. “FAT BLOOM IN CHOCOLATE AND COMPOUND COATINGS.” Department of Food Science, University of Wisconsin. USA. 2004

-

19

3.2 TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS Introducción La tecnología de filtración por membranas de flujo-cruzado está logrando rápida aceptación mundial como una importante etapa de producción en muchas líneas de procesos en la industria alimenticia, láctea, farmacéutica/biotecnológica, de jarabes y edulcorantes. La capacidad para producir separaciones muy específicas a baja o a temperatura ambiente, sin cambio de fase, en muchas aplicaciones, hace que la filtración por membranas sea superior a los métodos convencionales, tales como la filtración rotativa al vacío o filtros prensa. Las membranas de permeabilidad selectiva presentan un gran interés en la industria agroalimentaria. Algunas de las membranas disponibles separan las moléculas de agua de otros constituyentes de los alimentos líquidos, con lo cual se consigue una concentración de los mismos, otras membranas pueden separar moléculas por tamaño, obteniéndose así a la vez concentración y fraccionamiento. Los procesos de membrana presentan muchas ventajas sobre otras técnicas de concentración. La ventaja principal es que la calidad del producto generalmente se mantiene, puesto que se trabaja a bajas temperaturas y no hay interfase vapor-líquido que cause pérdida de aromas. Además, las separaciones por membrana generalmente presentan exigencias energéticas reducidas, bajos costos de trabajo, pocas exigencias de espacio y una amplia flexibilidad de operación. Sin embargo, las membranas tienden a ensuciarse a medida que el producto se concentra y se incrementa la viscosidad, lo cual limita las concentraciones que se pueden alcanzar. Generalmente,

con

los

procesos

de membrana

sólo

pueden

conseguirse

concentraciones entre 40-45%, comparado con más del 80% que se obtiene con la evaporación.

20

Proceso de separación por membranas La filtración de flujo cruzado es un proceso que se conduce bajo presión, una mezcla de líquido y sólidos se pone en contacto con una membrana y se fuerza al líquido a pasar a través de la misma. Los sólidos retenidos, son barridos a lo largo de la superficie de la membrana por el flujo de la mezcla sólido-liquido. Una pequeña cantidad de sólidos pasan también a través de la membrana. El flujo de líquido a través de la membrana es conducido por el gradiente de presión hidráulica. Estas diferencias de presión y de concentración a través de la membrana conducen al transporte de ciertas moléculas a través de la misma (filtrado), mientras que las moléculas grandes permanecen en el lado de la alimentación (retenato). En el caso de la ósmosis inversa y nanofiltración, la presión osmótica de la solución se opone a la presión hidráulica. En la ultrafiltración y microfiltración los solutos fluyen a través de los grandes poros de la membrana, este flujo se considera normalmente despreciable. El comportamiento de un sistema de filtración por membranas se mide en términos de su capacidad para producir grandes volúmenes de filtrado en un corto período de tiempo y el grado de pureza del filtrado con respecto a la concentración de soluto.

Principios de la separación por membranas 

Técnicas utilizadas -

Ósmosis inversa (RO): concentración de soluciones por eliminación de agua. Utiliza las membranas más finas, que son capaces de separar las moléculas más pequeñas de soluto. Las membranas de ósmosis inversa se clasifican por el porcentaje de rechazo de cloruro sódico en una solución acuosa bajo condiciones específicas que oscila entre 99.5 y 95%. Se requieren altas presiones, entre 4 a 8 MPa para vencer la elevada presión osmótica de las soluciones de pequeñas moléculas.

21

-

Nanofiltración (NF): Considerada como un proceso único entre la ultrafiltración y la ósmosis inversa, especialmente diseñada para conseguir separaciones específicas de compuestos de bajo peso molecular como azúcares, minerales disueltos y sales. El rango de presiones a las que opera la nanofiltración es de 700-3500 kPa. Algunas de las aplicaciones típicas incluyen: desalinización de productos

lácteos,

recuperación

de

proteínas

hidrolizadas,

concentración de azúcares y purificación de tinturas y pigmentos solubles.

-

Ultrafiltración (UF): Es un paso de separación selectiva usada tanto para concentrar como para purificar compuestos de medio y alto peso molecular como ser proteínas lácteas, carbohidratos y enzimas. La permeabilidad en una membrana de ultrafiltración depende del tamaño de poro medio en la membrana, espesor de la misma y porosidad de la membrana. Controlando el peso molecular de corte para el paso a través de la membrana se puede fraccionar selectivamente grandes moléculas

por

su

tamaño.

Las

presiones

aplicadas

son

significativamente más bajas que las usadas en ósmosis inversa, con presiones entre 35 a 1000 kPa.

-

Microfiltración (MF): Este tipo de filtración trabaja a baja presión para separar partículas de alto peso molecular, coloides en suspensión o bien sólidos disueltos. Aplicaciones frecuentes incluyen la separación de células de extractos fermentados, fraccionamiento de proteínas de leche, clarificación de jarabe de maíz y la recuperación de químicos de lavado CIP.



Composición de las membranas -

Acetato de celulosa: Las primeras membranas comerciales para ósmosis inversa y ultrafiltración estaban hechas de acetato de celulosa. Este tipo de membranas proporcionaban un alto flujo de permeado y un buen rechazo de sales. Sin embargo, el acetato de 22

celulosa se daña a altas temperaturas, es sensible al pH (sólo se puede trabajar entre pH 3 y 6) y se daña también por los iones Cl-. Dado que los detergentes y desinfectantes comúnmente empleados en la industria alimentaria son a base de cloro, la sensibilidad de las membranas de acetato de celulosa a este ion causaba problemas en la limpieza y desinfección en las operaciones de membrana.

-

Polímeros: Las membranas de polímeros hechas de poliamidas y polisulfonas han ocupado el puesto del acetato de celulosa, al menos para la ultrafiltración. Las poliamidas proporcionan una resistencia al pH ligeramente mayor que la del acetato de celulosa, pero son ligeramente más sensibles al cloro. Las polisulfonas representan una buena alternativa, pueden resistir temperaturas altas (más de 75°C), trabajan a un amplio rango de pH (de 1 a 13) y presentan una resistencia razonable al cloro (más de 50 ppm de cloro). Son también fáciles de fabricar y se pueden producir con un amplio rango de peso molecular de corte de tamaño de poro para ultrafiltración. Sin embargo, estas membranas no resisten las altas presiones y se utilizan casi exclusivamente para ultrafiltración.

-

Membranas compuestas o de cerámica: estas membranas están hechas de carbón poroso, óxido de circonio o de aluminio, aunque se puede usar una amplia gama de materiales. Debido a la naturaleza inerte de estos materiales, estas membranas presentan un amplio rango de condiciones de operación (temperatura y pH). Son también resistentes al ataque de cloro y se limpian con facilidad.



Tipos de empaques

Las membranas pueden ser empacadas de muchas formas para proporcionar diferentes opciones para la separación. En la tabla siguiente se indican las configuraciones que habitualmente se utilizan. Diseño

Aplicación típica

Láminas enrolladas en espiral

OI, NF, UF 23

Placas y bastidor

UF, OI

Tubular, basado en polímeros

UF, OI

Tubular, basado en cerámica

MF, UF

Fibra hueca

UF

OI: ósmosis inversa; UF: ultrafiltración; NF: nanofiltración; MF: microfiltración. Aplicaciones La técnica de membranas ha avanzado rápidamente en la industria alimentaria desde sus modestos comienzos a principios de los años sesenta, lo cual representa un paso importante en una industria que universalmente se ha considerado conservadora. El rango de aplicaciones de la técnica de membranas que se ha comercializado se extiende al espectro completo, desde la microfiltración a la ósmosis inversa. Estas aplicaciones se refieren a varios sectores de la industria incluyendo el sector lácteo, de frutas y hortalizas, de bebidas, de procesado de granos y de azúcar. La industria láctea es una de las principales utilizadoras de la separación por membrana. Se emplea ósmosis inversa para la concentración de leche antes de la evaporación y de la fabricación de queso. El factor de concentración está limitado por la precipitación de fósforo cálcico. La producción separa alrededor de un 85% de leche como suero, que contiene en solución proteínas, lactosa y sales. La concentración del suero por ósmosis inversa y su fraccionamiento por ultrafiltración es una de las principales aplicaciones de las membranas en la industria alimentaria hoy en día. La concentración del suero por ósmosis inversa reduce los costos de transporte mientras que su fraccionamiento produce un concentrado de proteínas del suero que tiene valor como subproducto. La ultrafiltración es ampliamente utilizada para la concentración de las proteínas en la leche y en el lactosuero y para la normalización proteica de la leche destinada a la fabricación de queso, yogur y otros productos lácteos. La nanofiltración se utiliza cuando se desea la desalinización parcial del lactosuero y la microfiltración se aplica, básicamente para la reducción del número de bacterias en la leche desnatada, lactosuero y salmueras, pero también para la reducción del contenido en grasas del lactosuero destinado a la 24

fabricación de concentrados proteicos y para el fraccionamiento de proteínas. En estas aplicaciones, las moléculas pequeñas tales como sales y lactosa, pasan generalmente a través de la membrana de ultrafiltración, mientras que las proteínas quedan retenidas en el concentrado. Los jugos de frutas se concentran desde el contenido original de azúcar de 10-16% hasta alrededor del 60% para el trasporte y almacenamiento. Esta concentración se realiza normalmente en evaporadores de múltiple efecto, la ósmosis inversa presenta la ventaja frente a los evaporadores, de menores costos y menor consumo de energía. Sin embargo, estas ventajas están limitadas por el bajo rango de concentración, del orden de 24%. Otra ventaja de la ósmosis inversa es que produce concentrados de mejor calidad debida a la ausencia de daños térmicos. En la clarificación de los vinos se pueden sustituir los sistemas de filtración tradicionales por una microfiltración, la concentración del vino por ósmosis inversa acelera el proceso de precipitación tartárica en la estabilización en frío. También se utilizar la ósmosis inversa para la obtención de vinos y cerveza de bajo contenido en alcohol. La microfiltración se emplea en la industria de cerveza para obtener cerveza esterilizada en frío. La sangre es el residuo de mayor volumen de los mataderos, su recuperación utilizando membranas incluye la separación y purificación de las células de la sangre, concentración del plasma y concentración de la sangre homogeneizada, todo ello se puede hacer por ultrafiltración. La gelatina es un subproducto de origen animal que contiene proteínas coloidales formadas por hidrólisis del colágeno. El hidrolizado que contiene de 3 a 15% de sólidos se concentra y se seca para producir gelatina en polvo. El método tradicional implica evaporación con vapor y secado con rodillos. La ultrafiltración da mejores resultados que la evaporación debido a los menores daños térmicos y a los costes más bajos. También en la clarificación de la gelatina, los filtros de tierras de diatomeas han sido sustituidos por sistemas de microfiltración.

25

Aplicaciones en la industria azucarera Las industrias de azúcar de caña y de remolacha han usado métodos antiguos, como adicionar cal y flocular, para clarificar el jugo natural y remover impurezas como ceras, dextrinas y gomas previo al refinamiento del jugo para su evaporación y cristalización. La ultrafiltración puede ser utilizada para clarificar el jugo natural (eliminar partículas coloidales y en suspensión), o como reemplazo de los clarificadores más comunes, eliminando en consecuencia muchos problemas ambientales y mejorando la calidad y el rendimiento del jugo. Otra técnica que se puede aplicar en la industria azucarera es la ósmosis inversa para la preconcentración del jarabe. En los procesos de producción las membranas también pueden ser empleadas para decolorar, fraccionar y diversas soluciones azucaradas. Comercialización en Argentina La empresa GEA Process Engineering S.A., con sede en Argentina, es una firma de ingeniería dedicada a la construcción local que se dedica a la construcción, instalación y puesta en marcha de plantas completas y líneas de proceso. GEA comercializa en el país el sistema de filtración por membranas entre otros sistemas como evaporadores, homogeneizadores y bombas de alta presión, líneas de transporte y embolsado, etc.

Otra empresa que comercializa el sistema de

membranas en el país es Alfa Laval que tiene su sede comercial en Victoria, Buenas Aires.2

2





Fuentes consultadas Mafart, P, “INGENIERÍA INDUSTRIAL ALIMENTARIA,” Vol I.. Editorial Acribia Casp, A y Abril, “PROCESOS DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS.” J. Ediciones Mundi Prensa.

26

4. OPORTUNIDADES DE AGREGADO DE VALOR 4.1 Desarrollo de nuevas confecciones de azúcar



Caramelos con alto contenido de prebióticos

Resumen La Universidad de Sevilla en conjunto con el Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad de Granada, han desarrollado caramelos enriquecidos con oligosacáridos con actividad prebiótica utilizando como punto de partida azúcares alimentarios. Este invento se relaciona con la transformación de azúcares de grado alimenticio que contienen D-fructosa, en caramelos enriquecidos con oligosacáridos con actividad prebiótica mediante el uso de catalizadores ácidos sólidos, tales como zeolitas, arcillas o resinas de intercambio iónico en su forma ácida; también puede utilizarse catalizadores ácidos poliméricos solubles de alto peso molecular. Una ventaja de este método es la posibilidad de reciclar el catalizador, siendo compatible con procesos de producción discontinuos o continuos. El caramelo obtenido exhibe una gran proporción de oligosacáridos de fructosa con propiedades prebióticas. Este tipo de compuestos favorecen el desarrollo de flora intestinal beneficiosa, en particular Bifidobacteria y Lactobacillus. Además muestran un efecto reparador sobre el colon dañado en un modelo animal que se corresponde con la enfermedad de Crohn en humanos, por lo que pueden considerarse como nutraceúticos útiles para el tratamiento de esta patología y otros trastornos relacionados, tanto en humanos como en animales.

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Generalidades Los oligosacáridos que contienen D-fructosa en su estructura se denominan en forma genérica

fructooligosacáridos (FOS).

Los FOS

modifican

la

flora

intestinal

favoreciendo un incremento en la proporción de bacteria del género Bifidus en los intestinos. Consecuentemente, los caramelos que contienen una elevada proporción de estos oligosacáridos presentan importantes ventajas nutricionales. Los caramelos son productos que surgen del calentamiento de azúcares como sacarosa, fructosa, glucosa u otros. Este tratamiento puede llevarse a cabo en medio seco o en la presencia de agua, en presencia o ausencia de aditivos ácidos, básicos, sales o compuestos nitrogenados. La composición de los caramelos consiste básicamente en una fracción volátil en la cual el mayor componente es el 2hidroximetilfurfural (HMF) y una fracción no volátil constituida por una proporción variable de los azúcares de partida o por sus mono- y polisacáridos constituyentes que se forman durante el proceso de caramelización. En particular, en el caso de caramelos industriales preparados con sacarosa en la presencia de ácido, los componentes mayoritarios de esta fracción oligosacarídica, que puede llegar a ser el 20% de la masa total, presentan estructura de dianhídridos de fructosa. Tanto los dianhídridos de fructosa como sus derivados glicosilados han mostrado poseer propiedades prebióticas. Antecedentes tecnológicos La preparación de caramelos enriquecidos con oligosacáridos no es nueva. Defaye y colaboradores (patente FR 2 680 789 A1) han investigado la utilización de fluoruro de hidrógeno anhidro o de reactivos ácidos derivados del mismo, con objeto de favorecer la formación de dianhídridos de fructosa y de sus derivados glicosilados a partir de fructosa, sacarosa, fructobiosas o inulina. Si bien las conversiones en oligosacáridos son elevadas, la utilización del fluoruro de hidrógeno presenta dificultades técnicas asociadas a su toxicidad, su carácter corrosivo y a la eliminación de las trazas de flúor en el producto final.

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En otra investigación Richards (patente US 5 454 874) ha descrito la preparación de caramelos con un elevado contenido en fructooligosacáridos mediante un procedimiento que consiste en mezclar íntimamente la sacarosa y un ácido alimentario, preferentemente ácido cítrico o ácido tartárico, ambos componentes finamente divididos, y someter la mezcla a un tratamiento térmico (130-160ºC). El producto así obtenido contiene entre un 20 y un 50% de fructooligosacáridos, incluyendo los dianhídridos de fructosa y sus derivados glicosilados, con un rango en el grado de polimerización que va de 2 a 20. Un problema inherente a los métodos comentados, en los que la caramelización tiene lugar en condiciones homogéneas, es que el catalizador ácido utilizado para promover la formación de los fructooligosacáridos se encuentra presente en el producto final. En el caso de la utilización de fluoruro de hidrógeno, su eliminación representa un costo adicional y conlleva un riesgo considerable. Los ácidos alimentarios, por su parte, son ácidos mucho más débiles que conducen a conversiones en fructooligosacáridos que, de manera general, son inferiores al 50%. El hecho de que el catalizador permanezca en el producto final limita además la proporción en que éste puede utilizarse y va a afectar significativamente las propiedades organolépticas de los caramelos resultantes. Un problema adicional de los procedimientos anteriores es que los ácidos débiles utilizados como promotores de la caramelización conducen a distribuciones cinéticas de dianhídridos de fructosa que, al no encontrase en equilibrio termodinámico, pueden evolucionar con el tiempo alterando la composición del producto. Existe por tanto una necesidad de métodos de preparación de caramelos con un contenido elevado de oligosacáridos prebióticos derivados de dianhídridos de fructosa que permitan retirar de manera cómoda el catalizador ácido utilizado al final del proceso, conduciendo preferentemente a distribuciones bien definidas, próximas al equilibrio termodinámico, de los constituyentes finales.

Descripción de la invención 29

Un primer objetivo de la invención es la producción de caramelos con un alto contenido en oligosacáridos prebióticos a partir de azúcares alimentarios que contengan fructosa en su composición, de mezclas de varios de estos azúcares o de mezclas de éstos con otros azúcares, mediante procedimientos que permitan la separación del catalizador ácido utilizado al final del proceso de manera cómoda. Un segundo objetivo es desarrollar un procedimiento que permita maximizar el contenido de oligosacáridos prebióticos del tipo dianhídridos de fructosa y dianhídridos de fructosa glicosilados en caramelos, favoreciendo preferentemente distribuciones isoméricas de dianhídridos de fructosa próximas al equilibrio termodinámico. De acuerdo con estos objetivos la preparación de caramelos con un alto contenido en oligosacáridos prebióticos incluye:

-

Un azúcar alimentario como producto de partida, pudiendo ser éste la D-fructosa, la sacarosa o cualquier oligo o polisacárido que contenga fructosa como constituyente, incluyendo las fructobiosas, como la palatinosa o la leucrosa, los fructooligosacáridos, como la 1-kestosa o la nistosa, los fructanos y la inulina. Estos azúcares de partida pueden utilizarse solos o combinados en diferentes proporciones, así como en combinación con otro u otros azúcares de uso alimentario, incluyendo glucosa, galactosa, maltosa, lactosa o rafinosa.

-

La utilización de catalizadores ácidos sólidos, tales como zeolitas, bentonita o resinas de intercambio iónico en su forma ácida, bajo condiciones de reacción heterogéneas. El producto resultante puede separarse fácilmente del catalizador por filtración. Otro tipo de catalizador que puede utilizarse son polímeros ácidos solubles de elevado peso molecular bajo condiciones de reacción homogéneas. En este caso, la separación del catalizador del producto final se lleva a cabo mediante el uso de membranas que permiten separar las 30

moléculas de elevado peso molecular de los oligosacáridos prebióticos formados. La invención proporciona nuevos caramelos con un elevado contenido en dianhídridos de fructosa y dianhídridos de fructosa glicosilados, comprendido entre el 50-80%, con una composición isomérica en dianhídridos de fructosa próxima a la correspondiente para una distribución termodinámica y libres del catalizador ácido utilizado como promotor de la caramelización, así como la utilización de estos caramelos como prebióticos que, entre otros efectos favorables, favorecen el desarrollo de una flora intestinal beneficiosa, tal como Bifidobacteria o Lactobacillus, y que muestran un efecto reparador sobre lesiones del colon.

4.2 DESARROLLO DE NUEVAS CONFECCIONES DE CHOCOLATE



Confecciones de chocolate con probióticos y prebióticos

Generalidades de los probióticos El término probiótico significa “a favor de la vida” y existen diferentes definiciones del mismo. Según la FAO son “microorganismos vivos que ejercen una acción benéfica sobre la salud del huésped al ser administrados en cantidades adecuadas”/ “alimentos susceptibles de producir un efecto benéfico sobre una o varias funciones específicas en el organismo, más allá de los efectos nutricionales habituales, de mejorar el estado de salud y de bienestar y/o de reducir el riesgo de una enfermedad”. Definiciones más recientes los indican como “ingrediente alimentario microbiano vivo, que al ser ingerido en cantidades suficientes, ejerce efectos benéficos sobre la salud de quien lo consume”. De estas definiciones se desprende la principal característica que deben cumplir los probióticos: deben utilizarse microorganismos vivos en cantidades adecuadas para obtener los efectos deseados.

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Microorganismos probióticos Las bacterias probióticas utilizadas en alimentos deben ser capaces de sobrevivir al paso por el aparato digestivo y proliferar en el intestino. Son bacterias gram positivas y se utilizan fundamentalmente dos géneros: Lactobacillus y Bifidobacterium. Se las conoce como BAL, por su capacidad de convertir los hidratos de carbono en ácido láctico y pueden ser homofermentativas o heterofermentativas. Las tres especies más utilizadas y estudiadas son: Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei y Bifidobacterium spp. 

Bifidobacterias: Se encuentran normalmente en el intestino humano y aparecen pocos días después del nacimiento. Son una de las especies predominantes en el colon junto con Eubacterium, Clostridium y Bacteroides. Producen enzima Bgalactosidasa que mejora la intolerancia a la lactosa y son antagónicas con E.coli y Shigella, que modifican las condiciones de acidez y condicionan la formación de ácido láctico y acético. El aumento de la concentración de las bifidobacterias en la flora intestinal incrementa la conversión de carbohidratos a ácidos orgánicos (láctico y acético), estimula el peristaltismo del intestino y contribuye a regularizar el tránsito intestinal enlentecido.



Lactobacillus: Son bacterias ácido-lácticas, bacilos o cocos gram positivos. Son microorganismos anaerobios y/o tolerantes a condiciones aerobias. Pueden ser homo o heterofermentativos, según las características de su metabolismo fermentativo y mesofílicos o termofílicos, según las temperaturas óptimas de desarrollo. Otra característica es su capacidad de adherirse a las mucosas y producir sustancias bacteriostáticas y/o bactericidas (bacteriocinas).

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Generalidades de los prebióticos Los prebióticos son ingredientes alimenticios no digestibles, lo que significa que no se hidrolizan ni absorben en la primera parte del tracto gastrointestinal. Estimulan selectivamente el crecimiento y/o la actividad de una o un limitado número de bacterias en el colon mejorando la salud del huésped. La inulina es una fibra dietaria por sus propiedades nutricionales pero también se clasifica como prebiótico. Estudios han demostrado que la ingesta diaria de 15g de inulina provoca un incremento en la población de bifidobacterias en el colon (efecto bifidogénico), mientras que al mismo tiempo reduce significativamente la presencia de bacterias indeseables como las del género Clostridium. La dosis máxima permitida para adicionar un alimento formulado con inulina es para dosis simples hasta 10 g/día y en dosis múltiples hasta 20 g/día. La inulina es un fructano polidisperso que consiste en una mezcla de oligómeros y polímeros mayores formados por uniones β-(2-1) fructosil-fructosa. El grado de polimerización (GP) proveniente de la achicoria oscila entre 3 y 60, con un valor promedio de aproximadamente 10. Esta se encuentra en una gran variedad de plantas, pero principalmente en la raíz de la achicoria, puerro, ajo, banana, cebada, trigo, miel, cebolla, espárrago y alcaucil. También se localiza en las partes aéreas de las gramíneas (cereales, pastos) de las cuales es más difícil extraerla, ya que se encuentra asociada a carbohidratos complejos e insolubles (celulosa, hemicelulosa) y polifenoles. La inulina puede ser extraída de la raíz de la achicoria y sintetizada a partir de la sacarosa a través de la acción de la β-fructo-furanosidasa (origen: Aspergillus Níger). Industrialmente, la inulina se produce a partir de escamas de raíz de achicoria por extracción a altas temperaturas seguido de un proceso de intercambio iónico. De esta manera se ha establecido el uso de inulina en alimentos debido a sus efectos beneficiales a nivel terapéutico y de nutrición. Existen varios alimentos saludables que han incorporado inulina como ser leche en polvo para niños, postres, yogures, etc. También se ha incorporado inulina en algunas formulaciones de chocolate como sustituto a la sacarosa. Este tipo de formulaciones tienen como objetivo reducir el 33

contenido calórico del chocolate con muy poca importancia en el efecto prebiótico. La inulina tiene un valor calórico similar al de la fibra dietaria soluble, 1,0 kcal/g, mientras que la sacarosa presenta 4,2 kcal/g. Generalidades de los simbióticos Los simbióticos constituyen un grupo diferente a los probióticos. Los simbióticos se definen como “una mezcla de probióticos y prebióticos destinada a aumentar la supervivencia de las bacterias que promueven la salud, con el fin de modificar la flora intestinal y su metabolismo” y el término debe reservarse exclusivamente para los productos que poseen verificación científica de la simbiosis, es decir en los cuales los prebióticos favorecen selectivamente a los probióticos adicionados en éste simbiótico en particular. Chocolate con prebióticos La formulación del chocolate comprende una mezcla de componentes del cacao, componentes derivados de la leche y algún componente endulzante. Como componente endulzante se utiliza sacarosa, polidextrosa u oligofructosa. Por su lado, los emulsionantes como la lecitina se utilizan para mejorar la textura del chocolate. Se pudo desarrollar un chocolate con prebióticos con los mismos componentes que el chocolate tradicional, pero reemplazando el componente endulzante por 19 a 34% (masa total) de inulina y 5-8% de isomaltosa. Es decir, esta formulación de este chocolate no contiene sacarosa, todo el azúcar se reemplaza por una mezcla variable de inulina, con un grado de polimerización promedio de 10, e isomaltosa.

Para

resaltar el sabor dulce se utilizó en conjunto con la inulina e isomaltosa, aspartamo. De esta manera se obtiene un chocolate con contenido de prebióticos con textura y sabor similar al chocolate original.

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Postre de chocolate con probióticos y simbióticos El Departamento de Alimentos y Nutrición Experimental de la Universidad de San Pablo ha desarrollado un postre lácteo de chocolate con el agregado de ingredientes probióticos y prebióticos. Este postre de chocolate tipo mousse se suplementó con Lactobacillus paracasei subsp.paracasei LBC 82 e inulina. El objetivo era formular un alimento con ingredientes simbióticos. Corroborar experimentalmente el sinergismo alcanzado in vivo por la ingesta de lactobacilos por un lado, y por otro la promoción de las bifidobacterias propias del intestino. Así, un alimento conteniendo inulina u oligofructosa y bacterias probióticas como bifidobacterias o L.paracasei, completaría la definición de compuesto simbiótico. Para el estudio se prepararon tres postres de chocolate, una muestra control (C), probiótica (P) y otra simbiótica (S). El microorganismo probiótico Lactobacillus paracasei subsp.paracasei LBC 82 se agregó a la muestra P, mientras que a la muestra S se agregaron tanto la bacteria probiótica como el ingrediente prebiótico, inulina, Por su lado, la muestra C no contenía ningún tipo de ingrediente probiótico o prebiótico. Los ingredientes del postre fueron los siguientes: crema de leche, cacao en polvo, gelatina sin sabor en polvo, agente emulsionante, sacarosa, leche en polvo, cultivos probióticos e inulina. El procedimiento de preparación del postre fue el siguiente para las tres muestras: todos los ingredientes, excepto el emulsionante se mezclaron bien. La mezcla se calentó hasta 80-85°C en un baño de agua. Inmediatamente, la mezcla se enfrió hasta los 40°C en un baño continuo de hielo. Para enfriar aún más la mezcla, se incorporó el agente emulsionante a la vez que se mezcló con una batidora de mano sobre el baño de hielo hasta alcanzar los 14°C. En esta instancia el postre mousse estuvo listo para envasarse en moldes individuales. Éstos se almacenaron en cámara a 4°C hasta 28 días. Para efectuar los análisis microbiológicos, fisicoquímicos y de evaluación sensorial, se tomaron muestras en los días 4, 7, 14, 21 y 28 de almacenamiento.

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En base de los resultados obtenidos en los distintos análisis los investigadores no observaron diferencias sensoriales significativas entre la muestra control y las muestras S y P. De hecho, los consumidores prefirieron el postre S por sobre los otros dos. Dentro de los análisis microbiológicos, el único inconveniente que se detectó fue el crecimiento de hongos y levaduras luego de 14 días de almacenamiento, tanto en la muestra C como en la P. Sin embargo, no se detectó crecimiento en el postre S hasta el día 21 de almacenamiento. Los investigadores pudieron demostrar la incorporación exitosa de L.paracasei e inulina en el postre mousse de chocolate. La inulina no interfirió con la viabilidad de L.paracasei, por el contrario se observó sinergismo entre los dos ingredientes, pudiendo lograr exitosamente la formulación de un postre con ingredientes simbióticos. Situación nacional En la actualidad no existe en el mercado nacional chocolate con prebióticos o postres con simbióticos. Sin embargo, como centros de referencia de investigación de probióticos y prebióticos encontramos al Centro de Referencia para Lactobacilos (CERELA) con sede en la provincia de Tucumán y al Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI). Actualmente, en la sede de Lácteos San Martín del INTI, la Ing. María Laura Castells está trabajando en la formulación de una bebida fermentada a base de suero con probióticos y prebióticos. Si bien este producto todavía está en etapa de prueba en planta piloto, seguramente servirá como precedente en el desarrollo de alimentos con ingredientes simbióticos.

36

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Los datos relevados en cuanto al desempeño económico de las cadenas analizadas, revelan que apostar a la diferenciación por vía tecnológica resultaría altamente positivo, ya que: 

En el caso del azúcar, si bien la producción de azúcar blanco y crudo se adapta a los distintos requerimientos de mercado interno y externo, se trata de una commodity por lo que la agregación de valor será proporcional a la tecnología y servicios que se le incorporen.

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En el caso del Chocolate, la cadena en Argentina está especializada fuertemente hacia las confecciones, por lo que la diferenciación tecnológica de productos derivará en una ampliación del mercado. Argentina produce confecciones de chocolate y tiene exportaciones crecientes, aunque no se posiciona entre los productores de primer nivel (Bélgica, Suiza, Francia, Italia, Estados Unidos, etc.).

Por otro lado, las tecnologías propias de la producción de azúcar, son de punta en el caso de los ingenios medianos y grandes, lo que asegura una calidad constante de provisión. Por su parte, la producción de chocolate y confecciones se realiza en base a tecnologías industriales normales, aunque existe un subsector que utiliza tecnologías artesanales para productos de nicho. De todo esto se deduce que las necesidades de innovación para ambas cadenas pueden resumirse como sigue: 

Azúcar: Desarrollo de nuevos productos.



Chocolate: Adopción de tecnología de productos y procesos para mejorar las confecciones de chocolate, generando productos novedosos. 37

A fin de dar respuesta a estos desafíos, en el caso de las confecciones de azúcar se hace necesaria la difusión de la alternativa de las golosinas como alimentos funcionales. Para la adopción de esta alternativa no hay limitantes salvo la aceptación en el mercado, que estaría asegurada de seguir las líneas generales de aceptación de productos funcionales. En cuanto a la innovación tecnológica relacionada con los chocolates, la adopción de sustitutos de manteca de cacao no se ha difundido porque los mismos no estaban permitidos en proporciones importantes en el Código Alimentario, situación actualmente salvada. Por otro lado, la tecnología de membranas requiere más desarrollo para su aplicación industrial en chocolatería. Finalmente, en lo referente al desarrollo de productos funcionales, se repite lo explicitado en el caso de las confecciones de azúcar. El desarrollo de estas tecnologías es completamente factible a nivel nacional. En particular en lo que se refiere a alimentos funcionales, existen experiencia y profesionales capaces de avanzar en estas líneas. Por todo lo anterior, como recomendación principal se sugiere continuar financiando investigaciones y proyectos de extensión en el área de los alimentos funcionales.

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