EVALUACIÓN DE LA OPERACIÓN DE MEZCLA CON HIERRO AMINOQUELADO (BISGLICINATO FERROSO) EN DOS PRODUCTOS DE PANIFICACIÓN DESTINADOS A REFRIGERIOS DE NIÑOS ESCOLARES CON DEFICIENCIA DE ÉSTE MICRONUTRIENTE

DIANA PAOLA CABRERA MARIA TERESA FERNANDEZ

UNIVERSIDAD DE LA SALLE INGENIERIA DE ALIMENTOS BOGOTA 2008

EVALUACIÓN DE LA OPERACIÓN DE MEZCLA CON HIERRO AMINOQUELADO (BISGLICINATO FERROSO) EN DOS PRODUCTOS DE PANIFICACIÓN DESTINADOS A REFRIGERIOS DE NIÑOS ESCOLARES CON DEFICIENCIA DE ÉSTE MICRONUTRIENTE

Trabajo de grado para optar al titulo de Ingeniera de Alimentos

DIANA PAOLA CABRERA MARIA TERESA FERNANDEZ

Dirigido por LENA PRIETO CONTRERAS Ingeniera Química

UNIVERSIDAD DE LA SALLE INGENIERIA DE ALIMENTOS BOGOTA 2008

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

PAG 1

OBJETIVOS

3

1. MARCO TEÓRICO

4

1.1. SUBNUTRICION EN EL MUNDO

4

1.2. EL HIERRO

5

1.2.1. Metabolismo del Hierro

5

1.2.2. Repercusiones de la deficiencia de hierro

6

1.3. BIODISPONIBILIDAD DEL HIERRO 1.3.1. Factores que afectan la biodisponibilidad del hierro

6 6

1.4. COMPUESTOS DE HIERRO PARA FORTIFICACION DE ALIMENTOS

8

1.4.1. Compuestos de hierro inorgánico

8

1.4.2. Compuestos de hierro quelados

9

1.4.3. Compuestos de hierro encapsulados

11

1.5. COMPATIBILIDAD TECNOLOGICA DEL HIERRO CON LOS ALIMENTOS 1.6. PROGRAMAS DE FORTIFICACION DE ALIMENTOS

11 13

1.6.1. Fortificación obligatoria

13

1.6.2. Fortificación voluntaria

13

1.6.3. Fortificación focalizada

13

1.6.4. Programa de fortificación de la Alcaldía Mayor de Bogotá y la Secretaría de Educación. 1.7. OPERACIÓN DE MEZCLA

14 15

1.7.1. Grado de homogeneidad ó Índice de mezcla

16

1.7.2. Tasa de mezcla

22

1.8. MEZCLA EN LOS PROCESOS DE PANIFICACION

22

1.8.1. Premezcla

22

1.8.2. Amasado

23

1.8.3. Métodos de amasado

24

1.8.4. Grado de homogeneidad para mezclas de panificación

29

2. METODOLOGIA

31

2.1. PROCESO DE ELABORACION DE LOS PRODUCTOS DE PANADERIA EN ESTUDIO

31

2.2. OPERACIÓN ACTUAL DE MEZCLA PARA LOS DOS PRODUCTOS DE PANADERA EN ESTUDIO 2.3. PRE-EXPERIMENTACION DE LA OPERACIÓN DE MEZCLA

31 31

2.3.1. Selección de las variables que intervienen en la operación de mezcla

32

2.3.2. Determinación de las variables influyentes en la operación de mezcla

32

2.4. DETERMINACION DE LA CANTIDAD DE HIERRO AMINOQUELADO A ADICIONAR EN LOS PRODUCTOS

33

2.4.1. Determinación del hierro natural

34

2.4.2. Cálculo de la cantidad de hierro a adicionar

38

2.5. EXPERIMENTACION DE LA OPERACIÓN DE MEZCLA A ESCALA PLANTA PILOTO

40

2.5.1 Proceso de mezcla de los productos de panificación a escala planta piloto

40

2.5.2 Determinación del índice de mezcla

42

2.5.3 Consistencia de la mezcla de torta de chocolate

43

2.6. EXPERIMENTACION DE LA OPERACIÓN DE MEZCLA A ESCALA INDUSTRIAL 2.7 CARACTERIZACION DEL PRODUCTO FORTIFICADO

44 45

2.7.1 Evaluación de la textura del producto fortificado

45

2.7.2 Evaluación sensorial del producto fortificado

46

3. ANALISIS DE RESULTADOS

49

3.1. PROCESO DE ELABORACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE PANIFICACIÓN EN ESTUDIO

49

3.1.1. Proceso de elaboración de croissant de jamón

49

3.1.2. Proceso de elaboración de torta de chocolate

51

3.2. BALANCES DE MATERIA DE LOS PROCESOS DE ELABORACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE PANIFICACIÓN EN ESTUDIO 3.3. PRE-EXPERIMENTACIÓN DE LA OPERACIÓN DE MEZCLA

55 56

3.3.1. Selección de variables que intervienen en la operación de mezcla

57

3.3.2. Determinación de las variables influyentes en la operación de mezcla

59

3.4. DETERMINACION DE LA CANTIDAD DE HIERRO AMINOQUELADO A ADICIONAR EN LOS PRODUCTOS

65

3.4.1 Determinación del hierro natural

65

3.4.2 Determinación de la cantidad de hierro a adicionar

70

3.5 EXPERIMENTACIÓN DE LA OPERACIÓN DE MEZCLA A ESCALA PLANTA PILOTO

72

3.5.1 Experimentación de la operación de mezcla a escala planta piloto para el croissant de jamón.

73

3.5.2 Experimentación de la operación de mezcla a escala planta piloto para la torta de chocolate 3.5.3 Consistencia de la mezcla de torta de chocolate

81 86

3.6 EXPERIMENTACIÓN DE LA MEZCLA A ESCALA INDUSTRIAL

88

3.7 CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FORTIFICADO

94

3.7.1 Resultados caracterización de la textura del producto fortificado

94

3.7.2 Resultados evaluación sensorial

95

4. PROPUESTA DEL MANEJO DE LA MEZCLA

109

CON INCLUSIÓN DE HIERRO 4.1 PROPUESTA PARA LA OPERACIÓN DE MEZCLA DE CROISSANT DE JAMON

109

4.2. PROPUESTA PARA LA OPERACIÓN DE MEZCLA DE TORTA DE CHOCOLATE

112

CONCLUSIONES

114

RECOMENDACIONES

116

BIBLIOGRAFIA

119

ANEXOS

122

LISTA DE TABLAS PAG

Tabla 1. Características de los compuestos de hierro

12

Tabla 2. Peso de porción establecido para los alimentos del Grupo 1

15

Tabla 3. Expresiones típicas ara índice de mezcla

21

Tabla 4. Tiempo y velocidad de amasado según el tipo de amasadora

27

Tabla 5. Cantidad de Levadura a emplear según el tiempo de fermentación

28

Tabla 6. Nivel de adición de hierro para los productos y tipos de menús

39

Tabla 7. Valores numéricos asignados a cada punto de la escala hedónica

48

Tabla 8. Resumen del balance de materia del proceso de elaboración del croissant de jamón

55

Tabla 9. Resumen del balance de materia del proceso de elaboración de torta de chocolate

56

Tabla 10. Concentración de hierro elemental para las diferentes muestras de los tratamientos de la pre-experimentación del croissant

60

Tabla 11. Indices de mezcla para los tratamientos de la pre-experimentación del croissant

61

Tabla 12. Resultados del índice de mezcla calculado a 6 minutos para los tratamientos de la pre-experimentación de croissant.

63

Tabla 13. Hierro natural teórico del croissant de jamón

66

Tabla 14. Hierro natural teórico de la torta de chocolate

66

Tabla 15. Hierro natural práctico para croissant de jamón y torta de chocolate

67

Tabla 16. Hierro natural práctico por análisis proximal del croissant de jamón

67

Tabla 17. Hierro natural práctico por análisis proximal de la torta de chocolate

68

Tabla 18. Porcentaje de error entre los contenidos de hierro teórico y práctico de los productos sin fortificar

68

Tabla 19. Porcentaje de error entre los contenidos de hierro práctico de los productos sin fortificar Tabla 20. Resultados del análisis de hierro de 2 lotes del mismo tipo de harina

69 69

Tabla 21. Niveles de adición de hierro en mg de hierro por porción exigidos en la Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 para los tipos de refrigerios A y B.

70

Tabla 22. Niveles de adición de hierro en mg de hierro por 100g de producto final exigidos en la Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 para los tipos de refrigerios A y B. Tabla 23. Cantidad de hierro aminoquelado a adicionar por moje de producto

70 71

Tabla 24. Hierro elemental adicionado por 100g de producto para cada moje según del porcentaje de hierro elemental presente en el hierro aminoquelado

72

Tabla 25. Contenido de hierro en mg de hierro/100g de muestra de la esponja para un tiempo de mezcla de 6 minutos. Tabla 26. Varianza máxima de la premezcla del croissant de jamón

74 75

Tabla 27. Indice de mezcla para la premezcla del croissant de jamón (esponja) para un tiempo de mezcla de 6 minutos Tabla 28. Varianza máxima de la mezcla de croissant de jamón

75 76

Tabla 29. Contenido de hierro en mg de hierro/100g de muestra de la masa de croissant de jamón para diferentes intervalos de tiempo durante la operación de mezcla de este producto

78

Tabla 30. Indices de mezcla para los intervalos de tiempo de la operación de mezcla del proceso de elaboración de croissant de jamón Tabla 31. Varianza máxima de la mezcla de torta de chocolate

79 82

Tabla 32. Contenido de hierro en mg de hierro/100g de muestra de la mezcla de torta de chocolate para diferentes intervalos de tiempo durante la operación de mezcla de este producto

83

Tabla 33. Indices de mezcla para los intervalos de tiempo de la operación de mezcla del proceso de elaboración de la torta de chocolate

84

Tabla 34. Consistencia de la mezcla de la torta de chocolate para diferentes intervalos de tiempo de mezcla

86

Tabla 35. Contenido de Fe en mg de Fe/100g de masa para un tiempo de mezcla de 7 minutos

89

Tabla 36. Contenido de hierro natural del croissant de jamón elaborado a nivel industrial Tabla 37. Varianza máxima del moje de croissant de jamón

89 92

Tabla 38. Indice de mezcla de la masa de croissant de jamón elaborado a nivel industrial por un tiempo de operación de 7 minutos

90

Tabla 39. Contenido de hierro en mg de Fe/100g de croissant de jamón fortificado elaborado a nivel industrial bajo las condiciones establecidas en la experimentación a nivel planta piloto

92

Tabla 40. Desviación estándar de los contenidos de hierro determinados para las muestras de croissant de jamón fortificado elaborado a nivel industrial

92

Tabla 41. Cantidad de hierro elemental adicionado en mg de Fe/100g de producto para el croissant de jamón fortificado a nivel industrial

93

Tabla 42. Datos de dureza para diferentes muestras de croissant de jamón Fortificado

95

Tabla 43. Colegios distritales de Bogotá participantes en la evaluación sensorial del croissant de jamón

96

Tabla 44. Distribución de muestras por institución para la evaluación sensorial

97

Tabla 45. Resultados de aceptabilidad del sabor

98

Tabla 46. Resultados aceptabilidad del color

99

Tabla 47. Resultados aceptabilidad del producto total

101

Tabla 48. Resultados apreciación sabor

103

Tabla 49. Resultados apreciación color

105

Tabla 50. Resultados apreciación producto total

106

Tabla 51. Porcentaje de consumo del producto

108

Tabla 52. Condiciones de mezcla propuestas para el croissant de jamón

109

Tabla 53. Condiciones de mezcla propuestas para la torta de chocolate

112

LISTA DE FIGURAS PAG Figura 1. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de croissant de jamón

53

Figura 2. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de la torta de chocolate 54 Figura 3. Expresiones de mezclado para los tratamientos de la pre-experimentación del croissant

62

Figura 4. Expresiones de no mezclado para los tratamientos de la pre-experimentación del croissant

62

Figura 5. Variación del índice de mezcla para la masa de croissant de jamón con respecto al tiempo

80

Figura 6. Variación de la desviación estándar para la masa de croissant con respecto al tiempo

80

Figura 7. Variación la desviación estándar para la mezcla de la torta de chocolate con respecto al tiempo

85

Figura 8. Variación del índice de mezcla para la torta de chocolate con respecto al tiempo

85

Figura 9. Variación de la consistencia de la torta de chocolate con respecto al tiempo de mezcla

87

Figura 10. Resultados aceptabilidad del sabor

98

Figura 11. Resultados aceptabilidad del color

100

Figura 12. Resultados aceptabilidad del producto total

101

Figura 13. Resultados apreciación sabor

104

Figura 14. Resultados apreciación sabor (barras)

104

Figura 15. Resultados apreciación color

105

Figura 16. Resultados apreciación producto total

107

Figura 17. Resultados cantidad consumida

108

LISTA DE ANEXOS

PAG

ANEXO A. CALCULOS DEL BALANCE DE MATERIA PARA LA ELABORACIÓN DE CROISSANT DE JAMÓN

123

ANEXO B. CALCULOS DEL BALANCE DE MATERIA PARA LA ELABORACIÓN DE TORTA DE CHOCOLATE

129

ANEXO C. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HIERRO EN LAS MUESTRAS

133

ANEXO D. CALCULOS PARA LA DETEMINACIÓN DEL INDICE DE MEZCLA MEDIANTE EL USO DE DIFERENTES RELACIONES MATEMATICAS

135

ANEXO E. RESULTADOS PRE – EXPERIMENTACION

140

ANEXO F. CONTENIDO DE HIERRO DE LAS MATERIAS PRIMAS

141

ANEXO G. CALCULO DE LA CANTIDAD DE HIERRO AMINOQUELADO A ADICIONAR POR MOJE DE PRODUCTO 142 ANEXO H. PRUEBA SENSORIAL AL CONSUMIDOR DE CROISSANT DE JAMÓN FORTIFICADO

145

ANEXO I. TABULACION DE LOS RESULTADOS DE LA EVALUACION SENSORIAL REALIZADA A LAS INSTITUCIONES EDUCATIVAS DISTRITALES

146

ANEXO J. CALCULO TEORICO DEL CUMPLIMIENTO DEL APORTE DE HIERRO DEL PRODUCTO FRENTE A LOS REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES DE ESTE MICRONUTRIENTE PARA LA POBLACION OBJETO DE ESTUDIO

162

INTRODUCCIÓN

Entre los problemas más críticos que presenta la población infantil en Colombia se encuentra la deficiencia de hierro causante de anemia ferropénica; por lo cual, la Alcaldía Mayor de Bogotá y la Secretaría de Educación han implementado programas de fortificación con hierro en algunos productos alimenticios, como los de panificación, destinados a refrigerios infantiles en colegios y jardines Distritales. Por lo anterior, el presente trabajo de grado titulado evaluación de la operación de mezcla de hierro aminoquelado (Bisglicinato ferroso) en dos productos de panificación destinados a niños escolares con deficiencia de este micronutriente, busca hacer uso del conocimiento ingenieril adquirido durante el transcurso de la carrera para contribuir desde la industria al logro de los planes propuestos por la Alcaldía Mayor de Bogotá y la Secretaría de Educación en lo concerniente a la disminución del problema de inseguridad alimentaria que afecta a la población infantil escolarizada de la ciudad de Bogotá. Los requerimientos actuales establecen que el hierro para los programas de fortificación debe adicionarse a los productos alimenticios únicamente en la forma aminoquelada (bisglicinato ferroso) 1 ; debido a que este compuesto presenta una mejor biodisponibilidad 2 y solubilidad comparado con el sulfato ferroso anteriormente empleado. La inclusión de este micronutriente durante la operación de mezclado en los procesos de panificación constituye un problema debido a la dificultad que se presenta al intentar distribuirlo uniformemente en la mezcla, lo cual dificulta la obtención de productos finales que cumplan con la cantidad de hierro estipulada para mejorar el problema de deficiencia de este micronutriente en la población afectada. Además de lo anterior, algunas industrias proveedoras de la porción panificada incluida en los refrigerios han

1

ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTA Y SECRETARÍA DE EDUCACIÓN. Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007: Suministro de refrigerios nutricionales diarios con destino a estudiantes matriculados en Colegios Distritales. Bogotá: Alcaldía Mayor de Bogotá y Secretaría de Educación, 2007. Ibid., p. 21. 2 ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD. Compuestos de hierro para la fortificación de alimentos: Guía para América latina y el Caribe. Washington, D.C., 2002. p 9. [en línea] http://www.paho.org/Spanish/AD/FCH/NU/FRM03_HierroGuias.pdf. Consultado el 27 de Agosto de 2007.

1

presentado problemas con sus productos fortificados debido a un cambio de coloración en los mismos, lo cual los hace menos apetecibles disminuyendo su calidad organoléptica. Como respuesta al problema industrial anteriormente planteado, en este proyecto se ajustó el proceso de inclusión de hierro en dos productos de panificación, croissant y torta de chocolate, de acuerdo a las propiedades del hierro aminoquelado (Bisglicinato ferroso) y se establecieron unas condiciones para la operación de mezcla como son el tiempo de operación y la forma de inclusión del compuesto en la mezcla, con el fin de garantizar la distribución uniforme de éste micronutriente en la pasta. En cuanto al contenido de hierro en los productos finales, el proyecto da a conocer que para obtener productos fortificados con una cantidad de hierro específica es necesario evaluar y estandarizar rigurosamente el contenido del micronutriente en cada una de las materias primas; ya que, de lo contrario resulta casi imposible establecer una cantidad estándar de hierro a adicionar durante la mezcla industrial para lograr que el producto se encuentre dentro del rango de hierro estipulado. Además de lo anterior, el producto fortificado a nivel industrial elaborado bajo unas condiciones determinadas de proceso y siguiendo los parámetros de mezcla definidos en la parte inicial del proyecto, se caracterizó mediante un análisis de textura y fue evaluado sensorialmente por el grupo poblacional objeto de estudio el cual corresponde a niños y niñas escolares con edades entre 7 y 10 años beneficiados con el programa de refrigerios de la Secretaria de Educación. Lo anterior con el fin de establecer la aceptabilidad del producto fortificado elaborado a nivel industrial; lo cual, permite evaluar si éste llega al consumidor final cumpliendo el objetivo nutricional para el que fue elaborado. El logro del cumplimiento de las especificaciones establecidas para la cantidad de hierro a adicionar en los dos productos de panificación fortificados, lo cual se obtuvo mediante la determinación de las condiciones óptimas de la operación de mezcla para éstos productos de panificación, es una contribución importante a la solución de un problema de seguridad alimentaria derivado de la falencia de este micronutriente en niños escolares de estratos bajos.

2

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Evaluar la operación de mezcla con hierro aminoquelado (bisglicinato ferroso) en dos productos de panificación (croissant y torta) destinados a refrigerios de niños escolares con deficiencia de éste micronutriente OBJETIVOS ESPECIFICOS •

Realizar un seguimiento a la operación actual de mezcla en la empresa durante la elaboración de los productos de croissant y torta fortificados para seleccionar las variables que intervienen y así replicarlas en la pre-experimentación a nivel de laboratorio.

•

Evaluar la homogeneidad de las mezclas de los productos croissant y torta a nivel de planta piloto por medio del Índice de mezcla, con el fin de definir el mejor tiempo de operación de la inclusión del hierro en cada uno de los productos y llevar estos resultados a escala industrial.

•

Determinar la cantidad de hierro aminoquelado a adicionar en cada una de las mezclas y el contenido de hierro de los dos productos de panificación fortificados obtenidos a escala industrial, teniendo en cuenta la exigencia contemplada en la Convocatoria Pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Secretaría de Educación.

•

Caracterizar el producto de panificación fortificado obtenido de la mezcla homogénea seleccionada en la experimentación desde la textura y la evaluación sensorial de pruebas hedónicas para revisar la aceptabilidad de los niños objeto de la Convocatoria Pública.

3

1. MARCO TEÓRICO

En este capitulo se presentan conceptos pertinentes al estudio, entre los que se encuentran: subnutrición en el mundo, problemas causados por la deficiencia de hierro, tipos de hierro para fortificar alimentos y factores que los afectan,

programas de fortificación, programa de

fortificación de la alcaldía mayor de Bogotá y la secretaria de educación,

Índice de mezcla,

tecnología de procesos de panificación y evaluación reológica de mezclas de panificación.

1.1 SUBNUTRICIÓN EN EL MUNDO 3 De acuerdo a la Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 852 millones de personas en el mundo sufrieron desnutrición entre el 2000 y 2002, de las cuales 815 millones son de países en vía de desarrollo. En estos países más de 5 millones de niños mueren anualmente por subnutrición y deficiencias nutricionales, más de 20 millones de lactantes nacen con subnutrición y ocurren pérdidas económicas de miles de millones por contar con una población que no ofrece las mismas capacidades y rendimiento debido a una nutrición deficiente. La tercera parte de los niños en estos países sufren retraso en el crecimiento, lo cual también aumenta el riesgo de padecer enfermedades y muerte, reduce su capacidad de aprendizaje y desarrollo físico, y lastimosamente después de los cinco años de vida los daños causados por el retraso en el crecimiento a causa de la subnutrición son irreversibles. Deficiencia de hierro en el mundo. Los problemas de retraso en el crecimiento se asocian principalmente con deficiencia en minerales y vitaminas y alrededor de 2000 millones de personas en el mundo presentan estas deficiencias. Con respecto al hierro, 1700 millones de 3

FAO. El estado de la inseguridad alimentaria en el mundo. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. 2004. [en línea]. http://www.fao.org/docrep/007/y5650s/y5650s00.htm. Consultado el 20 de Agosto de 2007

4

personas en el mundo presentan deficiencias de este mineral y la mitad de estas personas sufren de anemia ferropénica. Debido a los altos niveles de deficiencia de hierro a nivel mundial y al hecho de que muchas personas no cuentan con los recursos necesarios para acceder a una adecuada alimentación rica en hierro o a tomar suplementos dietarios para mejorar su nutrición, muchos países por la estrategia de fortificar con hierro alimentos básicos para disminuir esta problemática, los cuales se dirigen una población específica, principalmente los niños. Pero es importante tener en cuenta que la fortificación se realice con un compuesto que sea altamente biodisponible para que garantice una asimilación efectiva en este tipo de poblaciones.

1.2 EL HIERRO Elemento traza indispensable para la dieta humana por ser parte de las proteínas hemoglobina y mioglobina donde cumple la función de transportar oxigeno y dióxido de carbono 4 . También cumple otras funciones en otras células del cuerpo como contribuir en el crecimiento celular debido a que interfiere en la producción de energía y la síntesis de ADN. Actúa como cofactor catalizando muchas reacciones metabólicas entre las cuales tenemos la conversión de los carotenos en vitamina A, la síntesis de purinas en ácidos nucleicos, síntesis de colágeno, y participación en anticuerpos y enzimas oxidativas. 5 1.2.1 Metabolismo del Hierro. La absorción del hierro se realiza en el yeyuno y en el estómago, aunque en este último se realiza en menor proporción. El hierro se absorbe por medio de la mucosa digestiva y se transporta hasta la sangre por medio de la enzima transferina o se almacena en la mucosa en forma de ferritina 6 . Varios estudios han demostrado que la cantidad de hierro

4

BENDER, David. Introducción a la nutrición y el metabolismo. España: Acribia S.A., 1995. p 295 DeWAYNE ASHMEAD. The absorption and metabolism of iron amino acid chelate. En: Archivos latinoamericanos de nutrición Vol 51 (No 1, 2001) 6 MORENO ROJAS. Nutrición y dietética para tecnología de alimentos. España: Díaz de Santos, 2000. p. 103, 104 5

5

transferida hasta el plasma es controlada; de esta manera, cuando hay adecuados niveles de hierro en la sangre el hierro es transferido en menor cantidad por medio de un mecanismo regulador. 7 1.2.2 Repercusiones de la deficiencia de hierro. Se produce por pérdidas de sangre donde se elimina gran cantidad de hierro debido a la presencia de parásitos intestinales u otros factores; por una dieta baja en hierro biodisponible debido a la falta de acceso a hierro proveniente de carnes, pollo, pescados; o por la ingesta en la dieta de otros elementos que disminuyen la asimilación del hierro. La deficiencia de hierro provoca anemia ferropénica que se basa en la disminución de hemoglobina en la sangre y por tanto menor transporte de oxígeno en los glóbulos rojos 8 . Entre los síntomas tenemos palidez, debilidad muscular, edemas, dolor de cabeza, pulso rápido, sueño prolongado, fatiga, y provoca alteraciones en el crecimiento y en el desarrollo de habilidades motoras, de lenguaje y aprendizaje. 1.3 BIODISPONIBILIDAD DEL HIERRO La biodisponibilidad se refiere a la cantidad de hierro que se absorbe de los alimentos para ser utilizado en las funciones y los procesos metabólicos normales. La biodisponibilidad es específica para cada nutriente al existir mecanismos de absorción propias para los mismos y se puede ver afectada por distintos factores los cuales se especifican a continuación. 1.3.1 Factores que afectan la biodisponibilidad del hierro 9 . La biodisponibilidad de un mineral es afectada por diversos factores entre los cuales que se encuentran: los factores dietéticos que se basan en la cantidad de nutriente en la ingesta; las interacciones dietéticas que comprenden la influencia de otros componentes de la dieta sobre la 7

DE WAYNE, Op. cit. BENDER, Op. cit., p. 295 9 MORENO ROJAS, Op. cit., p. 179- 182 8

6

asimilación de un nutriente debido a mecanismos como la competencia por el sitio activo, desnaturalización, inactivación de nutrientes, quelación, modificación del medio, entre otros; los factores fisiológicos dados por el estado de desarrollo fisiológico de la persona como es el caso de la etapa del crecimiento donde se potencializa la capacidad de absorción de los nutrientes; el estatus nutricional que se refleja en el aumento de la capacidad de absorción de nutrientes cuando hay evidencia de desnutrición; el estado de salud de una persona debido a que al padecer una persona de enfermedades como cáncer, problemas gastrointestinales o al consumir drogas como aspirinas, antiácidos, anticonceptivos, entre otros, se disminuye la adecuada absorción del hierro; los factores individuales como son la edad, sexo, actividad física, raza, etc.; la reactividad química que incluye la solubilidad de un nutriente la cual si es baja no permite una fácil ionización ni forma compuestos estables; la quelación y formación de complejos; la hidrólisis de un mineral que ocurre cuando se eleva el pH y se forman hidróxidos siendo estos últimos insolubles como es el caso de los hidróxidos de hierro que son menos solubles que sus formas hidratadas; el pH que afecta la biodisponibilidad de los minerales; potenciadores e inhibidores que se consideran como moléculas presentes en los alimentos las cuales forman enlaces con los minerales afectando su biodisponibilidad, entre los potenciadores del hierro tenemos el ácido ascórbico y el factor carne y entre los inhibidores tenemos los compuestos fenólicos, el calcio, algunas proteínas de soya y los fitatos, estos últimos se encuentran en grandes cantidades en los cereales y leguminosas, y forman fuertes enlaces con el hierro en el tracto intestinal y pueden disminuir la absorción incluso de compuestos de hierro más biodisponibles 10 ; los factores químicos debido a que los mecanismos de absorción son específicos para cada forma química de un nutriente y a que existen formas químicas que se asimilan mejor como es el caso de las formas orgánicas frente a las inorgánicas; Teniendo en cuenta este último factor, en los alimentos el hierro se presenta en forma hierro hemo o hierro orgánico cuando proviene de fuentes animales como la carne y sus derivados, y en forma de hierro no hemo o sales de hierro inorgánicas cuando es de origen vegetal. La forma hemo es mucho más biodisponible debido a que se degrada hasta formas más simples facilitando 10

HURREL, Richard. Fortification: Overcoming Technical and Practical Barriers. En: Journal of nutrition. Vol 132 (2002). p. 806S

7

así su asimilación; mientras que el hierro no hemo se asimila en menor cantidad al absorberse sólo un 10 a un 15 % 11 . Con respecto al hierro no hemo su biodisponibilidad también se ve afectada por que interactúa con otros compuestos de los alimentos. Algunas sustancias que inhiben la asimilación del hierro no hemo son los fitatos, fosfatos, carbonates y agentes quelantes como desferrioamina 12 . 1.4 COMPUESTOS DE HIERRO PARA FORTIFICACIÓN DE ALIMENTOS 13 Los compuestos de hierro utilizados para la fortificación de alimentos se dividen en dos grandes grupos: los compuestos de hierro inorgánico y los compuestos de hierro protegido que se subdividen en compuestos de hierro quelados y compuestos de hierro encapsulados. En un programa de fortificación es importante conocer los diferentes tipos de compuestos del nutriente a fortificar para así lograr identificar el compuesto que tenga el mayor potencial de absorción y que, al ser agregado al nivel apropiado, no produzca ningún cambio sensorial inadmisible en el alimento fortificado o el producto final. 1.4.1 Compuestos de hierro inorgánico. Los compuestos de hierro inorgánico que pueden utilizarse para la fortificación de alimentos se clasifican en: solubles en agua; poco solubles en agua y solubles en soluciones ácidas; e insolubles en agua y poco solubles en soluciones ácidas. Los principales compuestos de hierro que forman parte de este grupo son el sulfato ferroso y el fumarato ferroso. Estos dos compuestos son bastante utilizados para la fortificación de alimentos de consumo masivo debido a su bajo costo pero presentan la desventaja de tener una baja biodisponibilidad en comparación con otro tipo de compuestos. A continuación se describen las características de estos compuestos de hierro inorgánico.

11

BENDER, Op cit., p 295 COOK, James. Food iron absorption. En: The American Journal of Clinical Nutrition. Vol 28 (1975) 13 ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD. Compuestos de hierro para la fortificación de alimentos: Guía para América latina y el Caribe. Washington, D.C., 2002. p. 9-11. [en línea]. http://www.paho.org/Spanish/AD/FCH/NU/FRM03_HierroGuias.pdf. Consultado el 27 de Agosto de 2007. 12

8

1.4.1.1 Sulfato ferroso. Se caracteriza por ser un compuesto de hierro soluble en agua y una biodisponibilidad del 1 – 50% la cual se ve afectada principalmente por la susceptibilidad de este compuesto a inhibidores como fitatos, compuestos fenólicos, etc. Además, este compuesto modifica las características organolépticas y físicas del producto lo cual dificulta su uso para fortificación. Causa oxidación de las grasas y rancidez en harinas de cereales almacenados por largos periodos de tiempo y causa cambios inaceptables del color en productos elaborados con cocoa 14 . El sulfato ferroso se usa principalmente en la harina de pan que se almacena por menos de dos a tres meses. Presenta una ventaja, su bajo costo. 1.4.1.2 Fumarato ferroso. Compuesto insoluble en agua y soluble en soluciones ácidas. También presenta un bajo costo, pero tiene la ventaja frente al sulfato ferroso de causar menos cambios en las características organolépticas del producto final y se usa principalmente para cereales para niños, bebidas achocolatadas, etc. Presenta una buena absorción porque se solubiliza completamente, pero más lentamente que el sulfato ferroso, en el ácido diluido de los jugos gástricos. 15 Su adecuada biodisponibilidad se ha comprobado en adultos sanos; pero, no ha sido demostrada en niños y en poblaciones de países en vía de desarrollo en las cuales la secreción de ácido gástrico debe ser menos eficiente debido a infecciones y deficiencias nutricionales. 16 1.4.1.3 Hierros insolubles en agua y poco solubles en ácido. Dentro de este grupo se encuentra el hierro elemental, el hierro electrolito, pirofosfato férrico y el ortofosfato férrico. Tienen la ventaja de no reaccionar con sustancias de los alimentos y afectar características sensoriales, pero debido a su baja solubilidad presentan una baja absorción. 1.4.2 Compuestos de hierro quelados. Los principales compuestos que se encuentran dentro de esta clasificación son el hierro quelado NaFeEDTA y el hierro aminoquelado. Estos compuestos se caracterizan por que su biodisponibilidad no se ve afectada por potenciadores o inhibidores por lo tanto su absorción es mayor en comparación con otro tipo de compuestos de hierro como el 14

HURREL, Op. Cit., p. 807S. HURREL, Op cit., p. 807S. 16 Ibid., p. 807S. 15

9

sulfato ferroso. Su desventaja es su costo elevado. A continuación se describen las características de éstos compuestos de hierro. 1.4.2.1 NaFeEDTA (etilendiaminotetraacetato ferrosódico). El hierro quelado NaFeEDTA fue aprobado por la FAO como fortificante debido a que por medio de varios estudios se logró demostrar que tenía mayor biodisponibilidad que otros compuestos como el sulfato ferroso. En presencia de fitatos, el hierro es absorbido 2 a 3 veces mejor de este compuesto que del sulfato ferroso; mientras que en ausencia de fitatos la absorción si es similar. El EDTA se usa como ligante para formar el hierro quelado debido a que forma enlaces más fuertes con el hierro férrico y ferroso en comparación con otros ligantes como el ácido cítrico y compuestos fenólicos. NaFeEDTA es un fortificante con grandes ventajas frente a otros fortificantes de hierro como el sulfato ferroso por no proveer cualidades sensoriales indeseables y por no ser afectado por agentes inhibidores presentes en alimentos que son fuentes de compuestos fenólicos y fitatos. Otra ventaja es que es más estable químicamente en alimentos de larga vida útil y presenta una excelente solubilidad en medio acuosos de pH bajo o casi neutro lo cual también lo hace biodisponible. 17 El NaFeEDTA ofrece seguridad con respecto a la asimilación de otros minerales; ya que, a pesar de ser una agente ligante de metales no interfiere en la absorción de minerales como el zinc, calcio y magnesio; y además, está comprobado que su mecanismo de absorción se regula cuando se administra a una persona con adecuadas reservas de hierro. 18 1.4.2.2 Hierro aminoquelado 19 . Este hierro se puede encontrar en la forma de bisglicinato ferroso (Ferrochel) y de trisglicinato férrico. El Ferrochel es hasta 5 veces más biodisponible que 17

KONG YEUN, ZHU. Iron Absorption form NaFeEDTA is downregulate in Iron-loaded rats. En: Journal of Nutrition. 134 (Septiembre, 2004) 18 Ibid. 19 ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD., Op. Cit., p 10.

10

el sulfato ferroso, pero aún así su biodisponibilidad es menor que la del NaFeEDTA. Su ventaja frente al EDTA es que es más natural; pero, su desventaja es que causa cambios indeseables de color, promueve la oxidación de las grasas y rancidez, además de ser altamente costoso. Con respecto al trisglicinato férrico provoca menos cambios organolépticos en los productos pero es menos biodisponible que el ferrochel. 1.4.3 Compuestos de hierro encapsulados. Entre estos compuestos tenemos el sulfato ferroso encapsulado y el fumarato ferroso encapsulado. Esto se obtiene por medio del uso de cubiertas de aceite hidrogenado, etilcelulosa o maltodextrina las cuales protegen el hierro frente a agentes inhibidores y disminuyen su reactividad con sustancias del producto evitando la rancidez de los mismos y cambios indeseables en las características organolépticas. Estos compuestos tienen las desventaja que las cápsulas son inestables al calor; por tanto, las cubiertas son removidas durante etapas del proceso de elaboración de algunos productos que requieren de altas temperaturas lo cual provoca las mismas reacciones de color que ocurren con los compuestos no encapsulados. 20 Otra desventaja es su alto costo comparado con los compuestos no encapsulados. En la Tabla 1 se muestran las diferentes características de los compuestos de hierro al igual que se ventajas y desventajas.

1.5 COMPATIBILIDAD TECNÓLOGICA DEL HIERRO CON LOS ALIMENTOS 21 El hierro es bastante reactivo con algunas sustancias de los alimentos lo que causa las características organolépticas de los productos fortificados. De acuerdo a estudios anteriores el fumarato ferroso es compatible tecnológicamente con la harina de trigo hasta una cantidad de 60 a 66mg de Fe/Kg, mientras que el bisglicinato de hierro se puede usar para fortificación hasta 22.5 mg de Fe/Kg. Con respecto al NaFeEDTA y al sulfato ferroso, estos nos fueron compatibles hasta 15 y 30 mg de Fe/Kg respectivamente; ya que provocaron cambios sensoriales en los 20 21

HURREL, Op. Cit., p. 808S. ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD., Op. Cit., p 12, 13.

11

productos al ser usados en estas cantidades. Aunque esto varia con diversos factores como el tiempo de almacenamiento del producto fortificado, las condiciones climáticas, los diferentes compuesto de los distintos alimentos, etc. Tabla 1. Características de los compuestos de hierro

Fuente: OPS. Compuestos de hierro para la fortificación de alimentos: Guía para América Latina y el Caribe. Washington, D.C., 2002. p 11

Debido a lo anterior es importante tener en cuenta para el diseño de un programa de fortificación la compatibilidad de los niveles de fortificación con hierro a partir de diferentes compuestos en distintas matrices alimentarias, y las pautas de consumo del país antes de establecer los requerimientos de la cantidad de hierro exigida para la fortificación.

12

1.6 PROGRAMAS DE FORTIFICACIÓN DE ALIMENTOS 22 Existen diferentes tipos de programas de fortificación de alimentos definidos de acuerdo al tipo de población al que van dirigidos. Estos programas se dividen en: programas de fortificación obligatoria, programas de fortificación focalizada, y programas de fortificación voluntaria. A continuación se describen cada uno de estos programas y se enfatiza en el programa de fortificación de la Alcaldía Mayor de Bogotá y la Secretaría de Educación. 1.6.1 Fortificación obligatoria. Es la que exige la legislación nacional para ciertos alimentos de consumo masivo, como es el caso de la harina de trigo en Colombia. Se deben fortificar varios alimentos para garantizar la eficacia de la fortificación y mejorar la nutrición de la población. También, es importante determinar el nivel de fortificación dependiendo del tipo de compuesto a utilizar, la compatibilidad tecnológica que no ocasione cambios organolépticos indeseables en los productos, y los diferentes procesos y productos a fortificar.. 1.6.2 Fortificación voluntaria. Es la que la industria realiza de manera voluntaria mediante la fortificación con micronutrientes de algunos alimentos dirigidos a niños mayores de 4 años de edad y adultos. Esta fortificación permite que los compuestos de hierro se agreguen de 5-10mg de Fe por ración o de un 15-30% del requerimiento diario para este micronutriente por ración 1.6.3 Fortificación focalizada. Fortificación con micronutrientes de alimentos destinados a grupos determinados de la población. Dentro de este grupo se incluyen los productos ofrecidos por el bienestar social para grupos como niños escolares, o programas de salud infantil. Tienen por objetivo otorgar energía y/o micronutrientes a una población específica y a bajo costo. Para el caso de la fortificación focalizada con hierro, el nivel de hierro agregado debe proporcionar del 30-60% del requerimiento diario de este micronutriente por ración.

22

ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD, Op. Cit., p. 15, 17-18.

13

En Colombia se maneja un programa de fortificación focalizada dirigido por la Alcaldía Mayor de Bogotá y la Secretaría de Educación. Este programa se describe a continuación. 1.6.4 Programa de fortificación de la Alcaldía Mayor de Bogotá y la Secretaría de Educación. Los tipos de menús de los refrigerios se definen de acuerdo a los grupos de edades establecidos en el programa, y se diferencian por la variación en el peso de las porciones23 . Estos tipos de menús se clasifican en menú Tipo A y Tipo B. El menú Tipo A comprende los refrigerios ofrecidos a estudiantes que cursan los grados cero (preescolar), uno y dos y el menú Tipo B los refrigerios ofrecidos a estudiantes que cursan los grados: tercero, cuarto y quinto. Las características nutricionales y el peso de las porciones de los alimentos 24 se definen de acuerdo al grupo de alimento de los productos ofrecidos. De esta manera, para el grupo 1 que comprende los cereales, raíces, tubérculos, plátanos y productos elaborados se presentan en la tabla 2 las principales características y pesos de porción de los alimentos para los productos Tipo A y B. Los pesos que se relacionan en esta tabla corresponden a peso neto de producto terminado. El aporte nutricional de hierro exigido para los productos de panificación se establece de acuerdo al tipo de refrigerio. Para el refrigerio Tipo A se exige un nivel de adición de 3.2mg de hierro adicionado por porción y para el refrigerio Tipo B se establece un nivel de adición de 3.6 mg de hierro adicionado por porción. A partir de este nivel de hierro exigido se permite un nivel de adición máximo del 20% y un nivel mínimo del 15%. Teniendo esto en cuenta el rango de adición de hierro permitido se encuentra para el refrigerio Tipo a entre 2,72mg hasta 4 mg de hierro; mientras que para el refrigerio Tipo B entre 3.06mg hasta 4.5mg de hierro.

23

ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTA Y SECRETARÍA DE EDUCACIÓN. Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007: Suministro de refrigerios nutricionales diarios con destino a estudiantes matriculados en Colegios Distritales. Bogotá: Alcaldía Mayor de Bogotá y Secretaría de Educación, 2007. p. 20 24 Ibid., p. 26

14

Tabla 2. Peso de porción establecido para los alimentos del Grupo 1. ALIMENTO Palito de queso Torta de chocolate Galleta Muffin de queso Croissant de jamón Croissant de queso Torta de queso Mantecada Roscón con bocadillo

TIPO A PESO PORCIÓN* 45 g 55 g 35 g 50 g 55 g (jamón 11g) 55 g 55 g 60 g 50 g (bocadillo 12 g)

TIPO B PESO PORCIÓN* 55 g 60 g 40 g 60 g 60 g (jamón 12 g) 60 g 60 g 65 g 55 g (bocadillo 15 g)

* Se debe cumplir como mínimo con el 95% y máximo con el 110% del peso establecido por porción en los términos de referencia para la presentación de la propuesta.

Fuente: ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTA Y SECRETARÍA DE EDUCACIÓN. Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007: Suministro de refrigerios nutricionales diarios con destino a estudiantes matriculados en Colegios Distritales. Bogotá: Alcaldía Mayor de Bogotá, 2007. p. 26

1.7 OPERACIÓN DE MEZCLA La mezcla es una operación unitaria en la cual se combinan de manera uniforme dos o más componentes con el fin de obtener una distribución uniforme de los mismos mediante un flujo generado por procedimientos mecánicos. 25 También se define como la operación que permite suprimir la heterogeneidad con respecto a las propiedades de los diferentes componentes 26 . El proceso de mezcla inicia cuando los componentes están agrupados pero aún conservan sus propiedades individuales. A medida que transcurre esta operación todas las muestras contendrán los componentes de la formulación en proporciones aproximadas a las proporciones globales de la mezcla. Cuando todas las muestras contengan los componentes en la misma proporción que la mezcla entera se considera que se ha completado esta operación. Pero este estado de homogeneidad no es obtenido en la práctica para todos los procesos de mezcla. 27

25

BRENNAN, F.G. Las operaciones de la ingeniería de alimentos 2ª. Ed. Zaragoza, España: Editorial Acribia, 1980. Cap. 5 Ibid., Cap. 5 27 EARLE, R.L. Unit operations in food processing. 1983. Chap 12. [en línea]. www.nzifst.org.nz/unitoperations/mixing1.htm. Consultado el 18 de junio de 2008 26

15

La eficiencia de la operación de mezcla es específica para el equipo que se esté empleando y se mide teniendo en cuenta las propiedades del producto final, el tiempo empleado y el costo de la operación. Un producto visco elástico bien mezclado, debe cumplir con las especificaciones requeridas en su composición, además de presentar propiedades como la uniformidad visual, la tenacidad y la extensibilidad necesarias para

la elaboración de cada tipo de producto de

panificación. 28 El grado de uniformidad de una mezcla varía de acuerdo al tipo de mezcla. Es así como las mezclas de líquidos miscibles o de sólidos solubles en líquidos presentan un mayor grado de uniformidad que las mezclas de polvos secos o pastas 29 . Otros factores que influyen en la uniformidad de la mezcla son las propiedades de los materiales como su espesamiento, adherencia, humectabilidad, densidad, viscosidad las cuales deben ser tenidas en cuenta, puesto que desempeñan un papel importante en la formación de la masa a medida que transcurre la operación. La cantidad de los componentes es otro factor que también influye de manera significativa en el grado de uniformidad de la mezcla. Cuando las cantidades que son mezcladas se encuentran aproximadamente en las misma proporciones la mezcla es simple; pero, en los casos donde uno de los componentes se encuentra en una relación muy pequeña con respecto a otro se dificulta la obtención de una mezcla uniforme 30 . En estos casos la mezcla debe ser dividida en etapas guardando proporciones no tan lejanas en cada etapa y el proceso de mezcla debe ser analizado a través de cada etapa de mezcla. Una vez el tiempo de mezcla haya sido establecido para cada etapa sólo será necesario realizar análisis al producto final. 31 1.7.1 Grado de homogeneidad o Índice de mezcla. Tomando como base el mecanismo aleatorio que generalmente usan las mezcladoras para asociar los diferentes ingredientes que 28

McCABE, Warren. Operaciones básicas de Ingeniería Química. Volumen II. España: Reverte S.A., 1981. p. 891,892 BRENNAN, F.G. Op. Cit., Cap. 5 30 Ibid., Cap. 5 31 EARLE, Op. Cit., Chap 12. 29

16

compondrán la masa, es posible establecer un procedimiento estadístico conocido como Índice de mezcla; con el fin, de evaluar la uniformidad de un producto mediante el uso de las desviaciones que presentan los valores medidos de diferentes muestras puntuales con respecto al valor medio. El grado de uniformidad de un producto mezcla es una medida cuantitativa adecuada para la eficacia de mezcla 32 . Si a una mezcla se le añade cualquier material trazador se tiene que la media muestral x está dada por la siguiente relación matemática x = ∑i =1 N

xi N

Si la pasta estuviera completamente mezclada cada valor medido de xi sería igual a x . Si la mezcla no es perfecto los valores medidos de xi difieren de x ; por lo tanto, la desviación estándar para una serie de ensayos con un material determinado en una mezcladora es medida de la calidad de la mezcla y se expresa por medio de la siguiente ecuación: 33

σ=

∑

N i =1

( xi − x ) 2

N −1

Si la composición de carga del material trazador x c es conocida la desviación estándar se puede calcular por medio de la siguiente ecuación 34 :

σ=

∑

N i =1

( xi − x c ) 2 N

La varianza ( σ))2 ) originada de la distribución de valores de concentración individuales genera la medida más básica de la homogeneidad de una mezcla. Un valor pequeño de varianza sugiere que

32

McCABE, Warren. Operaciones básicas de Ingeniería Química. Volumen II. España: Reverte S.A., 1981. p. 891 Ibid., p. 891-892 34 HIROAKI, Masuda. Powder technology handbook. 3a. Ed. [en línea]. http://books.google.es/books?id=ASGBy82J9LUC&pg=PT613&dq=degree+of+mixedness&lr=&sig=CWsweOsH7vxZsjsy1F9fOeNw4w#PPT613,M1. Consultado el 19 de junio de 2008 33

17

la mezcla se aproxima a un comportamiento de un sistema homogéneo. Si los componentes de la mezcla están completamente segregados ocurre una varianza máxima 35 . El valor de la varianza máxima ( σ 0 ) se presenta cuando la mezcla está completamente segregada y se puede definir teniendo en cuenta que al principio de la mezcla existe una fase que contiene todo el material trazador y otra fase en el que está ausente; de esta manera, la desviación típica antes de empezar la mezcla es:

σ 0 = μ (1 − μ ) Cuando se alcanza la mezcla completo se obtiene la varianza mínima y se denomina habitualmente varianza de la mezcla perfecta ( σ r2 ). En este caso se asume que los componentes están distribuidos a través del volumen en concordancia con las proporciones globales. Este es el estado ideal que alcanza una mezcla, cuando la varianza de las concentraciones de un ingrediente trazador en diferentes muestras tomadas de diferentes puntos alcanza la varianza de una distribución binomial. Por lo tanto, para N partículas la varianza de la mezcla perfecta será 36 :

σ r2 =

σ 02 N

Esto nos muestra que el valor de σ 2 para el proceso de mezcla decrece de μ (1 − μ ) hasta 1/N veces su valor; y que es posible utilizar un valor intermedio entre σ 02 y σ r2 para mostrar el progreso de la mezcla. Esta medida permite determinar el Índice de mezcla mediante la siguiente relación matemática 37 IM =

(σ 02 − σ 2 ) (σ 02 − σ r2 )

Esta medida descrita por Lacey es una de las más usadas, se puede usar para mezclas de partículas y además para mezclas de pastas pesadas como las pastas de los procesos de 35

FEGER. Mixing, rheology and stability of highy filled thermal pastes. IBM Journal research & development. Vol 49 No. 4/5. July/September 2005 [en línea]. www.research.ibm.com/journal/rd/494/geger.pdf. Consultado el 18 de junio de 2008 36 EARLE, R.L, Op. Cit., Chap 12. 37 Ibid., Chap 12.

18

panificación. En el caso de una mezcla de panificación el número de partículas tiende a infinito; por lo tanto, σ r2 ≈ 0 y la ecuación del Índice de mezcla se puede expresar de la siguiente manera 38 : (σ 02 − σ 2 ) IM p = (σ 02 − 0) De acuerdo a la ecuación anterior el Índice de mezcla va de 0 hasta 1 durante el transcurso del proceso de mezcla. Un Índice de mezcla de 0 representa una mezcla totalmente segregada y un índice de 1 una mezcla completamente mezcla. Sin embargo, en la práctica se ha encontrado que este rango solo va de 0.75 hasta 1; lo cual no permite realizar una adecuada discriminación entre mezclas. De esta manera, la literatura propone otro Índice de mezcla que permite una mejor discriminación entre mezclas y se define mediante la siguiente ecuación 39 :

IM =

(log σ 02 − log σ 2 ) (log σ 02 − log σ r2 )

También se puede definir el Índice de mezcla mediante la relación de la desviación estándar de la distribución de la concentración de uno de los ingredientes de la formulación sobre la desviación estándar de la muestra completamente segregada para el mismo ingrediente, lo cual se expresa matemáticamente de la siguiente manera 40

IM = 1 −

σ σ0

Este Índice de mezcla también presenta un valor 0 para una muestra completamente segregada y un valor cercano a 1 para una completa distribución de las concentraciones de los ingredientes. 38

EARLE, R.L, Op. Cit., Chap 12. RAHAMAN, M.M. Ceramic processing. p. 259. [en linea]. http://books.google.es/books?id=GC85CKs7URkC&pg=PT141&dq=mixing+index+%2B+CURVES&lr=&source=gbs_toc_s&ca d=1&sig=ACfU3U1DnbEA2PilaZbbhYqq8-poKolqzA#PPT281,M1. Consultado el 1 de Julio de 2008. p. 259 40 FEGER. Mixing, rheology and stability of highy filled thermal pastes. IBM Journal research & development. Vol 49 No. 4/5. July/September 2005 [en línea]. http://www.research.ibm.com/journal/rd/494/feger.html. Consultado el 18 de junio de 2008 39

19

McCabe presenta otra relación que representa una medida de la mezcla, la cual relaciona la desviación estándar de la composición de la muestra con respecto a la composición media de toda la mezcla. Este Índice de mezcla lo utiliza para pastas y se describe por medio de la siguiente ecuación 41 : N

∑ i σ i =1 IM p = = σo ( N − 1) μ (1 − μ ) ( x − x) 2

Para tiempos de mezcla grandes IM p debe ser teóricamente cercano a cero; pero esto no es posible en la práctica porque una mezcla nunca es perfecta y porque los métodos analíticos no son tan precisos para que los valores medidos de xi concuerden exactamente entre sí y con x . Es así como el valor mínimo límite de IM p para una mezcla depende de la consistencia de los materiales tratados, el rendimiento de la mezcladora y la precisión del método analítico. En la literatura se pueden encontrar más de 40 índices de mezcla pero la mayoría se limitan por su habilidad para lograr discriminar las mezclas de acuerdo a su grado de homogeneidad. En la Tabla 3 se muestran algunos de estos índices de mezcla y se observa que todos tienden a basarse en principios similares a los descritos. Ninguno de los índices de mezcla nos indica cuando hemos alcanzado un grado de homogeneidad de la mezcla satisfactorio. El Índice de mezcla simplemente es un indicador de que tan cercana está la mezcla de comportarse como una mezcla perfecta. Para determinar si el grado de homogeneidad alcanzado es el adecuado podemos utilizar la máxima desviación estándar aceptable ( σ a ) a partir del criterio de 6σ aplicado al intervalo de tolerancia (T) 42 :

σa = 41 42

T max − T min 2×6

McCABE, Op. Cit., p. 891,892

OLIVA, Alexis. Prácticas de tecnología farmacéutica II. Curso académico 2007 – 2008. p. 28. [en línea]. http://webpages.ull.es/users/amoliva/4.pdf. Consultado el 24 de junio de 2008

20

Tabla 3. Expresiones típicas para índice de mezcla CLASIFICACIÓN

1 I 2

Expresión para el grado de  mezclado IM

Completamente  segregado IM0

Perfetamente  mezclado IMr

(σ 02 − σ 2 ) (σ 02 − σ r2 )

0

1

0

1

0

n −1 ≈1 n

0

1

1

∞

σr σ

σr σ0

1

σ σo

1

σr σ0

(σ 02 − σ r2 )

1

0

σ 2 − σ r2

σ 02 − σ r2

0

σ 02

σ r2

σ σ

1 − 1 −

II

σ σ

0 2 2 0

Si σ02>>σr2, IMI ≈ IMII (Kramers)

Expresión de  mezclado

Log σ Log σ

III

2 0 2 0

− Log σ

2

− Log σ

2 r

Ashton y Valentin (1996)

(σ 02 − σ r2 )

IV

(σ 2 − σ 02 )

V

1 VI Expresión de no‐ mezclado

2 VII VIII

(σ 2 − σ r2 )

σ2

Fuente: MASUDA, Hiroaki. Powder Technology: Handling and operations, process instrumentation. p. 82 43 43

MASUDA, Hiroaki. Powder technology: Handling and operations, process instrumentation. p. 82. [en línea]. http://books.google.es/books?id=_rWZ81RWZkC&printsec=frontcover&dq=powder+technology,+handling&sig=ACfU3U2TUFD4WpUic8hgE3hQjyn1 1wWHgw#PPA82,M1. Consultado el 24 de junio de 2008.

21

Es importante tener en cuenta que para evaluar una mezcla por medio del Índice de mezcla se deben cumplir ciertos requisitos. Primero que el numero de muestras representativas de la mezcla sea suficiente, segundo que se realice un muestreo de manera aleatoria y que se utilice una técnica analítica adecuada para analizar las muestras, para que la varianza represente realmente la variación del contenido de las muestras y no una variación derivada del método analítico 44 . 1.7.2 Tasa de mezcla 45 . El Índice de mezcla debe ser tal que la tasa de mezcla a cualquier tiempo

bajo condiciones constantes de trabajo de un mezclar bien diseñado trabajando a velocidad constante debe ser proporcional al grado de mezcla que resulta en dicho tiempo. Esto se puede expresar matemáticamente de la siguiente manera: dIM p dt

= K [1 − I p ]

Donde I p es el Índice de mezcla de Lacey y K es una constante relacionada con la máquina mezcladora y las condiciones de operación. Al integrar la tasa de mezcla desde tiempo cero hasta un tiempo t obtenemos una relación exponencial permite predecir el tiempo requerido para alcanzar un grado de mezcla dado. [1 − IM p ] = e − Kt IM p = 1 − e − Kt

1.8 MEZCLA EN LOS PROCESOS DE PANIFICACION 1.8.1 Premezcla. En los procesos de panificación es deseable o necesario en muchos casos tener

una premezcla de parte o del total de ingredientes. Una premezcla es una combinación de ingredientes que deben ser mezclas antes de completar el proceso. Frecuentemente contiene solo una parte del total de ingredientes; pero puede contener todos los ingredientes, o todos excepto el ingrediente gaseoso que es el aire. Una de las ventajas del uso de premezclas en los procesos de panificación es que permite la distribución uniforme de un ingrediente que se encuentre en

44 45

OLIVA, Op. Cit., p. 28. EARLE, R.L, Op. Cit., Chap 12.

22

pequeñas cantidades a través de una masa viscosa tal como lo es la masa de pan. Esto ayuda a evitar que se presenten concentraciones localizadas del ingrediente menor 46 . 1.8.2 Amasado. Durante el amasado en panificación, las materias primas principales que son

harina y agua interaccionan entre si y con otros ingredientes, como sal, grasa y mejorantes, cambiando de estado y formando una masa viscoelástica homogénea con la ayuda de la energía que se le imprime al proceso. Esta homogenización de materiales se produce por la formación de enlaces entre los componentes de la harina -entre los que se encuentran proteínas, carbohidratos y sales minerales-, y el agua añadida. La formación de la masa se atribuye principalmente a las fuerzas de cohesión que permiten la unión de gliadina y glutenina, moléculas proteicas presentes en la harina, dando origen a la formación del gluten que es insoluble en agua y se constituye la unidad proteica funcional de la masa afectando directamente las características del producto final. Estas moléculas proteicas a su vez tienen disposición de formación de enlaces con el agua haciendo uso de su fracción electronegativa. En la masa también se presentan enlaces covalentes, dipolares, iónicos- en los que interactúan los sulfatos, fosfatos y sulfatos presentes en la harina o la sal añadida en la formulación- tipo hidrogeno y aquellos debidos a las fuerzas de Van der Waals 47 Como ya se ha mencionado el componente de la harina que posee mayor influencia en la formación de la masa es la proteína, mientras que el impacto de otros componentes como el almidón aun es objeto de discusión. Algunos autores

consideran que el almidón que se

constituye el componente mayoritario de la harina (70-80%) forma enlaces electrostáticos con el gluten dando origen a una red homogénea, mientras que otros consideran que al solubilizarse completamente en agua, el almidón puede llegar a impedir la unión entre moléculas proteicas. 48

46

MATZ, Samuel. Bakery Technology and Engineering. 3ª ed. p. 548. [en línea]. http://books.google.es/books?id=rU1wQotD3jIC&pg=PA548&dq=mixing+of+doughs&lr=&sig=ACfU3U1u41lnSA BBl7Xy08uWME7b3RgB9Q#PPA548,M1. Consultado el 1 de Julio de 2008. 47 48

QUAGLIA, Giovanni. Ciencia y Tecnología de la Panificación. Zaragoza, España: Acribia S.A., 1991. p239. Ibíd., p. 239.

23

Los lípidos como sustancias presentes en el proceso de amasado presentan influencia en las características de la masa y del producto final. Los lípidos, especialmente los polares, tienen la capacidad de formar complejos lípido- proteicos durante el amasado, que ayudan en la retención de gases por lo que se ha hecho común la adición de mono y diglicéridos para mejorar las características de flexibilidad de la masa. 49 Las grasas utilizadas en panadería recubren las fibras de gluten y evitan que se peguen, confiriéndole la suavidad necesaria a un producto determinado. 50 Algunos mejorantes como el acido ascórbico tienen gran influencia en la transformación de la masa puesto que al ponerse en contacto con los catalizadores presentes en la harina se transforma en D-ascórbico y cumple funciones de oxidante. El acido ascórbico confiere una mayor fuerza a las masas haciéndolas mas tenaces, lo cual les permite una mayor tolerancia a la gasificación útil en la elaboración de productos de volumen. Por otra parte este mejorante, en condiciones determinadas,

aumenta la duración de la

fermentación ya que refuerza las cadenas de gluten inhibiendo la acción de las proteasas y con su efecto oxidante produce un blanqueamiento en la masa, lo cual se refleja en una miga más blanca en el producto final. Todos estos atributos pueden ser aprovechados al máximo al usar la proporción adecuada de acido ascórbico ya que de presentarse un exceso los resultados podrían ser adversos por la obtención de una pan con gran volumen y corteza fina, de vida útil inferior.51 El amasado esta dado por la absorción de agua por parte de la harina y por un aumento en el volumen del producto resultante. La absorción de agua, que determinara el rendimiento del proceso, esta dada por el contenido de proteína, almidón dañado y pentosanas de la harina y depende de ciertos parámetros como lo son la humedad del ambiente de trabajo y de la harina, la calidad de la misma, la consistencia requerida y la granulometría de la materia prima. El aumento de volumen del producto depende del contacto de la masa con el oxigeno que a su vez permite el desarrollo de microorganismos aerobios, los cuales le confieren propiedades benéficas a la 49

QUAGLIA, Op. Cit., 240. GISSLEN, Wayne. Panadería y Repostería para Profesionales. Balderas, México: Limusa, 2001. p. 7. 51 CALAVERAS, Jesús. Tratado de Panificación y Bollería. Madrid, España: AMV Ediciones, 1993. p. 170 50

24

masa y además se ve influenciado directamente por la incorporación de células de levadura que comienzan a llevar a cabo la metabolización de azucares libres durante esta etapa. 52 Antes de iniciar el proceso de amasado es necesario determinar la cantidad de agua a utilizar y la temperatura de trabajo con el fin de obtener un producto final con condiciones óptimas. La cantidad de agua a utilizar depende de la consistencia que se le quiera dar a la masa y esta a su vez se relaciona con el tipo de producto final que se desea elaborar. Las masas pueden ser tenaces cuando oponen gran resistencia al ser estiradas, elásticas cuando al estirarse tienen la capacidad de recuperar su forma inicial, o extensibles cuando pueden ser estiradas y laminadas con facilidad; cada tipo de masa tiene una utilidad determinada para elaboración de productos panaderos en los que se requiera volumen o diámetro y proviene de ciertos tipos de harina que se diferencian entre si por su contenido proteico. Por lo anterior, las harinas fuertes provenientes de trigo duro y caracterizadas por su alto contenido proteico, pueden formar una mayor cantidad de gluten durante el amasado que se constituye en una red proteica con resistencia a la gasificación y tiene utilidad en la formación de masas aptas para la elaboración de productos de volumen como el pan, mientras que las harinas débiles provenientes del trigo blando con bajo contenido proteico forman masas aptas para la elaboración de productos de diámetro como los pasteles o galletas en donde la retención de gases no es de mayor importancia 53 . En cuanto a la temperatura de amasado esta debe oscilar entre 18 y 25°C, sin embargo es necesario tener en cuenta el tipo de proceso de fabricación que se este manejando puesto que la temperatura optima varia de acuerdo al grado de automatización y del tipo de tecnología que se este aplicando. En la determinación de la temperatura óptima de amasado es necesario tener en cuenta los calores de la materia prima, del manipulador, la fricción con la amasadora y en menor medida el roce molecular que se presenta en el proceso. 54 52

Ibid, p. 166 GISSLEN, Op. Cit., p. 6 54 CALAVERAS, Op. Cit., p. 167 54 Ibíd., p. 172 53

25

1.8.3 Métodos de amasado. El amasado es la operación mediante la cual se obtiene la masa y

consta de dos etapas. La primera etapa se denomina fresaje y consiste en la mezcla de los ingredientes en la amasadora a velocidad baja con el fin de darle inicio a la homogenización de los mismos y verificar si la hidratación ha sido suficiente. Esta etapa tarda de 2 a 5 minutos y permite flexibilidad en la incorporación de ingredientes si se detecta su falencia. La segunda etapa recibe el nombre de oxigenación o maduración, y se considera la mas importante porque permite el desarrollo de las características plásticas de la masa para luego poder clasificarla según sus propiedades y darle el uso mas adecuado en la elaboración de productos. La inclusión de ingredientes faltantes en esta etapa se dificulta pero este inconveniente puede llegar a solucionarse en parte si se añaden lentamente y se aumenta el tiempo de amasado. La finalización de esta etapa se da cuando la masa se separa de las paredes del equipo y forma un solo cuerpo. 1.8.3.1 Método intensivo de amasado o método Chorleywood. Se originó en Inglaterra, se

realiza un trabajo mecánico intensivo sobre la masa,

reduciendo de este modo el tiempo

convencional de fermentación y de fabricación del producto. En este amasado se suele incorporar grasa la cual le confiere suavidad a la masa, una mayor cantidad de agua para la obtención de una masa blanda, y una proporción mas grande de levadura para facilitar una fermentación rápida. La adición de ácido ascórbico en este proceso permite que se de una oxidación acelerada que permite la obtención de una miga mas blanca siempre y cuando se maneje una masa extensible. En este método se elimina la prefermentación característica de otros métodos de amasado y la blandura obtenida en ella, es reemplazada en este método con la que le confiere la adición de un exceso de agua. La temperatura final óptima en este tipo de amasado es de máximo 22°C por lo que es común el uso de hielo en escarcha y agua fría. Las ventajas de este tipo de amasado se hacen visibles en la reducción de tiempo y espacio, ya que con la aplicación intensa de trabajo es posible obtener pan en una hora y media, además el rendimiento del pan se aumenta en un 4% y se suprimen las pérdidas de la primera fermentación.

26

La mano de obra necesaria para la puesta en marcha de este tipo de proceso debe ser cualificada, pero se ve reducida en comparación con la requerida en el proceso convencional. Las amasadoras para este tipo de procesos trabajan generalmente con tiempos de 3 a 5 minutos y aproximadamente 500 rpm pero estas características varían de acuerdo al tipo de equipo que se utilice como se muestra en la tabla 4. Terminado el trabajo mecánico, la masa debe dejarse reposar de 5 a 10 minutos y después de cortada debe tener una fermentación de 45 minutos o más. El pan obtenido mediante este proceso puede ser elaborado a base de harinas de bajo contenido proteico las cuales pueden ser mejor aprovechadas; en adición, el alveolado obtenido es mas pequeño, la corteza es mas fina y la vida útil es relativamente corta55 . En cuanto a las características organolépticas de este tipo de pan, hay diferencia de opiniones ya que algunos consideran que las cualidades del mismo son menos apetecibles que las del pan obtenido por el método clásico, por lo cual se ha implementado la adición de prefermentos directamente sobre la masa para mejorar el olor y sabor del producto56 . Tabla 4. Tiempo y velocidad de amasado según el tipo de amasadora Velocidad

Duración del Amasado

Adecuada (rpm)

(min)

De ejes Oblicuos

50

16

De movs. Diversos

35

14

Tipo de Amasadora

De ejes Oblicuos

1a fase

35

(dos fases)

2a fase

65

De movs. Diversos

1a fase

30

(dos fases)

2a fase

40

20-25 23-26

Fuente: QUAGLIA. Ciencia y Tecnología de a Panificación. Zaragoza, España: Acribia S.A., 1991. p246.

56

QUAGLIA, Giovanni. Ciencia y Tecnología de la Panificación. Zaragoza, España: Acribia S.A., 1991. p. 248.

27

1.8.3.2 Método poolisch o esponja. Originado en Polonia, se realiza en dos etapas: durante la

primera se mezcla un 40% de la harina con una parte del agua y la levadura para luego permitir una fermentación que va de 2 a 6 horas y obtener una masa muy blanda y pegajosa; la segunda etapa consiste en añadir la esponja que esta conformada por el resto de la harina -que en el caso de una mezcla de harinas debe ser la fracción mas fuerte-, y la mayor parte del agua y la levadura para continuar con una segunda fermentación mas corta. Cuando se realiza la mezcla de la esponja y la fracción previamente fermentada se debe procurar la obtención de una masa suave en la que no se incurra en un exceso de amasado con el fin de no dañar las cadenas de gluten; las grasas deben añadirse en instantes previos a la obtención de la consistencia deseada. La temperatura óptima de trabajo para este tipo de proceso se encuentra de 23 a 25°C, con el fin de favorecer la fermentación y una absorción máxima de agua. Los efectos de este proceso sobre los panes resultantes es un mejor sabor, si se tiene en cuenta que existe un mejor control sobre la fermentación y sobre el esfuerzo aplicado con el fin de no deteriorar las características del producto final. Aparte del sabor ya mencionado, los panes obtenidos mediante este método son más ligeros y aireados y cuentan con una mayor flexibilidad, un mejor volumen y apariencia. En cuanto a los efectos concernientes al proceso, este método permite un ahorro en levadura, no obstante, es claro que la larga duración de la fermentación reduce la productividad y aumenta la mano de obra 57 . La cantidad de levadura varía con el tiempo de fermentación, como se indica en la tabla 5. Tabla 5. Cantidad de Levadura a emplear según el tiempo de fermentación Tiempo (h) Levadura (g)

2

15

4

10

6

5

Fuente: CALAVERAS Tratado de Panificación y Bollería. Madrid, España: AMV Ediciones, 1993 p 173

1.8.3.3 Método directo. La mezcla inicial para formar la masa incluye todos los ingredientes

menos la levadura, la cual se añade aproximadamente 5 minutos antes de la finalización del 57

CALAVERAS, Op. Cit., p. 173

28

procedimiento. El amasado debe mantenerse hasta que se forme un masa suave y elástica. La cantidad de levadura requerida en este caso es un 10% mas que en el método esponja. La temperatura final de la masa debe ir de 21 a 25°C para conferirle características aceptables al producto. En cuanto a las ventajas de este tipo de amasado se requiere menos mano de obra, se disminuye el tiempo de operación al acortar la fermentación y finalmente se reducen los márgenes de error l simplificar el proceso y evitar la manipulación excesiva. Algunas de las desventajas que se derivan de la utilización

del método de amasado directo es la dificultad para añadir un

ingrediente faltante cuando se ha concluido el proceso y el carácter insípido de los productos finales, edemas de su textura áspera y su bajo volumen, aunque estos factores a su vez dependen de la cantidad de mejorante añadido. La duración del amasado depende del tipo de equipo y de harina utilizados 58 1.8.4 Grado de homogeneidad para mezclas de panificación. Las mezclas de panificación se

clasifican dentro del sistema de alimentos como mezclas semisólidas o pastas. La mezcla de pastas no solo involucra la integración homogénea de sus componentes sino el desarrollo de procesos adicionales y reacciones químicas que ocurren antes y después de la mezcla como es el caso del desarrollo del gluten y la incorporación de aire la cual afecta la textura de los productos horneados. 59 De esta manera, existe una estrecha relación entre la mezcla, la incorporación de aire y la reología. La reología de los alimentos afecta las condiciones de operación como son el tiempo y la energía necesarios para alcanzar un desarrollo óptimo de la masa. La velocidad de trabajo y la energía empleada permiten el desarrollo del gluten y la obtención de un producto satisfactorio; y el mejor tiempo de mezclado se relaciona con el desempeño óptimo de la masa durante el proceso de panificación. Una mezcla por encima de éste tiempo daña la masa, debido a que causa rompimiento de la red de gluten, lo cual resulta en una estructura más débil, una menor

58

CALAVERAS, Op. Cit., p 174 SINGH, Rakesh. Food process design and evaluation. [en línea]. http://books.google.es/books?id=ijOgyi1yhBwC&printsec=frontcover&dq=Fan+y+Wang+%2B+1975+%2B+mixing+index&lr= &source=gbs_summary_s&cad=0#PPP1,M1. Consultado el 1 de Julio de 2008. p 52-53 59

29

retención de aire y una disminución de volumen en el horneado. Además, un sobre mezcla también dificulta el manejo de la masa lo que causa problemas en la línea de producción 60 . Esta relación tan estrecha entre la mezcla, el manejo y las propiedades de los productos horneados ha llevado a evaluar la calidad de las mezclas de panificación de acuerdo a su textura y características reológicas mediante el uso de equipos especializados como son el Farinógrafo, el Mixógrafo y el Alveógrafo de Chopin 61 . Estos equipos permiten registrar los cambios en la resistencia de la mezcla a través del tiempo y proporcionan una gráficas específicas para cada equipo.

60

BRENNAN, James. Food processing handbook. p. 242. [en línea]. http://books.google.es/books?id=3p5YRvyHHgC&pg=PA242&dq=mixing+of+doughs&lr=&sig=ACfU3U3Wr1alPA-fPW1vYDYBm3i-3uGg7A#PPA242,M1. Consultado el 1 de Julio de 2008. 61 Ibid., p 242.

30

2. METODOLOGÍA

En este capitulo se describe la metodología seguida en el trabajo de grado,

la cual esta

constituida por cuatro etapas entre las que se incluyen: seguimiento de los procesos de elaboración de los productos de panadería en estudio, croissant de jamón y torta de chocolate con énfasis en la operación de mezcla; etapa pre-experimental a escala laboratorio en donde se determinaron las variables influyentes en la operación de mezcla; etapa experimental a escala de planta piloto en donde se determinó el intervalo de tiempo óptimo de mezcla; y caracterización del producto fortificado desde la medición de textura y la evaluación sensorial. 2.1 PROCESO DE ELABORACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE PANADERÍA EN ESTUDIO

Para describir el proceso de fabricación de los dos productos de panificación en estudio, croissant y torta de chocolate, se realizaron dos visitas industriales en las que se siguió el proceso de elaboración de dos lotes de cada producto. Durante las visitas se realizó un diagrama de flujo para cada proceso y se tomaron tiempos de operación, temperaturas (cuando eran relevantes) y pesos de entrada y de salida para cada etapa con el fin de obtener un balance de materia útil a la hora de evaluar las pérdidas del proceso y considerarlas en los cálculos posteriores de la cantidad de hierro aminoquelado a adicionar. 2.2 OPERACIÓN ACTUAL DE MEZCLA PARA LOS DOS PRODUCTOS DE PANADERÍA EN ESTUDIO

Debido a que este trabajo de grado consiste en la evaluación de mezclas de los productos croissant y torta de chocolate con hierro aminoquelado, durante las visitas se le prestó una atención especial a la operación de mezcla efectuada en la empresa. Para describir esta operación, se registraron datos adicionales

entre los que se incluyen: orden de adición de

31

los

ingredientes, cantidades de cada uno de ellos, cantidad y forma de adición del hierro

aminoquelado, tipo de agitador empleado, velocidades de mezcla y tiempo de duración de cada velocidad durante la operación de mezcla de los dos procesos. Las condiciones de las operaciones de mezcla de los procesos evaluados se describieron en detalle y se analizaron con el fin de detectar posibles factores que afectan la distribución homogénea del hierro en las mezclas de panificación en estudio. 2.3 PRE-EXPERIMENTACIÓN DE LA OPERACIÓN DE MEZCLA

La etapa pre-experimental se basó en la selección de las variables influyentes en la operación de mezcla de los dos productos en estudio. Inicialmente se consideraron todas las variables posibles que podían influir en la operación de mezcla para pastas y se seleccionaron teniendo en cuenta diversos factores influyentes en el proceso y una revisión bibliográfica sobre el tema. 2.3.1 Selección de las variables que intervienen en la operación de mezcla. Durante la etapa

pre-experimental se determinaron por medio de una revisión bibliográfica todas las variables que podrían influir en el proceso de mezcla de croissant y torta de chocolate. En la selección de estas variables se tuvieron en cuenta las condiciones de los equipos manejados a nivel industrial, la cantidad de hierro a adicionar establecida en la Convocatoria Pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Secretaría de Educación, las formulaciones manejadas en la empresa y la dificultad para variar o intervenir en algunos factores durante el proceso de mezcla a nivel industrial. Teniendo en cuenta la selección de las posibles variables que afectan la operación de mezcla en los productos de panificación en estudio se definieron cuatro tratamientos combinando las diferentes variables seleccionadas con el fin de definir la variable relevante en la mezcla de los productos en estudio según el criterio de homogeneidad del Índice de mezcla. 2.3.2 Determinación de las variables influyentes en la operación de mezcla. Cada uno de los

tratamientos definidos de acuerdo a las variables seleccionadas para cada producto fue evaluado a partir de un 1 kg de masa elaborado según la formulación establecida por la empresa, el cual fue mezclado en batidoras KITCHEN-AID Proline modelo KSM5 con agitador tipo gancho para

32

croissant y tipo paleta para torta, a las velocidades de trabajo utilizadas industrialmente, por el tiempo definido a partir del seguimiento de los procesos industriales y adicionando una cantidad conocida de hierro. Finalizado el tiempo de operación se tomaron cinco muestras aleatoriamente con el fin de que estas fueran representativas para el estudio. Cada muestra fue evaluada por análisis colorimétrico según el método descrito en el numeral 2.4.1 para determinar la concentración en mg de hierro/100g de producto y así conocer la fracción de hierro presente en cada muestra. La influencia de cada uno de los tratamientos descritos anteriormente se evaluó estadísticamente calculando el índice de mezcla para cada tratamiento en el tiempo de operación de mezcla por medio de las ecuaciones planteadas en el numeral 1.7.1, de las cuales se seleccionó la que mejor describe la homogeneidad de la mezcla.

2.4. DETERMINACION DE LA CANTIDAD DE HIERRO AMINOQUELADO A ADICIONAR EN LOS PRODUCTOS

Para determinar la cantidad de hierro aminoquelado a adicionar en los productos, fue necesario evaluar inicialmente la cantidad de hierro de cada producto sin fortificar (hierro basal 62 ) debido a que es necesario descontarlo en los cálculos finales. Adicionalmente, para calcular la cantidad de hierro aminoquelado a agregar, se consideraron los siguientes parámetros: el balance de materia establecido en la descripción de los dos procesos, la cantidad de hierro elemental 63 presente en el hierro aminoquelado, el tamaño de las porciones y

62

En este trabajo de grado el hierro basal se define como aquel con el que cuenta el alimento antes de la operación de mezcla, etapa en la cual se incluye el hierro aminoquelado; por lo anterior, el hierro basal incluye el hierro presente en las materias primas de la formulación y tiene en cuenta el hierro correspondiente al de la fortificación de la harina. En la Convocatoria Pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Secretaría de Educación el hierro basal de los productos de panificación es denominado como hierro natural. 63 En este trabajo de grado el hierro elemental se define como el hierro presente en los compuestos de hierro utilizados para la fortificación de alimentos. En el caso del hierro aminoquelado este compuesto posee del 18 al 20% de hierro elemental.

33

la cantidad de hierro exigida por la convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Secretaría de Educación. 2.4.1 Determinación del hierro basal. La determinación del hierro basal de cada producto de

panificación en estudio se realizó tanto teórica como prácticamente con el objeto de verificar que el hierro basal práctico coincide con el hierro que debe contener el producto final considerando el aporte de hierro de cada ingrediente de la formulación. La metodología empleada para determinar este hierro basal se presenta a continuación. 2.4.1.1 Determinación del hierro basal teórico. La determinación del hierro basal de cada

producto de panificación se realizó por medio de un estudio de las fichas técnicas de las materias primas involucradas en los procesos teniendo en cuenta su aporte de hierro y además considerando las pérdidas durante el proceso debidas al horneo. El hierro basal de cada producto final en mg/100g se calculó por medio de la siguiente fórmula:

Hierro basal teórico =

∑X

i

* Aporte de hierroi

( peso del moje − pérdidas de agua)

* 100

Donde X i es la cantidad de cada materia prima definida en la formulación del moje con su correspondiente aporte de hierro en mg/100g, y la masa total del moje teniendo en cuenta las pérdidas totales de agua determinadas en el balance de materia de los procesos de los productos de panificación estudiados.

2.4.1.2 Determinación del hierro basal práctico. El hierro basal práctico se determinó por

medio de la caracterización de los dos productos de panificación sin fortificar mediante la determinación de la cantidad de hierro por el método de colorimetría descrito en el método oficial de la AOAC 944.02. Esta determinación de hierro se realizó para 3 muestras de producto terminado tomadas al azar de un lote de producción y el contenido de hierro obtenido fue comparado con el calculado teóricamente.

34

Para verificar la validez del resultado de hierro basal se determinó el contenido de hierro de las materias primas con posible aporte significativo de este elemento y se cálculo el contenido final de hierro en el producto sin fortificar por análisis proximal, según la ecuación planteada en el numeral 2.4.1.1. Posteriormente se comparó este valor con el hierro basal práctico obtenido directamente del producto sin fortificar por medio de la determinación del porcentaje de error el cual se halló teniendo en cuenta la siguiente ecuación:

% de error =

Contenido de hierro teórico − Cotenido de hierro Contenido de hierro teórico

práctico

*100

El método de determinación de hierro se describe a continuación. • Método oficial de la AOAC El método oficial de la AOAC 944.02 se utiliza para la determinación de hierro por medio de un análisis espectrofotométrico. El procedimiento de determinación de contenido de hierro en cada una de las muestras se efectuó en el laboratorio de química con el que cuenta la Universidad de La Salle sede norte. Todo el material empleado en la determinación de hierro se lavó inicialmente con agua y jabón para después ser tratado con ácido clorhídrico concentrado y enjuagado con agua desionizada. Los pesos de todos los reactivos se determinaron con la balanza analítica SARTORIUS modelo 13P210S. Inicialmente se hizo necesario preparar las soluciones de los reactivos a emplear durante el método de determinación de hierro por colorimetría. La forma de elaboración de cada una de ellas se presenta a continuación: ¾ Solución de 1-10 fenantrolina: Se disolvió 0.1 g de 1-10 fenantrolina, en 80 ml de agua a

80ºC, se dejo enfriar y se diluyó a 100ml en un balón aforado a este volumen. Este

35

reactivo se mantuvo en un lugar frío y oscuro para garantizar su estabilidad por varias semanas. ¾ Solución estándar de hierro (0.01mg Fe/ml). Con una pipeta aforada se midieron 2.5 ml

de solución patrón de hierro titrisol de 1000mg de Fe/l marca Merck la cual reporta una concentración de 999.9 mg de Fe / l, y se diluyeron a 250 ml en un balón aforado para este volumen. ¾ Solución de hidroxilamina hidroclorada: Se disolvieron 10 g de H2NOHHCL en H2O y se

diluyeron a 100 ml en un balón aforado para este volumen. ¾ Solución buffer de acetato: Se disolvieron 8.3g de NaC2H3O2 anhidro (previamente

desecado a 100ºC) en H2O. A ésta solución se le añadieron 12 ml de acido acético y se diluyó a 100 ml. Luego de tener preparadas estas soluciones se construyó una curva estándar de 5 puntos más cero midiendo con una bureta 5, 15, 25, 35, y 45 ml de la solución estándar de hierro antes preparada. Cada uno de estos volúmenes se dispuso en un balón aforado de 100 ml para después completar el volumen con agua desionizada y añadir 2 ml de HCl. De ésta solución se tomaron alícuotas de 10 ml con pipetas aforadas, las cuales se dispusieron en balones aforados de 25 ml. A cada una de las soluciones se le añadió 1 ml de la solución de H2NOHHCL antes preparada. Esta mezcla se dejó en reposo por 5 minutos y luego se le añadieron 5 ml de solución buffer de acetato y 1 ml de 1-10 fenantrolina, las cuales habían sido previamente preparadas. Luego de visualizar la reacción de coloración se diluyó hasta completar volumen. Todos estos volúmenes se midieron con material volumétrico aforado. La concentración de hierro en cada punto de la curva se determinó de la siguiente manera:

Los resultados de cada concentración se introdujeron en el Espectrofotómetro THERMO SPECTRONIC GENESYS 10 UV y se leyó la absorbancia a 510 nm con el fin de obtener la curva estándar de lectura, la cual arrojo un coeficiente de correlación de r2= 0.998. Los datos obtenidos para cada concentración y la curva obtenida se presentan en el Anexo C.

36

Para determinar el contenido de hierro de una muestra de productos panificados se preparó la muestra de acuerdo al método oficial de la AOAC 945.40. La muestra se tajó y se dejó secar al aire ambiente hasta lograr un equilibrio, luego se dispuso sobre una superficie de madera y se procedió a reducir su tamaño mediante un rodillo de madera para asegurar que no hubiera un incremento en contenido de hierro de la muestra durante la trituración. Se pesó una muestra conocida de alimento triturado en crisoles previamente tratados con HCl y marcados con un número de identificación. Cada crisol se calcinó a fuego alto hasta que no se observó humo saliente y se introdujo en la mufla a 700°C por un tiempo aproximado de 5 horas hasta que la muestra quedara completamente blanca o rojiza si se trataba de un producto fortificado. Posteriormente se añadieron 5 ml de HCl a cada crisol, dejando el acido enjuagar la parte superior del mismo, y se evaporó hasta secar a fuego bajo. El residuo resultante se disolvió añadiendo 2 ml de HCl medidos con pipeta aforada y se calentó por 5 minutos a fuego bajo con una tapa cubriendo cada crisol. La solución resultante se vertió en balones aforados de 100 ml con ayuda de un embudo. Posteriormente se enjuagó el crisol y la tapa que lo cubría con agua desionizada dejando caer la solución residual en el balón para después completar el volumen a 100 ml. Si habían partículas visibles no disueltas en la solución residual, ésta se filtraba diluida a través de papel de filtro y se descartaban los primeros 15-20ml de filtrado. La solución anterior se homogenizó por agitación y de ella se tomó una alícuota de 10 ml con pipeta aforada la cual se dispuso en un balón aforado de 25 ml para luego añadir los reactivos de la misma forma en que se agregaron a cada una de las soluciones que representaban los puntos de la curva estándar. La absorbancia se determinó con el espectrofotómetro THERMO SPECTRONIC GENESYS 10 UV a 510 nm en donde se habían guardado los datos de la curva de calibración estándar. Las celdas se lavaron con agua y jabón y luego se enjuagaron con agua desionizada y se purgaron con cada una de las soluciones a leer, las cuales fueron previamente homogenizadas por agitación. Si se requerían más diluciones para poder leer la absorbancia por debajo de el punto estándar mas alto de la curva, se pipeteaba una alícuota de 5 ml en un balón de 25 ml para después seguir el procedimiento de determinación de hierro descrito anteriormente.

37

Los aforos y alícuotas empleadas en

la determinación del hierro fueron registrados

cuidadosamente para cada muestra con el fin de realizar los cálculos en mg de hierro/100 g de alimento mediante la siguiente fórmula: CFe muestra diluida (mg / l ) CFe(mg / 100 g ) =

100(ml ) aforo(ml ) 1000 g 1l * * * wmuestra( g ) alicuota(ml ) 1kg 1000ml 10

Para hallar el contenido de hierro del alimento en una porción de tamaño conocido, fue necesario emplear la siguiente formula:

CFe(mg / porción) =

CFe(mg / 100 ga lim ento) * Tamaño 100

porción ( g )

2.4.2 Cálculo de la cantidad de hierro a adicionar. Para determinar la cantidad de hierro

aminoquelado a adicionar para cada moje de los productos de panificación estudiados se tuvieron en cuenta los siguientes aspectos: el nivel de adición de hierro exigido en la Convocatoria Pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Secretaría de Educación, las pérdidas obtenidas por medio del balance de materia y la cantidad de hierro elemental del hierro aminoquelado bisglicinato ferroso. El hierro basal de los dos productos estudiados fue tenido en cuenta al momento de determinar la cantidad de hierro adicionado en los productos procesados. En la Tabla 6 se muestran los niveles mínimos y máximos de hierro por porción exigidos para cada tipo de producto estudiado y un requerimiento promedio el cual fue tenido en cuenta para los cálculos posteriores. Los tipos de menús de los refrigerios se describen en el numeral 1.6.4. A partir de estos niveles exigidos de hierro por porción se determinó la cantidad de hierro requerido en mg/100g de producto en base al requerimiento de hierro promedio mostrado en la Tabla 6. Este requerimiento promedio fue tenido en cuenta debido a que se aproxima a la exigencia de la Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007, y a que valores que excedan los valores mínimos y máximos de hierro permitidos por esta convocatoria no son apropiados; por el hecho de que si se añade al producto una cantidad menor a la exigencia no se

38

va lograr suplir el requerimiento nutricional recomendado y por tanto no se cumpliría el objetivo de este programa de refrigerios que es disminuir los problemas de anemia ferropénica en la población objeto de estudio. Tabla 6. Nivel de adición de hierro para los productos y tipos de menús.

PRODUCTO

Requerimiento hierro (mg de hierro/porción)

TIPO DE Peso REFRIGERIO porción (g) Mínimo

TIPO A TIPO B TIPOA Croissant de jamón TIPO B Fuente: ALCALDÍA MAYOR DE Torta de chocolate

55 60 66 72 BOGOTA Y

Exigencia

Máximo

Promedio

2,72 3,2 4 3,36 3,06 3,6 4,5 3,78 2,72 3,2 4 3,36 3,06 3,6 4,5 3,78 SECRETARÍA DE EDUCACIÓN. Convocatoria pública

PMC – SED – SGO – 031 – 2007: Suministro de refrigerios nutricionales diarios con destino a estudiantes matriculados en Colegios Distritales. Bogotá: Alcaldía Mayor de Bogotá y Secretaría de Educación, 2007. p. 22, 27.

Por otra parte si se adiciona una cantidad superior al valor máximo permitido se pueden presentar problemas asociados a la salud como estreñimiento 64 , además de incurrir en gastos innecesarios para la empresa. el exceso de hierro en la dieta humana pueden causar problemas de salud. El cálculo de hierro exigido en mg/100g de producto se determinó por medio de la siguiente fórmula: Hierro exigido (mg / 100 g ) =

Re querimiento de hierro promedio * 100 Peso de la porción

Las perdidas totales del proceso de elaboración de los dos productos de panificación estudiados fueron determinadas por medio del balance de materia del proceso y tenidas en cuenta en el cálculo del hierro aminoquelado adicionado por moje.

64

Hierro: Efectos secundarios y contraindicaciones. [en línea] http://www.naturesbounty.com/vf/healthnotes/hn77/hn77_spanish/Es-Supp/Iron.htm. Consultado el 2 de Septiembre de 2008

39

Sabiendo que el hierro aminoquelado contiene un 18% de hierro elemental y teniendo en cuenta los anteriores aspectos, se realizó el cálculo de la cantidad de hierro aminoquelado a adicionar por moje de producto por medio de la siguiente ecuación:

Cantidad

de hierro a min oquelado =

Hierro exigido * ( Peso del moje − Pérdidas de agua ) % Hierro elemental en el Hierro a min oquelado

Para determinar la cantidad de hierro elemental adicionado en cada producto es necesario conocer la cantidad de hierro basal que éstos poseen y de esta manera se descuenta del hierro total medido por colorimetría como se observa en la siguiente ecuación: Hierro adicionado en el

producto (mg / 100 g ) = Hierro totla − Hierro basal

2.5 EXPERIMENTACIÓN DE LA OPERACIÓN DE MEZCLA A ESCALA PLANTA PILOTO

La experimentación fue realizada a escala planta piloto y se basó en la determinación del índice de mezcla para cada producto de panificación con el objetivo de determinar el mejor tiempo de operación que garantice una adecuada distribución del hierro en la mezcla. Este índice de mezcla se realizó para el mejor tratamiento obtenido en la etapa pre-experimental para cada producto estudiado. 2.5.1 Proceso de mezcla de los productos de panificación a escala planta piloto. La operación

de mezcla de los dos productos de panificación en estudio, croissant de jamón y torta de chocolate, se llevó a cabo en la planta piloto de la Universidad de la Salle. El peso del moje establecido fue de 10 kg para cada mezcla de producto. Inicialmente los ingredientes fueron pesados en una balanza analítica PRECISA TYP 290-9247/M 410 AM-FR de acuerdo a las cantidades establecidas en las formulaciones de la empresa específicas para cada producto. El hierro aminoquelado se pesó de acuerdo a la cantidad de hierro aminoquelado determinada mediante el cálculo de la cantidad de hierro a adicionar a cada mezcla de panificación. Este hierro aminoquelado se solubilizó en agua de acuerdo a lo sugerido por el proveedor del producto teniendo en cuenta las condiciones establecidas para el mejor tratamiento seleccionado en la

40

etapa pre-experimental. Se tuvo especial cuidado en lograr una solubilización completa y eficiente del hierro en el agua de la formulación establecida evitando que quedaran trazas de mineral en el recipiente con el fin de asegurar que se adicionara la cantidad de hierro exacta establecida previamente. Posterior al pesaje de los ingredientes se realizó la incorporación de los ingredientes a la mezcladora teniendo en cuenta el orden de adición establecido por la empresa panificadora. La mezcladora empleada en el proceso de mezcla de los productos de panificación fue tipo batidora especial para pastas. Se utilizó un tipo de brazo específico para cada mezcla teniendo en cuenta que el brazo empleado para la mezcla de masas destinadas a producción de panes es un brazo tipo gancho y el utilizado para tortas es el brazo tipo paleta. 2.5.1.1 Proceso de mezcla del croissant de jamón a escala planta piloto. El proceso de mezcla

del croissant de jamón se realizó siguiendo las condiciones establecidas de operación trabajadas en la empresa panificadora las cuales se definieron previamente en la descripción de los procesos y con mas detalle en la descripción de la operación de mezcla para este producto. La mezcladora HOBART Modelo A-200T, perteneciente a la planta piloto de la Facultad de Ingeniería de Alimentos de la Universidad de la Salle, operó inicialmente a una velocidad de 50 rpm con el fin de realizar la incorporación de los ingredientes e hidratar la masa y posteriormente se mantuvo constante por un tiempo de 1 minuto. Después de que se logró la incorporación de los ingredientes, la mezcladora se operó a una velocidad de 90 rpm por un tiempo de 10 minutos el cual es mayor al tiempo de operación trabajado a nivel industrial y establecido por la empresa panificadora; esto con el fin de evaluar la homogeneidad de la masa y el mejor tiempo de mezclado. 2.5.1.2 Proceso de mezcla de la torta de chocolate. Después de haber pesado los ingredientes

para la obtención de 10 kg de moje se procedió a realizar la mezcla de los ingredientes. La primera etapa del proceso de mezcla consistió en la adición del azúcar y la grasa de la formulación y en el batido de éstas hasta un punto de nieve por un tiempo aproximado de 1.5 minutos. Luego de que se logró el punto adecuado del cremado operando el equipo a una velocidad de 90 rpm se procedió a adicionar los demás ingredientes de la formulación incluyendo el hierro aminoquelado el cual fue previamente pesado de acuerdo a la cantidad calculada para

41

este moje y previamente solubilizado en el agua de la formulación teniendo cuidado de no dejar trazas de mineral en el recipiente debido a un mezcla de deficiente de esta solución. En esta segunda etapa de la mezcla, la batidora trabajó inicialmente a 50 rpm por 3 minutos con el fin de lograr la incorporación de los ingredientes. Posteriormente se incrementó la velocidad a 90 rpm y se realizó la mezcla hasta un tiempo de 6 minutos contados a partir de la terminación de la etapa de fresaje. Este tiempo fue establecido debido a que es el tiempo máximo de operación permitido a nivel industrial debido a que tiempos superiores causan deficiencias en las características tecnológicas de la masa y ocasionan problemas en las etapas posteriores del proceso de elaboración de este producto. 2.5.2 Determinación del índice de mezcla. Para determinar el índice de mezcla para cada

producto a diferentes intervalos de tiempo y realizar la curva de índice de mezcla vs. tiempo se tomó como elemento trazador el hierro a una concentración de carga conocida. Debido a que los procesos de mezcla de los dos productos de panificación tienen una duración corta se determinaron intervalos de tiempo de 1 minuto. Durante éstos intervalos de tiempo definidos se tomaron 5 muestras aleatorias de la mezcla en varios puntos de la pasta mezclada. Para la mezcla de masa de croissant las muestras fueron tomadas en puntos localizados en toda la masa del producto tanto a nivel superficial como a profundidad; mientras que para la mezcla de torta de chocolate las muestras fueron tomadas aleatoriamente sólo en la superficie de la mezcla debido a que un muestreo en profundidad implicaría un arrastre de las capas superiores y por tanto la composición de las muestras se alteraría y no serían representativas del proceso y del tiempo en que fueron tomadas. Es importante anotar que debido a que para el croissant de jamón se realizó inicialmente una premezcla en la esponja de la formulación, también se tomaron 5 muestras al final del proceso de mezcla de la esponja con el fin de verificar que esta premezcla fue mezclada apropiadamente y que el hierro adicionado se distribuyo eficientemente en ella. Además, teniendo en cuenta que la operación de mezcla fue realizada por un tiempo de 10 minutos y que se tomaron muestras a partir de los 3 minutos de iniciado la mezcla. Los intervalos de tiempo se definieron de la

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siguiente manera: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 9.5 y 10 minutos de mezcla. Por tanto se tomaron en total 50 muestras que incluyen la premezcla y la mezcla de este producto. Para la torta de chocolate el muestreo se realizó por intervalos de tiempo determinados. La primera muestra fue tomada al iniciar la segunda etapa de la mezcla descrita en el proceso industrial. Los intervalos de tiempo se establecieron de la siguiente manera: 1, 2.5, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, y 6 minutos. Para cada intervalo de tiempo se tomaron 5 muestras de manera aleatoria, completando un total de 40 muestras. Cada una de las muestras fue empacada en frascos pequeños y rotulada de acuerdo al intervalo de tiempo en que fue tomada. Posteriormente, las muestras fueron analizadas para determinar la fracción del material trazador xi mediante la cuantificación de la cantidad de hierro presente por medio del método colorimétrico descrito en el numeral 2.4.1.2. El índice de mezcla fue determinado estadísticamente para cada intervalo de tiempo mediante la ecuación que describió más adecuadamente la homogeneidad de la mezcla (ver numeral 1.7.1) Después de obtener los índices de mezcla para cada tiempo se realizó una gráfica que relaciona el índice de mezcla con el tiempo; esto con el fin de determinar el mejor tiempo de operación teniendo en cuenta que la masa debe alcanzar unas características tecnológicas adecuadas para su posterior procesamiento y una desviación aceptable para la distribución de la concentración del elemento trazado en la mezcla. Finalmente, se determinó el contenido de hierro de los dos productos finales obtenidos en la experimentación a escala planta piloto por medio del método colorimétrico descrito en el numeral 2.4.1.2. Esto con el fin de evaluar el cumplimiento con respecto a los requerimientos exigidos por la Convocatoria Pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Secretaría de Educación. 2.5.3 Consistencia de la mezcla de torta de chocolate. La variación de la consistencia de la

mezcla de torta de chocolate a través del tiempo fue determinada mediante el uso del

43

consistómetro de Bostwick de la planta piloto de la Universidad de la Salle debido a que esta mezcla a diferencia de la del croissant es fluida. Este equipo consta de dos compartimientos conectados por un piso común; pero separados por una placa. El primero es un recipiente donde es vertida la muestra a analizar y el segundo es un piso inclinado graduado en 0.5 cm. La operación de mezcla fue realizada de acuerdo al numeral 2.5.1.2 tomando 3 muestras cada 2 minutos para determinar su consistencia. El consistómetro se dispuso sobre una superficie plana nivelándolo con ayuda de la burbuja, se prosiguió a bajar la placa de separación manteniéndola en posición. La muestra fue vertida hasta llenar el compartimiento cerrado y se dejó en reposo durante cinco minutos. Cumplido este tiempo la placa de separación fue liberada dejando correr el producto treinta segundos posteriormente se leyó el recorrido de la muestra de acuerdo a la escala del instrumento. Las tres lecturas tomadas para cada tiempo fueron promediadas y la consistencia se expresó como recorrido en centímetro (cm) en el tiempo dado (30 segundos). 2.6

EXPERIMENTACIÓN

DE

LA

OPERACIÓN

DE

MEZCLA

A

ESCALA

INDUSTRIAL

Se efectuó una verificación a escala industrial de las condiciones de la operación de mezcla establecidas a nivel de planta piloto para la mezcla de panificación del producto fortificado a nivel industrial mediante la realización de la operación de mezcla de éste producto a nivel industrial. Industrialmente se determinó el índice de mezcla al mejor tiempo de operación establecido a nivel planta piloto evaluando el contenido de hierro mediante la metodología del numeral 2.4.1.2 para 5 muestras tomadas aleatoreamente de diferentes puntos de la mezcla. Por último se determinó el contenido de hierro de los dos productos finales obtenidos en la experimentación a escala industrial por medio del método de colorimetría según el numeral 2.4.1.2 y se verificó el cumplimiento del contenido de hierro por porción frente al requerimiento planteado en la Convocatoria Pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Secretaría de Educación para cada producto.

44

2.7 CARACTERIZACION DEL PRODUCTO FORTIFICADO

Debido a que la empresa planteó deficiencias en las características organolépticas del producto fortificado como cambios en el color y la consistencia causadas por la adición de hierro aminoquelado, el producto final fortificado elaborado a nivel industrial bajo las condiciones establecidas para la operación de mezcla durante la etapa experimental y usando las demás condiciones establecidas por la empresa para la elaboración el producto fortificado, las cuales están descritas en el numeral 3.1.1 , fue caracterizado por medio de un análisis de textura y evaluado mediante una prueba sensorial realizada a consumidores beneficiados con el programa de refrigerios escolares de la Alcaldía Mayor de Bogotá. A continuación se describe la metodología para cada análisis. 2.7.1 Evaluación de la textura del producto fortificado. La caracterización de la textura se

puede realizar por métodos de análisis sensorial o instrumental; pero los métodos sensoriales están sujetos a una alta variabilidad especialmente en pruebas realizadas con un panel no entrenado. Por este motivo, se decidió utilizar un método instrumental que permitiera controlar las condiciones de la evaluación de textura. La textura del producto fortificado a nivel industrial fue evaluada con el texturómetro Chantillon modelo LTCM-100 de la planta piloto de cereales de la Universidad de la Salle. Dentro de los parámetros utilizados para analizar la textura se encuentran la dureza, adhesividad, cohesividad, elasticidad, gomosidad, fragilidad, entre otros; pero debido a las restricciones presentadas por el software del equipo de la planta piloto sólo fue posible analizar la textura por medio de la determinación de la dureza del producto fortificado. Para la determinación de la dureza del producto se utilizó la mordaza tipo cuchilla la cual se ajustó para descender a una velocidad de 120 mm/min. Las dimensiones de las muestras del producto fortificado a nivel industrial fueron de 3 cm de ancho, 7 cm de largo y 4,5 cm de alto. Después de ubicada la muestra en la placa del equipo se prosiguió a realizar el descenso de la cuchilla a la velocidad establecida por el tiempo requerido para culminar el corte total del producto. A medida que transcurre el tiempo el equipo determina el esfuerzo de corte en unidades

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de fuerza y lo representa mediante una gráfica de fuerza vs tiempo. A partir de esta curva se establece la dureza del alimento por medio de la determinación de la fuerza máxima obtenida durante el ensayo de esfuerzo de corte. Al medir la dureza de un alimento, definida mediante la determinación de la fuerza requerida para deformarlo se está evaluando si es blando, firme o duro 65 . Es importante resaltar que en la práctica no se puede definir lo que es una textura deseable; ya que la textura de un alimento es particular para cada producto y variable en cada caso 66 . Por tanto, el propósito de este análisis de textura sólo consistió en caracterizar el producto fortificado mezclado durante el tiempo de operación definido en la etapa experimental a escala planta piloto y elaborado bajo las condiciones del proceso establecidas a nivel industrial. 2.7.2 Evaluación sensorial del producto fortificado. Para realizar evaluación sensorial se aplicó

una prueba de aceptación hedónica con una escala acotada de 5 puntos con el fin de valorar la aceptación del producto fortificado a nivel industrial por parte de consumidores habituales beneficiados con el programa de refrigerios de la Alcaldía Mayor de Bogotá y la Secretaria de Educación. Durante el análisis se buscó evaluar la aceptación de características específicas del producto como sabor, color y el producto total. También se tuvo en cuenta el porcentaje de consumo El grupo objetivo fueron niños y niñas en edades entre 7 y 10 años los cuales son estudiantes de colegios distritales de Bogotá beneficiados con el programa de refrigerios de la Alcaldía Mayor. El tamaño de población N se definió de acuerdo a la cantidad de producto que aporta la empresa a este programa de refrigerios escolares. El tamaño muestral poblacional n se determinó por medio del cálculo de

para un nivel de confianza e del 7% debido a los costos que implica la

realización de esta prueba para la empresa. La ecuación67 utilizada se muestra a continuación:

65

COSTE, E.. Análisis sensorial de quesos. España: Universidad Nacional de Las Lomas de Zamora, 1998. p.10 BELLO, Ciencia bromatológica: Principios generales de los alimentos. España: Ediciones Diaz de Santos S.A., 2000. p. 196 67 UNIVERSITY OF FLORIDA IFAS EXTENSION. Determining sample size. [en línea]: http://edis.ifas.ufl.edu/PD006. Consultado el 25 de Julio de 2008. 66

46

n=

N 1 + N (e ) 2

Para que la muestra fuera representativa se escogieron niños y niñas de 4 colegios distritales ubicados en diferentes localidades de Bogotá. La evaluación sensorial a cada colegio se realizó en dos etapas. Primero fue necesario gestionar la autorización por parte de las directivas de cada institución a quienes se les dio a conocer el proyecto y los beneficios que este estudio puede generar a los estudiantes en cuanto a la posibilidad de mejoramiento de la calidad organoléptica del producto fortificado a nivel industrial. Posteriormente se acordó una cita en cada institución con el fin de llevar a cabo la evaluación sensorial propuesta teniendo en cuenta que era necesario reemplazar el producto sólido del menú programado para el menú del día por el producto de panificación fortificado objeto de este estudio; esto con el fin de evitar el no consumo del producto debido al consumo previo de otro alimento. La segunda etapa consistió en la visita a los respectivos colegios distritales seleccionados. Esta evaluación fue realizada por cuatro encuestadores quienes tenían en su poder los formatos de la prueba sensorial, los cuales no podían ser autoaplicados porque la población objeto de estudio era infantil y podría incurrirse en errores. Al inicio de la visita se comunicó a los niños y niñas el objetivo de la prueba sensorial y la manera como ésta iba a ser realizada, explicándoles que debían dar apreciaciones sobre las características del producto con el fin de implementar mejoras para que éste sea más apetecible. Los niños y niñas fueron agrupados por género y grupos de edades; el primer grupo correspondió a los niños y niñas entre los 7 y 8 años de edad y el segundo grupo entre los 9 y 10 años de edad, los cuales fueron ubicados de acuerdo a las edades en los grados escolares de 2°, 3° y 4° de primaria dependiendo de la disponibilidad del colegio. La prueba sensorial fue realizada dentro los salones respectivos. A cada niño se le entregó el producto fortificado a nivel industrial, el cual esta avalado por la empresa y fue elaborado bajo las condiciones de la operación de mezclado a nivel industrial establecidas para garantizar la distribución homogénea del hierro en la mezcla, y se entregó junto con la parte líquida que compone el menú del refrigerio. Durante el consumo del refrigerio cada niño fue encuestado de manera personalizada de acuerdo al formato mostrado en el Anexo H. Los resultados fueron valorados de acuerdo a los comentarios que los niños expresaban sobre las características del

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producto fortificado y a la actitud que mostraban durante el consumo de éste producto. Al final se anotó el porcentaje de consumo del producto por parte de cada niño encuestado. Posterior a la realización de la prueba sensorial en los 4 colegios distritales seleccionados se realizó la tabulación de los resultados obtenidos. Para las preguntas abiertas se agruparon los comentarios dados por los niños y niñas encuestados de acuerdo a la similitud de las apreciaciones y se analizaron estadísticamente de acuerdo a la

frecuencia. Los resultados

obtenidos por medio de la escala hedónica se evaluaron estadísticamente mediante la asignación de un valor numérico de 1 a 5 a cada punto de la escala según lo descrito en la Tabla 7. Tabla 7. Valores numéricos asignados a cada punto de la escala hedónica Escala hedónica

Valor numérico

Me gusta mucho

5

Me gusta

4

Ni me gusta ni me disgusta

3

Me disgusta

2

Me disgusta mucho

1

La aceptabilidad del producto fortificado a nivel industrial se evaluó mediante un promedio aritmético del valor numérico asignado a cada punto de la escala hedónica según el concepto dado por cada uno de los panelistas. Después de hallar este promedio se asignó un valor de 5 para una aceptabilidad de 100% y se calculó el porcentaje de aceptabilidad de acuerdo al promedio antes mencionado. Los datos obtenidos para la cantidad de consumo fueron expresados como el promedio del porcentaje de consumo del producto fortificado. Y finalmente todos los resultados obtenidos fueron representados mediante gráficas y posteriormente analizados.

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3. ANÁLISIS DE RESULTADOS

En este capitulo se consignan los resultados obtenidos de la metodología antes descrita entre los que se incluyen balances de materia para cada uno de los procesos, variables influyentes en la operación de mezcla, cantidad de hierro aminoquelado a adicionar a cada moje, mejor tiempo de mezclado

para cada producto de acuerdo a las condiciones de operación establecidas,

determinación de la aceptabilidad del producto fortificado en los niños escolares objeto de la Convocatoria Pública, y evaluación de la textura de dicho producto.

3.1 PROCESO DE ELABORACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE PANIFICACIÓN EN ESTUDIO

En este numeral se hace una descripción de los procesos industriales actuales de elaboración de los dos productos de panificación fortificados en estudio, croissant de jamón y torta de chocolate, y se presenta el balance de materia para cada proceso. La etapa de mezcla de cada uno de los productos se describe con mayor detalle por ser la operación más importante objeto de estudio del trabajo de grado. 3.1.1 Proceso de elaboración de croissant de jamón. El proceso inicia con la recepción de la

materia prima, etapa en la cual se verifica el cumplimiento de los parámetros de calidad. Posteriormente las materias son llevadas hasta el área de almacenamiento de materias primas donde se guardan hasta el momento de su utilización en producción. Teniendo en cuenta la programación de producción las materias primas son llevadas al área de procesos de refrigerios de la empresa donde se procede a realizar el pesaje de los ingredientes de acuerdo a la formulación establecida para este tipo de producto. Anterior al mezclado total del moje se realiza una premezcla (esponja) que lleva sólo una parte de los ingredientes como: harina, agua y levadura; esta esponja se mezcla por un tiempo aproximado de 5 a 6 minutos y posteriormente se

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fermenta a temperatura ambiente durante 1 hora. La esponja permite la obtención de panes con mejor sabor y mejores características como flexibilidad, volumen y apariencia. Después de tener la esponja se procede a realizar la segunda etapa del mezclado donde el resto de ingredientes previamente pesados son añadidos a la mezcladora (mojadora) de acuerdo a un orden previamente establecido. El hierro aminoquelado se agrega disuelto en parte del agua de la formulación, pero se observa que el recipiente contenedor de la solución queda con trazas del compuesto después de ser añadido, por lo que la cantidad del mineral en el producto final puede verse afectada. Durante esta etapa de mezcla se manejan dos velocidades de trabajo. Inicialmente la mojadora opera a 50 rpm con el fin de permitir la incorporación de todos los ingredientes y su hidratación. Esta etapa se conoce tecnológicamente como fresaje y su

duración

no se encuentra

estandarizada comprendiendo aproximadamente de 1 a 1.5 minutos. Después de que se ha logrado la incorporación de los ingredientes, la mezcladora se opera a 90rpm en donde permanece hasta que se ha logrado una masa con las características tecnológicas deseadas para la elaboración del producto. Esta etapa se conoce tecnológicamente como oxigenación o maduración y al igual que en la primera etapa la duración de este periodo tampoco se encuentra estandarizada y continúa hasta aproximadamente 5 o 6 minutos. El punto ideal de la masa es determinado empíricamente por el operario encargado, quien considera que la masa ha llegado a su punto óptimo cuando esta forma un solo cuerpo y se separa de las paredes del equipo sin aplicar ninguna prueba que permita establecer que se ha logrado este punto de mezcla igual para cada uno de los lotes de producción. Cuando se logra un desarrollo apropiado de la masa, evaluado empíricamente, se continúa con la etapa de cilindrado que tiene una duración aproximada de dos minutos y tiene como objetivo mejorar la elasticidad de la masa. Cuando la etapa de cilindrado ha concluido, se prosigue a efectuar el laminado en el que se añade una cantidad estándar de margarina para hojaldre, la cual

50

se incluye en capas alternas para darle la configuración deseada a un producto tipo hojaldre como es el croissant. Después de tener un producto laminado con las capas requeridas, se procede a un corte manual de la masa en tiras largas las cuales posteriormente son procesadas en una cortadora industrial con el fin de obtener fracciones individuales más pequeñas y homogéneas en peso y tamaño. Luego de tener las porciones de masa individuales se procede a continuar con la etapa de formado en la que se incluye manualmente una porción de jamón y se forma cada unidad de producto. La etapa de fermentación se realiza en una cámara donde se controla humedad y temperatura con el fin de favorecer la acción de la levadura que permite obtener un producto de volumen adecuado. Esta etapa tiene un tiempo de duración de 30 minutos aproximadamente. Posteriormente se realiza el horneado de los productos ya fermentados a una temperatura de 220ºC por 15 minutos. El producto ya horneado se enfría en escabiladeros y se empaca individualmente rotulándolo con número de lote, fecha de fabricación y fecha de vencimiento. Finalmente, el producto es almacenado en el área de producto terminado para posteriormente ser distribuido a las empresas que realizan el ensamble de los refrigerios. En la figura 1 se presenta el proceso descrito anteriormente por medio de un diagrama de flujo de bloques. 3.1.2 Proceso de elaboración de torta de chocolate. Al inicio de la operación se cuenta con

ingredientes que cumplen con los requerimientos de calidad establecidos por la empresa. Estos ingredientes son almacenados en el área de materias primas y posteriormente llevados al área de procesos de acuerdo a la programación de producción. En el área de procesos de los productos destinados a los refrigerios, las materias primas son pesadas conforme a la formulación establecida para este tipo de producto. Posteriormente, se inicia la primera etapa del proceso de mezclado de la torta de chocolate, la cual se denomina cremado y consiste en batir el azúcar y la grasa de la formulación hasta un

51

punto de nieve por un tiempo aproximado de 1.5 minutos. Luego de que el cremado ha culminado, se procede a adicionar los demás ingredientes de la formulación entre los que se incluye el hierro aminoquelado previamente disuelto en agua y la batidora se opera a 50 rpm por un lapso de tiempo de 3 a 4 minutos para después continuar la mezcla a 90rpm por un tiempo de 5 a 6 minutos. Después del horneado el producto se deja enfriar a temperatura aire ambiente en escabiladeros para después ser empacado individualmente rotulando cada empaque con fecha de fabricación, fecha de vencimiento y lote de producción. Finalmente, el producto es llevado al área de almacenamiento de producto terminado donde se almacena hasta el momento de su distribución. En la figura 2 se presenta el diagrama de flujo de bloques del proceso anteriormente descrito.

52

Figura 1. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de croissant de jamón

Hierro aminoquelado RECEPCION

RECEPCION

Hierro aminoquelado PESAJE

Ingredientes PESAJE

Hierro aminoquelado pesado Agua

Materias primas

PREMEZCLA EN AGUA Hierro aminoquelado solubilizado en agua Resto de ingredientes

Ingredientes pesados PREMEZCLA Esponja MEZCLA Moje de croissant mezclado

Margarina para

CILINDRADO Moje de croissant cilindrado LAMINADO Moje de croissant laminado CORTE

Jamón

Moje de croissant cortado FORMADO Croissant de jamón formado FERMENTACIÓN Croissant de jamón fermentado HORNEO

Agua

Croissant de jamón horneado

Empaque

ENFRIAMIENTO Croissant de jamón horneado y frío EMPAQUE Croissant de jamón empacado ALMACENAMIENTO Croissant de jamón almacenado DISTRIBUCIÓN

53

Croissant de jamón distribuido

Figura 2. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de la torta de chocolate

Hierro aminoquelado

RECEPCION

RECEPCION Hierro aminoquelado PESAJE

Materias primas PESAJE

Hierro aminoquelado pesado Agua

Materias primas

Margarina CREMADO

PREMEZCLA Hierro disuelto en agua Resto de Ingredientes

Margarina cremada BATIDO Moje de torta batido DOSIFICACION Moje de torta dosificada Agua HORNEO Torta de chocolate horneada

Empaque

EMPAQUE Torta de chocolate empacada ALMACENAMIENTO Torta de chocolate almacenada DISTRIBUCION Torta de chocolate distribuida

54

3.2 BALANCES DE MATERIA DE LOS PROCESOS DE ELABORACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE PANIFICACIÓN EN ESTUDIO

En este numeral se presentan los balances de materia para cada uno de los procesos industriales de elaboración de los productos de panificación fortificados en estudio, croissant de jamón y torta de chocolate, los cuales fueron elaborados durante el seguimiento de los procesos de panificación de acuerdo a la metodología planteada en el numeral 2.1. En el Anexo A se presentan los cálculos planteados para el balance de materia del proceso de elaboración de croissant de jamón tomando como base de cálculo el peso total del moje de este producto que es 105.511kg. Para el cálculo del balance de materia se tuvo en cuenta un balance de materia entre las etapas de cilindrado y formado con el fin de tener en cuenta las pérdidas totales presentadas a lo largo de estas dos etapas. Además en la tabla 8 se muestra el resumen del balance de materia de éste proceso. Tabla 8. Resumen del balance de materia del proceso de elaboración del croissant de jamón OPERACIÒN

MATERIALES

CANTIDAD QUE ENTRA (kg)

CANTIDAD QUE SALE (kg)

PERDIDAS (kg)

Recepción Pesaje

Materias primas Materias primas

105,53 105,53

105,53 105,53

0 0

Mezcla

Hierro en agua, Esponja, ingredientes

105,53

104,68

0,85

104,68

104,68

0

Cilindrado

124,28

124,28

0

Corte y formado Fermentación Horneo Enfriamiento Empaque

Masa Masa, Margarina para hojaldre Hojaldre, jamón Croissants Croissants, agua Croissants Croissants, empaque

134,7 131,51 131,51 111,82 111,82

131,51 131,51 111,82 111,82 111,82

3,19 0 19,69 0 0

Almacenamiento

Croissants empacados

111,82

111,82

0

Distribución

Croissants empacados

111,82

111,82

0

Laminado

55

Por otra parte, se realizaron los cálculos del balance de materia para el proceso de producción de la torta de chocolate según los cálculos presentados en el anexo B. Para este balance se tomó como base de cálculo el peso del moje de este producto que es de 66 kg. Estos balances de materia fueron utilizados para el cálculo de la adición de hierro aminoquelado donde fueron tenidos en cuenta tanto el peso total de cada moje como las pérdidas adquiridas durante la etapa de horneo de cada proceso. A continuación se encuentra el resumen del balance de materia en la tabla 9. Este cálculo se presenta en el Anexo B. Tabla 9. Resumen del balance de materia del proceso de elaboración de torta de chocolate OPERACIÒN

CANTIDAD MATERIALES QUE ENTRA (kg)

CANTIDAD QUE SALE (kg)

PERDIDAS (kg)

Recepción Pesaje

Ingredientes Ingredientes

67,06 67,06

67,06 67,06

0 0

Batido y dosificación

Ingredientes

67,06

65,66

1,40

65,66 57,49 57,49 57,49

57,49 57,49 57,49 57,49

8,17 0 0 0

Horneo Torta, agua Empaque Torta, empaque Almacenamiento Torta empacada Distribución Torta empacada

3.3 PRE-EXPERIMENTACIÓN DE LA OPERACIÓN DE MEZCLA

En este numeral se presentan los resultados obtenidos en la pre-experimentación de las mezclas de panificación para los dos productos en estudio. Los resultados incluyen las variables influyentes en la operación de mezcla que permitieron una mayor distribución del hierro en las mezclas, las cuales se tomaron como base para definir las condiciones de trabajo en la etapa experimental.

56

3.3.1 Selección de variables que intervienen en la operación de mezcla. De acuerdo a la

literatura las variables que intervienen en una operación de mezcla para pastas son:

68

tiempo de

mezcla, velocidad de mezcla, equipo de mezcla, tipo de agitador, forma de inclusión del hierro a la mezcla, cantidad de hierro a mezclar, solubilidad del hierro en agua, tamaño de partícula del elemento traza y posibilidad de reacción del hierro con otros ingredientes de la mezcla. No obstante, debido a las condiciones de los equipos de la empresa, la cantidad de hierro a adicionar establecida en la Convocatoria Pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Secretaría de Educación, las formulaciones manejadas en la industria y la dificultad para variar o intervenir en algunos factores durante el proceso de mezcla a nivel industrial, se seleccionaron como variables de trabajo el tiempo de mezcla, la forma de inclusión del hierro y la posibilidad de reacción del hierro con otros ingredientes de la mezcla. La solubilidad del hierro aminoquelado en agua no se consideró como una variable puesto que de acuerdo a la ficha técnica del producto, este compuesto es libremente soluble en agua en un rango de pH entre 7 y 8,5 según especificaciones del fabricante 69 ; lo cual se verificó cualitativamente a nivel laboratorio donde se observó que al disolver el hierro en toda el agua de la formulación de cada producto por un tiempo no inferior a 1 minuto

no se presentó

precipitación de este elemento. El hierro aminoquelado empleado para este ensayo presenta un tamaño de partícula inferior a 45 micrones (Malla 325) de acuerdo a las especificaciones del fabricante 70 y no se consideró como una variable a tener en cuenta para la operación de mezcla debido a que de acuerdo al ensayo cualitativo de solubilidad anteriormente descrito, este tamaño de partícula es adecuado ya que permite una buena solubilidad en agua. 3.3.1.1 Selección de las variables que intervienen en la operación de mezcla para croissant.

Durante la elaboración del croissant a escala laboratorio se observó que cuando el hierro aminoquelado tenia contacto con el extracto de margarina usado en la formulación éste se oxidaba inmediatamente lo cual se hizo evidente por un cambio en la coloración del mismo de 68

McCABE, Op. Cit., p. 891,892 UNIPHARM DE MEXICO S.A. DE C.V. Ficha técnica del hierro aminoquelado: Fortificación de alimentos con minerales aminoquelados. 2007. 70 Ibid. 69

57

verde oscuro a rojo 71 . El hierro oxidado presenta una menor solubilidad 72 en agua por lo que su dispersión en la mezcla se puede ver afectada. Por lo anterior, la adición y no adición de extracto de margarina en la mezcla se establecieron como tratamientos durante la preexperimentación. Es bien sabido que en la mezcla de pastas es posible lograr una buena homogeneidad de la mezcla si el elemento traza se incluye en una premezcla 73 de menor tamaño que facilite un equilibrio entre las proporciones de los ingredientes a mezclar

y posibilite su posterior

distribución en la pasta 74 . Por lo anterior y teniendo en cuenta que dentro de la formulación se incluye una premezcla que contiene algunos ingredientes de la mezcla incluyendo agua (esponja) se tomó la determinación de disolver el hierro aminoquelado en el agua de ésta y homogenizarla antes de adicionarla como ingrediente a la mezcla, lo cual constituye uno de los tratamientos a estudiar. Por otro lado, el fabricante del hierro recomienda como método óptimo de inclusión del mineral, la disolución previa de éste en el agua de la formulación 75 , por lo que esta recomendación también fue tenida en cuenta como otro tratamiento en la pre-experimentación. Por lo tanto, para esta etapa de trabajo con la mezcla del croissant de jamón se tuvieron en cuenta cuatro tratamientos definidos de la siguiente manera: mezcla con adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la formulación; mezcla con adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la esponja; mezcla sin adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la formulación; y mezcla sin adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la esponja. El tiempo de mezcla que también fue considerado una de las variables influyentes, se evaluó durante la etapa experimental mediante el cálculo de índices de mezcla a diferentes tiempos con los cuales se elaboró una curva en la que se determinó la duración óptima de la mezcla realizada en el proceso.

71

Conozca nuestra agua: Hierro ferrico. [en linea]. http://Documents and Settings\mchaparro\Configuración local\Temp\hierro en agua.htm. Citado en 29 de Junio de 2008. 72 Oxido de hierro sintéticos. [en línea]. http://www.nubiola.com/pag_nubiola/prod_oxidoshierro.asp. Consultado el 29 de Junio de 2008 73 MATZ, Samuel. Bakery Technology and Engineering. 3ª ed. p. 548. [en línea]. http://books.google.es/books?id=rU1wQotD3jIC&pg=PA548&dq=mixing+of+doughs&lr=&sig=ACfU3U1u41lnSABBl7Xy08u WME7b3RgB9Q#PPA548,M1. Consultado el 1 de Julio de 2008. 74 BRENNAN, F.G. Las operaciones de la ingeniería de alimentos 2ª. Ed. Zaragoza, España: Editorial Acribia, 1980. Cap. 5 75 UNIPHARM DE MEXICO S.A. DE C.V. Op. Cit.

58

3.3.1.2 Selección de las variables que intervienen en la operación de mezcla para torta.

Durante la elaboración de la torta a nivel laboratorio no se observaron reacciones

de los

ingredientes con el hierro aminoquelado por lo tanto no fue posible variar este factor durante la etapa pre-experimental. En cuanto a la forma de inclusión del hierro, en la torta de chocolate no fue posible realizar una premezcla como segunda opción de adición del mineral a la pasta debido a que ningún ingrediente, además del agua puede considerarse como un vehículo apropiado para la inclusión de este micronutriente. Además de lo anterior la viscosidad de esta mezcla al ser menor que la del croissant permite una mejor distribución del hierro en la pasta por lo que no se hace indispensable el uso de una premezcla Por lo tanto la única variable que se consideró relevante en la operación de mezcla de la torta de chocolote fue el tiempo de mezcla el cual se evaluó por medio de la determinación del índice de mezclado a diferentes intervalos de tiempo durante la etapa experimental a escala planta piloto. 3.3.2 Determinación de las variables influyentes en la operación de mezcla. En este numeral

se presentan los resultados obtenidos al aplicar los tratamientos definidos durante la selección de las posibles variables que influyen en la operación de mezcla de los dos productos en estudio. 3.3.2.1 Determinación de las variables influyentes en la operación de mezcla para croissant.

Para determinar las variables influyentes en la operación de mezcla de croissant se consideraron los siguientes tratamientos: • Mezcla con adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la formulación. • Mezcla con adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la esponja. • Mezcla sin adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la formulación. • Mezcla sin adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la esponja.

59

Para cada tratamiento se empleó la metodología planteada en el numeral 2.3.2. El tiempo de operación se determinó de acuerdo a las condiciones de operación de la empresa las cuales se describen en el numeral 3.1.1. Teniendo en cuenta que la industria utiliza un tiempo de mezclado durante la fase de oxigenación de 5 a 6 minutos y debido a que el propósito de esta preexperimentación es determinar el tratamiento que presenta una mayor homogeneidad de la mezcla se decidió utilizar el tiempo de mezclado más largo, que es de 6 minutos, para los cuatro tratamientos nombrados. Luego de seguir el procedimiento de determinación de hierro descrito en el numeral 2.4.1.2 se obtuvieron los resultados en mg de hierro / 100g de mezcla para los cuatro tratamientos anteriormente mencionados. Estos resultados se presentan en la Tabla 10. Las tablas con la totalidad de los datos se presentan en el Anexo E y los cálculos de donde se derivan los resultados se presentan en el Anexo C. Tabla 10. Concentración de hierro elemental para las diferentes muestras de los tratamientos de la pre-experimentación del croissant CONCENTRACIÓN DE HIERRO ELEMENTAL (mg/100g)

HIERRO DISUELTO EN EL AGUA DE LA FORMULACIÓN

HIERRO DISUELTO EN EL AGUA DE LA ESPONJA

SIN EXTRACTO

CON EXTRACTO

6,424 8,900 21,507 9,858 17,163 9,091 19,717 7,585 * 10,004 15,628 10,259 4,493 7,087 16,722 8,946 17,786 15,201** 16,969 8,943 * El dato ausente en el tratamiento se debe a que la muestra se extravió. ** Debido a que existían registros de errores durante el procesamiento de la muestra, este resultado se descarto y no se tuvo en cuanta para el cálculo del Índice de mezcla.

Posteriormente con los resultados presentados en la Tabla 10 se realizó la determinación del índice de mezcla para cada tratamiento a un tiempo de 6 minutos de acuerdo a las diferentes

60

relaciones matemáticas planteadas en la Tabla 3 del numeral 1.7.1, mediante los cálculos presentados en el Anexo D. A continuación se presentan en la Tabla 11 los índices de mezcla para los tratamientos realizados durante la etapa pre-experimental. Esto se realizó con el fin de determinar cual índice de mezcla es el que representa de manera más consistente el grado de homogeneidad de una mezcla. Tabla 11. Indices de mezcla para los tratamientos de la pre-experimentación del croissant INDICES DE MEZCLA Tratamiento 1 2 3 4

Expresiones de mezclado IM I. 1 1,000 1,000 1,000 1,000

IM I.2 0,9941 0,9990 0,9951 0,9985

Expresiones de no mezclado IM II 1,000 1,000 1,000 1,000

IM VI. 1 0,00592 0,00105 0,00485 0,00150

IM VIII 4,57E-09 9,32E-11 3,08E-09 1,70E-10

IM Log σ 0,829845059 -0,01537253 0,744058533 0,115360704

*El tratamiento 1 corresponde a mezcla con adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la formulación; el tratamiento 2 corresponde a mezcla con adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la esponja; el tratamiento 3 corresponde a mezcla sin adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la formulación; y el tratamiento 4 corresponde a mezcla sin adición de extracto y hierro disuelto en el agua de la esponja.

En la Tabla 11 se puede observar que los índices de mezcla I.1 y II muestran resultados iguales para los tratamientos estudiados; lo cual concuerda con la teoría; ya que, según Kramers si la varianza máxima ( σ 0 ) es mucho mayor a la varianza mínima ( σ r2 ) entonces el Índice de mezcla I.1 es aproximadamente igual al índice de mezcla II. Pero estos índices de mezcla no permiten determinar variabilidad significativa entre los diferentes tratamientos debido a que los resultados obtenidos son iguales a 1 lo cual significaría que todos los tratamientos se encuentran perfectamente mezclados y que no hay diferencias entres ellos. También al analizar los resultados obtenidos por medio del índice de mezcla VIII se observa que los valores arrojados son demasiado cercanos a cero y tampoco permiten determinar claramente cual tratamiento presenta un mejor grado de homogeneidad. Mientras que los índices de mezcla I.2 y VI.1 muestran una variabilidad más clara para el grado de homogeneidad de los tratamientos en estudio, lo que permite realizar una adecuada selección de la mejor mezcla. Lo anterior también se puede apreciar mediante los gráficos presentados en las figuras 3 y 4.

61

Figura 3. Expresiones de mezclado para los tratamientos de la pre-experimentación del croissant 1,000

Escala

0,998 0,996

Tratamiento 1 Tratamiento 2

0,994

Tratamiento 3 Tratamiento 4

0,992 0,990 IM   I. 1

IM  I.2

IM  II

Indice de mezcla

Figura 4. Expresiones de no mezclado para los tratamientos de la pre-experimentación del croissant 0,00700 0,00600

Escala

0,00500 0,00400

Tratamiento 1

0,00300

Tratamiento 2

0,00200

Tratamiento 3

0,00100

Tratamiento 4

0,00000 IM  VI. 1

IM VIII Indice de mezcla

De acuerdo a lo observado en las figuras anteriores y al analizar los resultados obtenidos para los diferentes índices de mezclado se decidió que se pueden utilizar los índices de mezcla I.2 y VI.1 debido a que permiten discriminar las mezclas de manera más eficiente según su grado de homogeneidad. Es importante señalar que el índice de mezcla I.2 expresa el grado de mezclado y

62

varía desde 0 para una mezcla completamente segregada hasta 1 para una mezcla completamente homogénea; mientras que el índice de mezcla VI.1 es una expresión de no mezclado y varía desde 1 para una mezcla completamente segregada hasta 0 para una mezcla completamente homogénea. Teniendo seleccionado el índice de mezcla que permite la distinción entre mezclas de acuerdo al grado de homogeneidad de manera más hábil se presentan los resultados obtenidos para los tratamientos de la pre-experimentación del croissant de jamón en la Tabla 12. De la Tabla 12 es posible inferir que la adición o no de extracto de margarina a la mezcla no representa un factor determinante en la homogeneidad de la misma; ya que, al evaluar los resultados que arrojó un mismo método de inclusión de hierro a la mezcla variando la adición o no de extracto de margarina, como se observa en los resultados de la Tabla 12 (ver resultados por columnas), no se nota una variabilidad significativa para el índice de mezcla calculado a un mismo tiempo. Tabla 12. Resultados del índice de mezcla según McCabe calculado a 6 minutos para los

Resultados Indice de Mezclado (IM VI.1 McCabe)

Hierro disuelto en el agua de la formulacion

Hierro disuelto en el agua de la esponja

Con Extracto

0,005997

0,001055

Sin extracto

tratamientos de la pre-experimentación de croissant.

0,004854

0,001502

63

Por otro lado, la forma de inclusión del hierro a la mezcla puede considerarse un parámetro influyente para obtener una buena distribución de este mineral en la pasta; debido a que al evaluar los datos obtenidos con extracto y sin extracto de margarina, variando el método de inclusión de hierro (ver resultados por filas de la Tabla 12), la diferencia entre los índices de mezcla obtenidos puede considerarse significativa y por lo tanto influyente en la homogeneidad de éste micronutriente en la pasta. Después de establecer la influencia del método de inclusión de hierro en la mezcla se puede ver que el mejor de los tratamientos según el índice de mezcla hallado a 6 minutos es el obtenido mediante la adición del hierro en una premezcla (esponja) y agregando extracto de margarina. Lo anterior coincide con la teoría de mezclas; ya que, una de las ventajas del uso de premezclas en los procesos de panificación es que permite la distribución uniforme de un ingrediente que se encuentre en pequeñas cantidades a través de una masa viscosa tal como lo es la masa de pan. Esto ayuda a evitar que se presenten concentraciones localizadas del ingrediente menor. 76 El mejor tratamiento correspondiente a la mezcla elaborada con extracto de margarina y con inclusión de hierro solubilizado en el agua de la esponja se evaluó mediante el cálculo de índices de mezcla a diferentes tiempos para elaborar una curva y determinar la duración optima de la operación. 3.3.2.2 Determinación de las variables influyentes en la operación de mezcla para torta.

Debido a que durante la pre-experimentación de la torta de chocolate no se observó ninguna reacción química entre el hierro y algún ingrediente de la formulación, ni resultó viable a nivel industrial la inclusión de una premezcla en el proceso de elaboración de este producto, se estableció que la única variable de trabajo en la operación de mezcla del proceso de elaboración de la torta de chocolate es el tiempo, el cual se analizó durante la etapa experimental mediante la evaluación del índice de mezcla a diferentes tiempos, con el fin de elaborar una curva y determinar la duración optima de la operación.

76

MATZ, Samuel. Bakery Technology and Engineering. 3ª ed. p. 548. [en línea]. http://books.google.es/books?id=rU1wQotD3jIC&pg=PA548&dq=mixing+of+doughs&lr=&sig=ACfU3U1u41lnSA BBl7Xy08uWME7b3RgB9Q#PPA548,M1. Consultado el 1 de Julio de 2008.

64

3.4 DETERMINACION DE LA CANTIDAD DE HIERRO AMINOQUELADO A ADICIONAR EN LOS PRODUCTOS 3.4.1 Determinación del hierro basal. Previo a la determinación de la cantidad de hierro a

adicionar a los mojes de las mezclas de panificación se realizó la determinación de hierro basal teórico para cada ingrediente del moje de la formulación y posteriormente para el producto final de acuerdo a la metodología planteada en el numeral 2.4.1.1. Para verificar que el contenido de hierro de cada materia prima y por lo tanto del producto coincidiera con lo estipulado en cada una de las fichas técnicas se procedió a determinar el hierro basal por análisis colorimétrico según lo estipulado en el numeral 2.4.1.2. Los resultados para cada producto en estudio, croissant de jamón y torta de chocolate se presentan a continuación. 3.4.1.1 Determinación del hierro basal teórico

La determinación del hierro basal teórico fue realizada siguiendo la metodología planteada en el numeral 2.4.1.1. La formulación de los mojes de croissant de jamón y torta de chocolate con los cuales fue necesario calcular la cantidad de hierro que aporta cada ingrediente no se expone en las tablas respectivas para cada producto debido a la exigencia de confidencialidad por parte de la empresa. A continuación se presentan los resultados de hierro basal calculado para cada producto. En la Tabla 13 se presentan los datos teóricos de aporte de hierro en mg de hierro/100g de cada ingrediente de la formulación del moje de croissant de jamón que tienen un aporte significativo de hierro. Teniendo en cuenta este aporte de hierro, el peso total del moje y las pérdidas de agua durante el proceso de elaboración de este producto, se determinó el hierro basal teórico según lo planteado en la metodología y la ecuación planteada en el numeral 2.4.1.1. Para la torta de chocolate se presentan en la Tabla 14 los datos teóricos de aporte de hierro en mg de hierro/100g para cada ingrediente con posible aporte significativo de hierro en la formulación del moje, al igual que el hierro basal obtenido mediante la ecuación planteada en el numeral 2.4.1.1.

65

Tabla 13. Hierro basal teórico del croissant de jamón Ingredientes Agua Margarina Harina Esponja Jamón Margarina para hojaldre

Aporte de Hierro Teórico (mg de hierro/100g)

Cantidad de hierro Teórico que aporta (mg de hierro)

0 2,2 4,4 2,72 1,7

0 132 2200 544 177,14

2,2

431,2

Hierro basal Teórico (mg de hierro/100g)

3,008

Tabla 14. Hierro basal teórico de la torta de chocolate Aporte de Hierro Teórico (mg de hierro/100g) 2,2 Grasa 2,2 Huevos 0 Polvo de Hornear 4,4 Harina 0 Agua 20 Cocoa Hierro basal Teórico (mg de hierro /100g) INGREDIENTE

Cantidad de Hierro Teórico que aporta (mg de hierro) 242 242 0 880 0 250 2,74

3.4.1.2 Determinación del hierro basal práctico. Para la determinación del hierro basal práctico

se siguió la metodología planteada en el numeral 2.4.1.2 teniendo en cuenta los cálculos presentados en el Anexo C. Estos resultados obtenidos para cada producto sin fortificar se muestran en la Tabla 15. Para verificar la validez del resultado de hierro basal se determinó el contenido de hierro de las materias primas con posible aporte significativo de este elemento y se cálculo el contenido final

66

de hierro en el producto sin fortificar por análisis proximal, según la ecuación planteada en el numeral 2.4.1.1. Tabla 15. Hierro basal práctico para croissant de jamón y torta de chocolate

Torta de Chocolate (Harina Tipo 2) Croissant de Jamón (Harina Tipo 1)

Lectura Concentración espectrofotómetro (mg/l)

Peso inicial muestra (g)

Concentración Fe (mg Fe /100g de muestra)

1,058 1,008 0,967 1,431 1,1 0,901

3,8229 3,4156 3,5075 5,1136 4,5991 3,7525

7,06 7,38 6,93 7,00 5,98 6,00

Promedio Hierro basal (mg Fe/100g de muestra) 7,12

6,33

De acuerdo a la metodología planteada en el numeral 2.4.1.1 se determinó el contenido de hierro de cada materia prima con aporte de hierro significativo en la formulación de los mojes de cada producto en estudio. Los resultados por tripiclado de cada materia prima se muestran en el Anexo F. Posteriormente se cálculo el hierro basal teniendo en cuenta la ecuación planteada en el numeral 2.4.1.1. En la Tablas 18 y 19 se muestra el hierro basal práctico calculado por análisis proximal de acuerdo a las materias primas de las formulaciones. Tabla 16. Hierro basal práctico por análisis proximal del croissant de jamón Ingredientes Agua Margarina Harina (Tipo 1) Esponja Jamón Margarina para hojaldre

Aporte de Hierro Practico (mg de hierro/100g)

Cantidad de hierro Practico que aporta (mg de hierro)

0,28 1,13 9,76 7,85 4,5

58,8 67,8 4880 1570 468,9

3,3

646,8

Hierro basal Práctico por análisis proximal (mg de hierro/100g)

67

6,640

Tabla 17. Hierro basal práctico por análisis proximal de la torta de chocolate INGREDIENTE

Aporte de Hierro Practico (mg de hierro/100g)

Cantidad de Hierro Practico que aporta (mg de hierro)

1,13 Grasa 3,68 Huevos 15,2 Harina (Tipo 2) 0,28 Agua 23,44 Cocoa Hierro basal Práctico por análisis proximal (mg de hierro /100g)

124,3 404,8 3040 30,8 293 6,613

Con base en los resultados presentados en las tablas 13, 14 y 15 se calculó el porcentaje de error entre hierro teórico y práctico para cada uno de los productos. Los resultados se presentan en la Tabla 18. Al comparar los resultados de hierro teórico y práctico de cada producto mostrado en la Tabla 18, se puede observar que existe una gran diferencia entre ambos. El hierro teórico tomado en base a tablas de composición de alimentos corresponde a menos de la mitad del hallado experimentalmente, lo que representa un porcentaje de error muy grande. Tabla 18. Porcentaje de error entre los contenidos de hierro teórico y práctico de los productos sin fortificar Producto

Hierro basal Teórico (mg de hierro/100g)

Hierro basal Práctico (mg de hierro/100g)

% de error

Croissant de jamón

3,00

6,36

-112,00

Torta de chocolate

2,74

7,12

-159,85

Teniendo en cuenta que para los productos de panadería en estudio el componente principal es la harina de trigo y que los resultados de su contenido de hierro experimental difieren ampliamente del contenido exigido por la legislación colombiana, podemos ver que la falta de control en la fortificación de este producto es la causa principal de dichos errores.

68

A continuación se presenta en la Tabla 19 los porcentajes de error entre los contenidos de hierro de los productos sin fortificar hallados mediante los métodos anteriormente descritos. Tabla 19. Porcentaje de error entre los contenidos de hierro práctico de los productos sin fortificar

Croissant de jamón

Hierro basal Práctico por análisis proximal (mg de hierro/100g) 6,64

Torta de chocolate

6,61

Producto

Hierro basal Práctico (mg de hierro/100g)

% de error

6,36

4,22

7,12

-7,66

El contenido de hierro de cada materia prima se determinó con el fin de corroborar los resultados obtenidos a partir del análisis colorimétrico del producto final y aunque se obtuvo un error significativo este es mucho menor al obtenido mediante la comparación entre los contenidos de hierro teórico y práctico. Los errores obtenidos también son causa de la falta de procesos de estandarización que garanticen un contenido de hierro igual para cada lote de producción de harina. Lo anterior se comprobó al encontrar resultados diferentes entre muestras de diferentes lotes, e incluso datos diferentes en el mismo lote lo que indica una distribución deficiente del micronutriente en la harina. Un ejemplo de lo anterior se presenta en la Tabla 20 en donde se muestran los resultados de contenido de hierro en 100g de harina del mismo tipo pero de diferente lote de producción. Tabla 20. Resultados del análisis de hierro de 2 lotes del mismo tipo de harina Producto

Harina (tipo 2)

Harina (tipo 2)

Lectura Concentración espectrofotómetro (mg/l) 2,484 2,526

Peso inicial muestra (g)

Concentración Fe (mg Fe /100g de muestra)

Promedio Hierro basal (mg Fe/100g de muestra)

5,0101 4,9741

12,39 12,70

11,60

1,945

5,0139

9,70

0,395 0,519 0,445

1,4398 1,5154 1,5064

13,72 17,12 14,77

69

15,20

3.4.2 Determinación de la cantidad de hierro a adicionar. La cantidad de hierro a adicionar se

calculó siguiendo la metodología planteada en el numeral 2.4.2 y teniendo en cuenta las pérdidas obtenidas mediante los balances de materia para cada producto calculados inicialmente, el hierro basal práctico obtenido para cada producto, el porcentaje de hierro elemental del hierro aminoquelado y las especificaciones estipuladas en la Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 las cuales se muestran en la Tabla 21. Tabla 21. Niveles de adición de hierro en mg de hierro por porción exigidos en la Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 para los tipos de refrigerios A y B.

PRODUCTO

Requerimiento hierro (mg de hierro/porción)

TIPO DE Peso REFRIGERIO porción (g)

Torta de chocolate Croissant de jamón

TIPO A TIPO B TIPOA TIPO B

Mínimo

Exigencia

Máximo

Promedio

2,72 3,06 2,72 3,06

3,2 3,6 3,2 3,6

4 4,5 4 4,5

3,36 3,78 3,36 3,78

55 60 66 72

Teniendo en cuenta estas especificaciones de hierro para cada tipo de refrigerio se determinó la cantidad de hierro a adicionar en mg de hierro por 100g de producto final, los cálculos necesarios para la determinación de estos niveles de adición se presentan en el Anexo G. En la Tabla 22 se presentan los niveles de adición de hierro en mg de hierro/100g de producto final. Tabla 22. Niveles de adición de hierro en mg de hierro por 100g de producto final exigidos en la Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 para los tipos de refrigerios A y B. TIPO DE PRODUCTO REFRIGERIO Torta de chocolate Croissant de jamón

TIPO A TIPO B TIPOA TIPO B

Requerimiento hierro (mg de hierro/100g de producto final) Mínimo

Exigencia

Máximo

Promedio

4,95 5,10 4,12 4,25

5,82 6,00 4,85 5,00

7,27 7,50 6,06 6,25

6,11 6,30 5,09 5,25

70

Teniendo en cuenta los siguientes aspectos: requerimiento de hierro promedio en mg de hierro/100g de producto, peso del moje con pérdidas adquiridas durante la etapa de horneo, el porcentaje de hierro elemental del hierro aminoquelado y un 5% de pérdidas de éste compuesto consideradas por recomendaciones del proveedor, se calculó la adición de hierro por moje de producto por medio de la relaciones matemáticas presentadas en el Anexo G. A continuación la Tabla 23 presenta el cálculo de la cantidad de hierro a adicionar para cada moje de producto considerando que el hierro aminoquelado presenta un 18% de hierro elemental. Tabla 23. Cantidad de hierro aminoquelado a adicionar por moje de producto Requerimiento hierro (mg de TIPO DE PRODUCTO hierro/100g de REFRIGERIO producto final) Torta de chocolate

TIPO A TIPO B

6,11 6,30

Croissant de jamón

TIPOA TIPO B

5,09 5,25

Peso Moje (kg)

58,87 Promedio 115,85 Promedio

Adición de hierro Adición de Hierro aminoquelado con Aminoquelado 18% de Fe considerando un 5% elemental de perdidas (g Fe (g Fe aminoquelado/moje) aminoquelado/moje) 19,98 20,60 20,29 32,77 33,79 33,28

20,979 21,635 21,31 34,404 35,479 34,94

Teniendo en cuenta que en la etapa experimental se adicionó a cada moje de producto una cantidad establecida de hierro aminoquelado según la cantidad de hierro aminoquelado a adicionar mostrada en la Tabla 23, se calculó la cantidad de hierro elemental adicionada por 100g de producto teniendo en cuenta la variabilidad del porcentaje de hierro elemental del hierro aminoquelado la cual se encuentra dentro de un rango del 18 al 20%; con el fin de verificar posteriormente que el hierro adicionado calculado prácticamente se encuentra dentro de este rango de variabilidad. A continuación en la Tabla 24 se presentan estos valores de hierro elemental adicionado.

71

Tabla 24. Hierro elemental adicionado por 100g de producto para cada moje según del porcentaje de hierro elemental presente en el hierro aminoquelado Peso Fe Peso aminoquelado moje con TIPO DE PRODUCTO adicionado perdidas REFRIGERIO (g Fe de agua aminoquelado/moje) (kg) Torta de chocolate Croissant de jamón

TIPO A TIPO B TIPOA TIPO B

Cantidad de hierro elemental adicionado (mg de hierro/100g de producto final) Fe Fe aminoquelado aminoquelado con 18% de Fe con 20% de Fe elemental elemental

20,3

58,87

6,21

6,90

34,0

115,85

5,28

5,87

Por tanto, teóricamente se observa que este rango de variabilidad no afecta el cumplimiento de la cantidad de hierro elemental adicionada exigida por la convocatoria pública; ya que, los valores hallados se encuentran dentro del rango de hierro elemental exigido el cual se muestra en la Tabla 22. 3.5 EXPERIMENTACIÓN DE LA OPERACIÓN DE MEZCLA A ESCALA PLANTA PILOTO

Mediante la experimentación a escala planta piloto se evaluó el índice de mezcla a diferentes intervalos de tiempo para cada mezcla de panificación de los productos en estudio, croissant de jamón y torta de chocolate elaborada según las condiciones establecidas para el mejor tratamiento obtenido en la etapa pre-experimental para cada producto. Cada producto fue mezclado de acuerdo a las condiciones del proceso de mezcla de cada producto las cuales se plantean en los numerales 2.5.1.1 y 2.5.1.2 para croissant de jamón y torta de chocolate respectivamente. Durante la mezcla de cada producto se tomaron 5 muestras aleatorias en varios puntos de la pasta mezclada por intervalos de tiempo definidos para cada producto según lo planteado en el numeral 2.5.2.

72

Para la determinación del índice de mezclado se utilizó como elemento trazador el hierro y cada muestra fue analizada mediante la cuantificación de la cantidad de hierro elemental según la metodología descrita en el numeral 2.4.1.2 y por medio de los cálculos presentados en el Anexo C; con el fin de determinar la fracción del material trazador. Posteriormente se determinó el índice de mezcla mediante las fórmulas matemáticas que mejor describieron la homogeneidad de la mezcla en la etapa pre-experimental (ver numeral 3.3.2.1) calculadas de acuerdo a las ecuaciones matemáticas mostradas en el Anexo D. Finalmente se elaboró una gráfica que relaciona el índice de mezcla con el tiempo y se determinó el mejor tiempo de operación para cada producto. A continuación se presentan los resultados de índice de mezclado para cada producto en estudio y las gráficas respectivas. 3.5.1 Experimentación de la operación de mezcla a escala planta piloto para el croissant de jamón.

El proceso de mezcla del croissant de jamón se elaboró de acuerdo a las condiciones establecidas a nivel industrial, las cuales se plantean en el numeral 3.3.1.1, y considerando que durante la etapa pre-experimental se obtuvo que el tratamiento que permitía una mejor distribución del hierro en la mezcla era correspondiente a la mezcla elaborada con extracto de margarina y con inclusión de hierro solubilizado en el agua de la esponja (ver numeral 3.3.2.1). Por lo tanto la primera fase del proceso de mezcla consistió en la adición del hierro aminoquelado calculado para el moje de producto en la esponja de la formulación con el fin favorecer la distribución de éste elemento traza en la mezcla. La cantidad de hierro a adicionar se cálculo de acuerdo a la cantidad de hierro aminoquelado a adicionar considerando un 5% de pérdidas del hierro aminoquelado por moje de mezcla de croissant de jamón establecido en el numeral 3.4.2 (ver Tabla 23). Estas pérdidas se consideran por recomendación del proveedor del hierro.

73

Teniendo en cuenta que el peso del moje durante la etapa experimental a escala planta piloto fue de 10 kg, la cantidad adicionada de hierro aminoquelado fue de 2.8g. Culminada la mezcla de la esponja, la cual se realizó por un tiempo de 6 minuto de acuerdo al proceso industrial, se tomaron 5 muestras de diferentes puntos de la masa y se analizaron por medio de la determinación de hierro planteada en el numeral 2.4.1.2; esto con el fin de determinar el índice de mezcla de la esponja para un tiempo de mezcla de 6 minutos y evaluar el grado de homogeneidad del hierro en la premezcla. Los resultados de concentración de hierro en mg de hierro/100 g de producto obtenidos para las 5 muestras analizadas fueron calculados mediante la ecuaciones matemáticas mostradas en el Anexo C. Estos resultados se muestran en la Tabla 25. Tabla 25. Contenido de hierro en mg de hierro/100g de muestra de la esponja para un tiempo de mezcla de 6 minutos. Producto

Esponja (6 min) Promedio

Contenido de hierro (mg de hierro /100g de muestra) 29,074 28,052 35,404 28,475 30,251

Fracción de hierro 2,907E-04 2,805E-04 3,540E-04 2,847E-04 3,025E-04

Para determinar el índice de mezclado inicialmente fue necesario determinar la varianza máxima

σ 02 para la mezcla completamente segregada. Los cálculos utilizados para la determinación de esta varianza teniendo en cuenta la cantidad de hierro adicionado a la premezcla se muestran en el Anexo D. A continuación se muestran estos resultados en la Tabla 26. El índice de mezclado para la esponja fue calculado por medio de relaciones matemáticas obtenidas durante la preexperimentación que describen mejor el grado de homogeneidad de las mezclas (ver numeral 3.3.2.1). Los cálculos para cada índice de mezcla se muestran en el Anexo D.

74

Tabla 26. Varianza máxima de la premezcla del croissant de jamón Hierro Peso aminoquelado esponja adicionado (Kg) (g)

1,9

2,8

Hierro basal (mg Fe/100g de masa)

7,85

Hierro elemental total esperado (mg Fe/100g)

Fracción de hierro elemental total

σ0

σ02

26,526

34,376

3,438E-04

0,01854

3,44E-04

Hierro elemental adicionado (20%) (mg Fe/100g)

Hierro elemental total esperado (mg Fe/100g)

Fracción de hierro elemental total

σ0

σ02

29,474

29,474

2,947E-04

0,01717

2,95E-04

Hierro elemental adicionado (18%) (mg Fe/100g)

σ02 (Promedio)

σ02 (Promedio)

0,01785

3,191E-04

En la Tabla 27 se muestra el índice de mezcla obtenido para la premezcla del croissant de jamón (esponja) mezclada por un tiempo de 6 minutos. Tabla 27. Indice de mezcla para la premezcla del croissant de jamón (esponja) para un tiempo de mezcla de 6 minutos

Producto

Fracción de hierro

σ

IM VIII (σ2)

IM VI .1 (McCabe)

IM I.2

Log σ

Esponja (6 min)

2,907E-04 2,805E-04 3,540E-04 2,847E-04

0,00001

2,64E-11

0,000288

0,999712

-0,2892

En la Tabla 27 se puede observar que la premezcla (esponja) del proceso de croissant de jamón presenta un grado de homogeneidad bastante alto analizando el hierro como material trazador; debido a que, el índice de mezcla obtenido según McCabe es bastante cercano a cero como es lo esperado para una mezcla perfectamente mezclada según esta escala. De igual forma según el índice de mezcla IM I.2 también se obtuvo que la esponja a los 6 minutos de operación está perfectamente homogénea con respecto al hierro; ya que, el índice de mezcla obtenido por medio de esta relación matemática es muy cercano a 1, valor que se debe obtener para mezclas completamente mezcladas. Por lo tanto, el tiempo de mezcla utilizado a nivel industrial para la

75

elaboración de la esponja es apropiado para garantizar una distribución homogénea del hierro en la premezcla y favorecer la posterior distribución de este material trazador en la mezcla. La segunda fase del proceso de mezcla de la masa de croissant de jamón consistió en la adición de la premezcla al resto de los ingredientes de la formulación. Esta etapa de mezcla se realizó por un tiempo de 10 minutos con el fin de evaluar la variación del índice de mezcla a través del tiempo. El estudio del índice de mezclado no se prolongó por mas tiempo debido a que un mezclado excesivo provoca características tecnológicas inadecuadas para la elaboración de croissant ya que se dañan las cadenas de gluten lo cual le da una mayor fuerza a la masa dificultando su manipulación y dando lugar a la obtención de productos de bajo volumen y peso elevado 77 . Para analizar el índice de mezcla se siguió la metodología planteada en el numeral 2.5.2 para este producto. Las concentraciones de hierro para las 5 muestras analizadas por cada intervalo de tiempo se muestran en la Tabla 29. La varianza máxima para la mezcla completamente segregada fue calculada de acuerdo a las relaciones matemáticas desarrolladas en el Anexo D y según los datos presentados en la Tabla 28 donde se muestra el valor de esta varianza máxima para la segunda fase de mezcla de este producto. Tabla 28. Varianza máxima de la mezcla de croissant de jamón Peso moje (kg)

10

77

Hierro aminoquela do adicionado (g)

2,8

Hierro elemental total esperado (mg Fe/100g)

Fracción de hierro elemental total

σ0

σ02

5,040

11,400

1,140E-04

0,01068

1,14E-04

Hierro elemental adicionado (20%) (mg Fe/100g)

Hierro elemental total esperado (mg Fe/100g)

Fracción de hierro elemental total

σ0

σ02

5,600

5,600E-05

0,00748

5,60E-05

Hierro basal (mg Fe/100g de producto)

Hierro elemental adicionado (18%) (mg Fe/100g)

6,36

5,600

CALAVERAS, Op. Cit., p. 167

76

σ0 (Promedio)

σ02 (Promedio)

0,00908

8,499E-05

Posterior a la determinación de la fracción del material trazador para cada muestra y de la varianza máxima de la mezcla en estudio a nivel planta piloto, se determinó el índice de mezcla para cada intervalo de tiempo de la operación de mezcla del proceso de elaboración del croissant de jamón. Este índice de mezcla se determinó teniendo en cuenta las mejores relaciones matemáticas que durante la pre-experimentación describieron de manera más consistente el grado de homogeneidad de una mezcla (ver numeral 3.3.2.1). Los cálculos utilizados para la determinación de los índices de mezcla se presentan en el Anexo D. La Tabla 30 presenta los índices de mezcla hallados para cada intervalo de tiempo de la mezcla de croissant de jamón. Finalmente para definir el mejor tiempo de mezclado de la masa de croissant de jamón se graficó el índice de mezcla con respecto al tiempo de operación y se determinó el tiempo que presentó un mejor grado de homogeneidad de la mezcla considerando el hierro como material trazador y de acuerdo a la escala respectiva de cada índice de mezcla. En las Figuras 5 y 6 se presenta la variación del índice de mezcla con respecto al tiempo de operación. Al observar las Figuras 5 y 6 se puede inferir que el comportamiento de la masa de croissant con respecto al grado de homogeneidad se asemeja al comportamiento de una mezcla de sólidos y no de una pasta como era lo esperado. Esto se debe a que la humedad de la masa de croissant es mucho menor comparada con la humedad del moje de la torta de chocolate y por lo tanto su comportamiento se asemeja más al comportamiento de un sólido.

77

Tabla 29. Contenido de hierro en mg de hierro/100g de muestra de la masa de croissant de jamón para diferentes intervalos de tiempo durante la operación de mezcla de este producto Tiempo de mezcla (min)

3

4

5

6

7

8

9

9,5

10

Peso Muestra (g)

Lectura Espectrofotómetro (mg Fe/l)

Contenido de hierro (mg de hierro /100g de muestra)

2,8328

0,9042

19,949

1,995E-04

3,5049

0,793

14,141

1,414E-04

2,4839

0,66

6,643

6,643E-05

3,2372

0,851

16,430

1,643E-04

3,1115

1,871

15,033

1,503E-04

2,7002

1,058

9,796

9,796E-05

2,4411

1,332

13,641

1,364E-04

2,3806

1,755

18,430

1,843E-04

2,7753

0,67

15,088

1,509E-04

4,0617

0,876

13,480

1,348E-04

3,0958

0,751

15,162

1,516E-04

2,4316

1,622

16,676

1,668E-04

3,5318

0,785

13,892

1,389E-04

3,8063

0,743

12,200

1,220E-04

2,9201

1,937

16,583

1,658E-04

3,4072

1,871

13,728

1,373E-04

4,5001

1,116

15,500

1,550E-04

2,9418

0,776

16,487

1,649E-04

3,7204

0,851

14,296

1,430E-04

3,0202

0,751

15,541

1,554E-04

2,4785

1,506

15,191

1,519E-04

3,5714

1,622

11,354

1,135E-04

3,3737

0,685

12,690

1,269E-04

2,4483

1,589

16,226

1,623E-04

4,0419

0,884

13,669

1,367E-04

2,9227

0,984

8,417

8,417E-05

3,1287

1,423

11,371

1,137E-04

3,5935

0,801

13,931

1,393E-04

3,9294

0,743

11,818

1,182E-04

3,1712

0,867

17,087

1,709E-04

2,2847

1,547

16,928

1,693E-04

3,4269

0,942

17,180

1,718E-04

Fracción de hierro

2,2852

1,514

16,563

1,656E-04

3,0028

1,556

12,955

1,295E-04

3,7509

1,788

11,917

1,192E-04

3,0523

1,564

12,810

1,281E-04

2,7789

1,721

15,483

1,548E-04

2,5072

1,556

15,515

1,552E-04

78

Tabla 30. Indices de mezcla para los intervalos de tiempo de la operación de mezcla del proceso de elaboración de croissant de jamón Tiempo de mezcla (min)

Fracción de hierro

σ

IM VIII (σ2)

IM VI,1 (McCabe)

IM I.2

Log σ

5,63E-05

3,17E-09

0,006201

0,993799

0,7506

3,57E-05

1,28E-09

0,003935

0,996065

0,5530

1,31E-05

1,7E-10

0,001438

0,998562

0,1158

1,82E-05

3,32E-10

0,002007

0,997993

0,2605

8,97E-06

8,05E-11

0,000988

0,999012

-0,0470

2,24E-05

5E-10

0,002464

0,997536

0,3497

2,56E-05

6,55E-10

0,002819

0,997181

0,4082

2,30E-05

5,3E-10

0,002536

0,997464

0,3622

1,66E-05

2,75E-10

0,00183

0,9982

0,2195

1,995E-04 3

1,414E-04 6,643E-05 1,643E-04 1,503E-04

4

9,796E-05 1,364E-04 1,843E-04 1,509E-04

5

1,348E-04 1,516E-04 1,668E-04 1,389E-04

6

1,220E-04 1,658E-04 1,373E-04 1,550E-04

7

1,649E-04 1,430E-04 1,554E-04 1,519E-04

8

1,135E-04 1,269E-04 1,623E-04 1,367E-04

9

8,417E-05 1,137E-04 1,393E-04 1,182E-04 1,709E-04

9,5

1,693E-04 1,718E-04 1,656E-04 1,295E-04 1,192E-04

10

1,281E-04 1,548E-04 1,552E-04

79

Figura 5. Variación del índice de mezcla para la masa de croissant de jamón con respecto al tiempo INDICE DE MEZCLA PARA MASA DE CROISSANT VS. TIEMPO

Indice de mezclado IM I .2

1 0,999 0,998 0,997 0,996 0,995 0,994 0,993 0,992 2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10 10,5

Tiempo de mezcla (min)

Figura 6. Variación del logaritmo de la desviación estándar para la masa de croissant con respecto al tiempo LOG σ VS. TIEMPO 0,8 0,7 0,6

Log σ

0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 -0,1 2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

Tiempo de mezcla (min)

80

8,5

9

9,5

10 10,5

Por medio del análisis de la Figura 6, la cual describe la variación de la desviación estándar del contenido de hierro de las muestras para cada intervalo de tiempo de la operación de mezcla del proceso de elaboración del croissant de jamón, se pudo determinar que el mejor tiempo de mezclado para la operación de mezcla de este producto es a los 7 minutos debido a la presencia de un valor mínimo que indica un alto grado de homogeneidad; tiempo en el cual el logaritmo de la desviación estándar obtenida para el contenido de hierro de las muestras es el mínimo obtenido con un valor de -0.047. Lo anterior se corrobora con el comportamiento de la mezcla observado en la Figura 5, la cual muestra la variación del índice de mezcla para cada intervalo de tiempo de operación, y también se visualiza que el mejor tiempo de mezclado es a los 7 minutos de operación; debido a que, en este tiempo se obtiene un pico marcado correspondiente a 0.999012, el cual es bastante cercano a 1 y según la escala de éste índice de mezcla para un valor de 1 la mezcla se encuentra perfectamente homogénea. 3.5.2 Experimentación de la operación de mezcla a escala planta piloto para la torta de chocolate

El proceso de mezcla a nivel planta piloto para la torta de chocolate se realizó de acuerdo al proceso de mezcla establecido a nivel industrial el cual se describe en el numeral 3.3.1.1. Teniendo en cuenta que durante la etapa pre-experimental se determinó que la variable relevante de la mezcla de la torta chocolate es el tiempo, las condiciones del proceso de elaboración de este producto establecidas a nivel industrial no fueron modificadas y sólo se varió el tiempo para analizar el índice de mezcla de esta pasta. La cantidad de hierro a adicionar se calculó de acuerdo a la cantidad de hierro aminoquelado a adicionar considerando un 5% de pérdidas por moje de torta de chocolate establecido en el numeral 3.4.2 (ver Tabla 23). Teniendo en cuenta que el peso del moje durante la etapa experimental a escala planta piloto fue de 10 kg, la cantidad adicionada de hierro aminoquelado fue de 2.99g. De acuerdo a las condiciones establecidas a nivel industrial se estableció que el tiempo de operación para analizar la variación del índice de mezcla con respecto al tiempo fuera de 6 minutos; debido a que a nivel industrial éste es el tiempo máximo permitido para la

81

operación de mezcla por el hecho de que para tiempos superiores de mezcla se afectan las características tecnológicas de la pasta lo que ocasiona problemas en las etapas posteriores del proceso de elaboración de este producto, principalmente en la etapa de dosificación. De acuerdo a lo anterior se tomaron 5 muestras por intervalos de tiempo definidos según lo estipulado en el numeral 2.5.2 y se realizó la determinación de hierro de acuerdo a la metodología planteada en el numeral 2.4.1.2; esto con el fin de evaluar el grado de homogeneidad de hierro en la mezcla de la torta de chocolate. Los resultados de concentración de hierro en mg de hierro/100 g de producto obtenidos para las 5 muestras analizadas fueron calculados mediante la ecuaciones matemáticas mostradas en el Anexo D. Estos resultados se muestran en la Tabla 32. Posteriormente, se realizó la determinación de la varianza máxima σ 02 para la mezcla completamente segregada. Los cálculos utilizados para la determinación de esta varianza teniendo en cuenta la cantidad de hierro adicionado a la mezcla se muestran en el Anexo G. A continuación se muestran estos resultados en la Tabla 31. Tabla 31. Varianza máxima de la mezcla de torta de chocolate Peso moje (kg)

10

Hierro aminoquel ado adicionado (g)

2,99

Hierro basal (mg Fe/100g)

Hierro elemental adicionado (18%) (mg Fe/100g)

Hierro elemental total esperado (mg Fe/100g)

Fracción de hierro elemental total

σ0

σ02

5,374

13,174

1,317E-04

0,0115

1,317E-04

7,8

Hierro elemental adicionado (20%) (mg Fe/100g)

Hierro elemental total esperado (mg Fe/100g)

Fracción de hierro elemental total

σ0

σ02

5,971

5,971

5,971E-05

0,00773

5,97E-05

82

σ0 (Promedio)

σ02 (Promedio)

0,00960

9,571E-05

Tabla 32. Contenido de hierro en mg de hierro/100g de muestra de la mezcla de torta de chocolate para diferentes intervalos de tiempo durante la operación de mezcla de este producto Tiempo de mezcla (min)

1

2,5

3,5

4

4,5

5

5,5

6

Peso Muestra (g)

Lectura Espectrofotómetro (mg Fe/l)

Contenido de hierro (mg de hierro /100g de muestra)

Fracción de hierro

4,1765 5,1045 4,8578 5,8627 5,5386 5,1371 5,6869 5,3191 5,0379 5,0297 4,2804 2,6967 3,2161 3,2557 3,4129 4,6972 5,685 5,2917 5,9806 4,9558 4,4979 5,8811 4,5194 5,412 5,482 5,6127 6,2419 5,1861 5,3878 5,7586 5,2569 4,838 4,8199 6,6992 5,6708 5,0675 5,7471 4,6587 5,0479 5,2284

0,801 1,133 1,008 1,091 0,884 0,867 1,025 1,149 0,876 0,876 1,44 0,536 1,63 1,514 1,522 0,867 1,124 0,975 1,365 0,95 1,398 1,332 1,191 1,183 1,166 1,299 * 1,199 1,382 1,398 1,042 1,066 1,008 1,307 1,323 1,058 1,133 1,033 1,083 1,108

11,987 14,150 12,969 11,631 10,175 10,548 11,265 13,501 10,868 11,049 8,410 12,423 12,671 11,626 11,149 11,536 12,357 11,516 14,265 11,981 19,426 14,156 16,471 13,662 13,294 14,465

1,199E-04 1,415E-04 1,297E-04 1,163E-04 1,017E-04 1,055E-04 1,126E-04 1,350E-04 1,087E-04 1,105E-04 8,410E-05 1,242E-04 1,267E-04 1,163E-04 1,115E-04 1,154E-04 1,236E-04 1,152E-04 1,426E-04 1,198E-04 1,943E-04 1,416E-04 1,647E-04 1,366E-04 1,329E-04 1,446E-04

14,450 16,032 15,173 12,388 13,771 13,071 12,194 14,581 13,049 13,738 13,858 13,409 13,245

1,445E-04 1,603E-04 1,517E-04 1,239E-04 1,377E-04 1,307E-04 1,219E-04 1,458E-04 1,305E-04 1,374E-04 1,386E-04 1,341E-04 1,324E-04

83

Esta varianza máxima fue utilizada para calcular los índices de mezcla de cada intervalo de tiempo establecido para la mezcla de la torta de chocolate. Los cálculos correspondientes a la determinación de los índices de mezcla, determinados mediante las ecuaciones que resultaron más representativas para discriminar el mejor índice de mezcla durante etapa pre-experimental (ver numeral 3.3.2.1), se muestran en el Anexo D. En la Tabla 33 se presentan los índices de mezcla para cada intervalo de tiempo de acuerdo al contenido de hierro analizado para cada muestra. Tabla 33. Indices de mezcla para los intervalos de tiempo de la operación de mezcla del proceso de elaboración de la torta de chocolate Tiempo de mezcla (min)

σ

IM VIII (σ2)

IM VI.1 (McCabe)

IM I.2

Log σ

1

1,488E-05

2,216E-10

0,00155

0,99845

0,17275

2,5

1,178E-05

1,388E-10

0,00123

0,99877

0,07126

3,5

1,742E-05

3,035E-10

0,00181

0,99819

0,24108

4

1,136E-05

1,290E-10

0,00118

0,99882

0,05528

4,5

1,428E-05

2,039E-10

0,00149

0,99851

0,15470

5

7,483E-06

5,599E-11

0,00078

0,99922

-0,12595

5,5

7,167E-06

5,137E-11

0,00075

0,99925

-0,14465

6

3,370E-06

1,135E-11

0,00035

0,99965

-0,47242

Finalmente para definir el mejor tiempo de mezclado del moje de torta de chocolate se realizó una gráfica que relacionó el índice de mezcla con el tiempo de operación y se determinó cual era el tiempo que presentaba un mejor grado de homogeneidad considerando el hierro como material trazador. En las Figuras 7 y 8 se presenta la variación del índice de mezcla de la torta de chocolate con respecto al tiempo de operación.

84

Figura 7. Variación del logaritmo de la desviación estándar para la mezcla de la torta de chocolate con respecto al tiempo LOG TIEMPO LOGVs. σ Vs TIEMPODE DEMEZCLA MEZCLA 0,300 0,200 0,100

Log

σ

0,000 -0,100 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

-0,200 -0,300 -0,400 -0,500 -0,600

Tiempo de mezcla (min) Tiempo (min)

Figura 8. Variación del índice de mezcla para la torta de chocolate con respecto al tiempo

Indice de mezcla (Mc Cabe)

INDICE DE MEZCLADO VS. TIEMPO DE MEZCLA 2,0E-03 1,8E-03 1,6E-03 1,4E-03 1,2E-03 1,0E-03 8,0E-04 6,0E-04 4,0E-04 2,0E-04 0,0E+00 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

Tiempo de mezcla (Min)

Al observar las Figuras 7 y 8 es posible inferir que la mezcla de torta de chocolate está presentando un comportamiento de una pasta con respecto al grado de homogeneidad; lo cual es válido para este tipo de mezcla, debido a su menor viscosidad comparada con la mezcla de croissant

85

Por medio del análisis de la Figura 7, la cual describe la variación de la desviación estándar del contenido de hierro de las muestras para cada intervalo de tiempo de la operación de mezcla del proceso de elaboración para este producto, se pudo determinar que el mejor tiempo de mezclado es a los 6 minutos de operación; tiempo en el cual la desviación estándar obtenida para el contenido de hierro de las muestras es la menor con un valor de 3.37x10-6, valor que se aproxima al estado ideal de una mezcla completamente homogénea el cual debe ser cercano a cero. De igual manera la Figura 8, también arrojó que el mejor tiempo de mezclado es a los 7 minutos de operación, tiempo en el cual se obtuvo un valor máximo de índice de mezcla de 0.99901 el cual es bastante cercano al valor de 1 que se debe obtener para una mezcla perfectamente homogénea.

3.5.3 Consistencia de la mezcla de torta de chocolate. Con el fin de determinar el tiempo de

mezcla teniendo en cuenta la consistencia de la mezcla de la torta de chocolate se determinó esta propiedad por medio del consistómetro de Bostwick de la planta piloto de la Universidad de la Salle. En la Tabla 34 se presentan los valores de consistencia, en cm para un tiempo de 30 segundos, obtenidos para diferentes intervalos de tiempo de la operación de mezcla. Tabla 34. Consistencia de la mezcla de la torta de chocolate para diferentes intervalos de tiempo de mezcla Velocidad de mezcla (rpm) 50

90

Tiempo de mezcla (min)

Consistencia a 20°C por 30s (cm)

1 2 4 6 8 10 12 14

4,25 4,00 3,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00

Mediante estos datos de consistencia obtenidos se realizó una gráfica por medio de la cual se analiza la variación de la consistencia con respecto al tiempo de mezcla. Esta gráfica se presenta en la Figura 9.

86

Figura 9. Variación de la consistencia de la torta de chocolate con respecto al tiempo de mezcla Consistencia de la mezcla de la torta de chocolate vs. Tiempo de mezcla

Consistencia a 20°C por 30s (cm)

6,00

4,00

2,00

0,00 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15

Tiempo de mezcla (min)

Al analizar la Figura 9 se observa que la consistencia de la mezcla va aumentando con respecto al tiempo lo cual se determinó por medio de la disminución de la distancia recorrida en el consistómetro para un tiempo de 30 segundos. Para el tiempo de mezcla de 6 minutos se observa que la consistencia alcanza un valor de 2 cm a 30 segundos, el cual se ve reflejado en la reducción de la fluidez de la pasta, y a medida que transcurre el tiempo este valor se mantiene hasta los 14 minutos de operación. Debido a esto, se considera el tiempo de 6 minutos como el tiempo máximo de operación; ya que, la disminución de la fluidez del moje puede ocasionar problemas durante el proceso de elaboración de este producto, específicamente en la etapa de dosificación para la cual es necesario trabajar con un masa poco viscosa que pueda fluir por gravedad debido a las características de los equipos utilizados a nivel industrial. Comparando este tiempo máximo de operación con el mejor tiempo de mezclado obtenido mediante el análisis del grado de homogeneidad para pastas, se observa que concuerdan entre sí; con lo cual, se favorece la distribución homogénea del hierro en la mezcla de torta de chocolate

87

sin afectar la características tecnológicas de la pasta requeridas durante el proceso de elaboración de este producto las cuales permiten la obtención de un producto de calidad.

3.6 EXPERIMENTACIÓN DE LA MEZCLA A ESCALA INDUSTRIAL

Las condiciones de operación del proceso de mezcla obtenidas durante la experimentación a nivel planta piloto del producto fortificado fueron reproducidas a nivel industrial con el fin de verificar la aplicabilidad de éstas en la empresa. Esto se realizó mediante la evaluación del índice de mezcla transcurrido el tiempo de operación sugerido y verificando el cumplimiento de la cantidad de hierro adicionado dentro en un rango de variabilidad permitido por la Convocatoria Pública. En el transcurso del proyecto, la Secretaría de Educación emitió a la empresa la orden estricta de no seguir incluyendo hierro aminoquelado en la torta de chocolate. Por tal motivo esta verificación de las condiciones de la operación de mezcla a nivel industrial sólo fue realizada para la mezcla del croissant de jamón. El proceso de elaboración de este producto se realizó siguiendo las condiciones establecidas durante la experimentación a nivel planta piloto. Inicialmente el hierro aminoquelado calculado para un moje de producto, según lo establecido en la Tabla 23 del numeral 3.4.2, fue adicionado a la premezcla (esponja) la cual se mezcló por un tiempo de 6 minutos debido a que este tiempo garantiza la distribución homogénea del hierro teniendo en cuanta los resultados obtenidos en la etapa pre experimental. Posteriormente esta premezcla fue adicionada al resto de ingredientes de la formulación y mezclada por un tiempo de 7 minutos según lo establecido durante la experimentación a escala planta piloto. Al culminar el tiempo de operación se tomaron 5 muestras de manera aleatoria y se analizaron por análisis colorimétrico mediante la metodología planteada en el numeral 2.4.1.1 para la determinación de hierro. En la Tabla 35 se presentan los resultados de contenido de hierro en mg de hierro por 100g de masa de producto para un tiempo de mezcla de 7 minutos.

88

Durante la etapa experimental se determinó que las materias primas no cumplían con un contenido de hierro estándar acorde con las estipulaciones de las fichas técnicas y los contenidos de hierro teóricos encontrados en la bibliografía. Este problema fue más marcado al analizar la harina de trigo fortificada, ya que además de encontrar valores elevados de hierro con respecto a la normativa, se encontró que para diferentes lotes de producción de un mismo tipo de harina, se presentan diferencias significativas entre los contenidos de este micronutriente determinados experimentalmente Tabla 35. Contenido de Fe en mg de Fe/100g de masa para un tiempo de mezcla de 7 minutos Producto

Lectura Concentración espectrofotómetro (mg de Fe/l)

Peso muestra (g)

0,925

2,0188

23,37

2,337E-04

0,768

1,9823

19,37

1,937E-04

0,768

2,0914

18,36

1,836E-04

0,718

2,1186

16,95

1,695E-04

0,66

1,9129

17,60

1,760E-04

Moje de torta de chocolate (7min)

Concentración de hierro Fracción de hierro (mg de Fe/100g de masa)

Por este motivo, durante la etapa experimental a nivel industrial se realizó la determinación del hierro basal práctico para el producto sin fortificar empleando las mismas materias primas que para el producto fortificado. Este hierro basal fue tenido en cuenta para verificar el cumplimiento del hierro adicionado según las especificaciones de la Convocatoria Pública. En la Tabla 36 se presentan los contenidos de hierro basal práctico determinados para el croissant de jamón mediante la metodología planteada en el numeral 2.4.1.1. Tabla 36. Contenido de hierro basal del croissant de jamón elaborado a nivel industrial Producto

Croissant de jamón sin fortificar

Lectura Concentración espectrofotómetro (mg Fe/l)

Peso muestra (g)

Concentración Fe (mg Fe/100g de producto)

Fracción de hierro

0,27

1,5706

13,06

1,306E-01

0,453

1,6406

13,81

1,381E-01

0,436

1,782

12,23

1,223E-01

89

Concentración Fe Promedio (mg Fe/100g de producto)

13,0321

Posteriormente se determinó la varianza máxima teniendo en cuenta que de acuerdo al cálculo de cantidad de hierro aminoquelado a adicionar por moje se requieren en promedio 34g de hierro por moje de croissant de jamón. De acuerdo a este hierro aminoquelado a adicionar y mediante los cálculos planteados en el Anexo D, se cálculo la varianza máxima; la cual se muestra en la Tabla 37. Finalmente se determinó el índice de mezcla para el tiempo de operación de 7 minutos para las relaciones matemáticas que muestran de manera más consistente el grado de homogeneidad de una mezcla. Los cálculos para determinar cada índice de mezcla se muestran en el Anexo D y en la Tabla 38 se presentan los índice de mezcla para el moje de este producto elaborado a nivel industrial y mezclado por el tiempo ya determinado. Tabla 37. Varianza máxima del moje de croissant de jamón Peso moje (kg)

Hierro aminoquelado adicionado (g)

Hierro basal (mg Fe/100g de moje)

Hierro elemental adicionado (18%) (mg Fe/100g de moje)

5,800

105,509

34

13,032

Hierro elemental adicionado (20%) (mg Fe/100g de moje)

6,445

Hierro elemental Fracción de total hierro esperado elemental (mg total Fe/100g de moje)

18,832

σ02

σ0

σ02 σ0 (promedio) (promedio)

1,883E-04 0,01372 1,883E-04

Hierro elemental Fracción de total hierro esperado elemental (mg total Fe/100g de moje)

19,477

σ02

σ0

1,384E-02

1,915E-04

1,948E-04 0,01395 1,947E-04

Tabla 38. Indice de mezcla de la masa de croissant de jamón elaborado a nivel industrial por un tiempo de operación de 7 minutos Producto

σ

IM VIII (σ2)

IM VI.1 (Mc cabe)

IM I.2

Log σ

Moje Croissant de jamón (7min)

2,536E-05

6,434E-10

0,001833

0,99817

0,019

90

Al analizar los valores de índice de mezcla obtenidos para la masa de croissant mezclada por 7 minutos a nivel industrial se puede inferir que el mejor tiempo de mezclado obtenido a nivel planta es aplicable para las condiciones de la industria; debido a que, para este tiempo de operación se logró una muy buena distribución del hierro en la masa de croissant con un índice de mezcla de 0.99817 según la relación matemática IM I.2, la cual considera de acuerdo a su escala de clasificación que un índice de mezcla de 1 se presenta cuando la mezcla está perfectamente mezclada. Esto se corrobora con el índice de mezcla obtenido por la relación matemática planteada por McCabe que arrojó un valor de 0.00183 muy próximo a cero, como es lo esperado para una mezcla completamente homogénea de acuerdo a la escala manejada según esta relación matemática. El valor numérico del índice de mezcla obtenido a nivel industrial no coincide exactamente con el hallado a nivel planta piloto puesto que el equipo no era el mismo. A pesar de lo anterior, el producto elaborado a nivel industrial y mezclado durante 7 minutos presenta una homogeneidad en el contenido de hierro que permite cumplir con lo estipulado en la convocatoria publica PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Alcaldía Mayor de Bogotá y la Secretaría de Educación. Después de confirmar que la masa de croissant de jamón mezclada por 7 minutos si garantizaba una adecuada distribución del hierro en la mezcla, se procedió a verificar el cumplimiento del producto final fortificado mediante la determinación del hierro total del producto por análisis colorimétrico según lo descrito en el numeral 2.4.1.1 de la metodología. A continuación se presentan en la Tabla 39 los resultados de contenido de hierro para el croissant de jamón fortificado elaborado a nivel industrial. Teniendo en cuenta los contenidos de hierro total determinados para las muestras de croissant de jamón fortificado se determinó la desviación estándar de los datos obtenidos lo cual se muestra en la Tabla 40.

91

Tabla 39. Contenido de hierro en mg de Fe/100g de croissant de jamón fortificado elaborado a nivel industrial bajo las condiciones establecidas en la experimentación a nivel planta piloto Producto

Lectura Concentración espectrofotómetro (mg Fe/l)

Peso muestra (g)

Concentración Fe (mg Fe/100g de producto)

Fracción de hierro

0,494

1,3395

18,44

1,844E-01

0,619

1,8446

16,78

1,678E-01

0,536

1,2328

21,74

2,174E-01

Croissant de jamón fortificado

Concentración Fe Promedio (mg Fe/100g de producto)

18,9859

Tabla 40. Desviación estándar de los contenidos de hierro determinados para las muestras de croissant de jamón fortificado elaborado a nivel industrial Producto

Croissant de jamón fortificado

Fracción de hierro

Concentración Fe Promedio (mg Fe/100g de producto)

Concentración de Fe esperada (mg Fe/100g)

σ

18,98

19,15

0,025

1,844E-01 1,678E-01 2,174E-01

De acuerdo a la Tabla 40 se observa que el contenido de hierro total esperado para el croissant de jamón fortificado obtenido mediante la determinación por análisis colorimétrico fue bastante similar al contenido de hierro que se esperaba teniendo en cuenta la cantidad de hierro aminoquelado adicionado al moje de croissant de jamón elaborado a nivel industrial. Teniendo en cuenta el hierro basal mostrado en la Tabla 36 de este numeral se calculó el hierro elemental adicionado al restar del hierro total obtenido para el croissant fortificado el hierro basal determinado experimentalmente para el croissant sin fortificar. En la Tabla 41 se muestran estos valores y se comparan con el requerimiento de hierro a adicionar en mg de Fe/100g de producto.

92

Tabla 41. Cantidad de hierro elemental adicionado en mg de Fe/100g de producto para el croissant de jamón fortificado a nivel industrial

Producto

Concentración Fe Promedio (mg Fe/100g de producto)

Concentración Fe natural (mg Fe/100g de producto)

Croissant de jamón fortificado

18,99

13,03

Requerimiento hierro

Contenido de Fe adicionado elemental adicionado (mg de hierro/100g de producto) (mg Fe/100g de producto) Mínimo Máximo 5,96

4,185

6,155

En la Tabla 41 se observa que el croissant de jamón fortificado a nivel industrial según las condiciones establecidas en la etapa experimental a nivel planta piloto si cumple con las especificaciones de hierro elemental adicionado al producto; ya que, el hierro elemental adicionado obtenido para el croissant de jamón fortificado, el cual fue de 5.96 mg de Fe/100g de producto se encuentra dentro del rango de hierro adicionado exigido por la Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Alcaldía Mayor de Bogotá y la Secretaría de Educación que regula el programa de suministro de refrigerios nutricionales diarios con destino a estudiantes matriculados en Colegios Distritales de Bogotá. A pesar de que las condiciones establecidas para el proceso de elaboración de este producto garantizan la distribución homogénea del hierro en la mezcla y el cumplimiento del requerimiento de hierro a adicionar al producto fortificado, es importante tener en cuenta que el contenido de hierro basal del producto presenta un valor elevado con respecto a las fichas técnicas y a los análisis previos realizados por la empresa; por tal motivo, es indispensable lograr la estandarización del hierro basal mediante la verificación constante del aporte de hierro de las materias primas y la exigencia a proveedores sobre la estandarización del contenido de hierro en sus productos. Teniendo en cuenta en la Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 se plantea que el objetivo de este programa es el de suplir el 50% de los requerimientos diarios de hierro para la población infantil con deficiencias de este micronutriente, se decidió evaluar el aporte de hierro que provee este producto según la biodisponibilidad de cada compuesto de hierro presente en el

93

mismo y su porcentaje de cumplimiento frente a este requerimiento nutricional. Los cálculos de esta evaluación se presentan en el Anexo J. De acuerdo a los resultados presentados en este anexo se observa que el croissant de jamón fortificado a nivel industrial suple para porciones tipo A y B respectivamente, el 64,35% y el 70,20% de la recomendación diaria de hierro para la población con deficiencia de este micronutriente entre 6 y 9 años; lo cual excede el porcentaje de

cumplimiento de la

recomendación diaria de hierro establecido por el programa de refrigerios de la Secretaría de Educación, el cual debe ser del 50%. Según el Anexo J, se observa que si el producto fortificado estuviera dirigido a una población normal sin deficiencia de hierro, si estaría cumpliendo con las especificaciones estipuladas en la Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 debido a que para esta población el croissant de jamón suple el 46,20% y el 50,40% de la recomendación diaria de hierro para porciones tipo A y B respectivamente. 3.7 CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FORTIFICADO

En este numeral se presentan los resultados de la caracterización del croissant de jamón final fortificado a nivel industrial usando las condiciones de mezcla halladas en la experimentación descritas en el numeral 3.6.1 y las demás condiciones dadas por la empresa para el proceso de elaboración de este producto mencionadas en el numeral 3.1.1. Cabe recordar que no fue posible realizar la caracterización de la torta de chocolate fortificada debido a que el programa de la Secretaria de educación suspendió la adición de hierro para este tipo de producto y por tanto la empresa no permitió la elaboración de este producto fortificado a escala industrial. 3.7.1 Resultados caracterización de la textura del producto fortificado. Después de lograr que

el producto fortificado a nivel industrial, croissant de jamón, cumpliera con los requisitos

94

estipulados por la convocatoria pública de la Alcaldía Mayor de Bogotá se realizó una caracterización de la textura del producto siguiendo la metodología planteada en el numeral 2.7.1. El croissant de jamón fortificado elaborado del lote de producción

No. 1014 según las

condiciones estipuladas en la experimentación para la operación de mezcla fue caracterizado con respecto a la dureza del producto. A continuación se muestran en la Tabla 42 los datos de dureza en Newtons arrojados por el texturómetro Chantillon modelo LTCM-100 para diferentes muestras de croissant de jamón. Tabla 42. Datos de dureza para diferentes muestras de croissant de jamón fortificado No. Muestra

No. Lote de producción

Fecha de elaboración

Fecha de ensayo

Dureza (N)

1 2 3 4

1014 1014 1014 1014

30/07/2008 31/07/2008 01/08/2008 02/08/2008

01/08/2008 02/08/2008 03/08/2008 04/08/2008

73,69 66,06 70,15 75,06

5

1014

03/08/2008

05/08/2008

85,15

Promedio (N)

74,022

En la tabla anterior se muestra que el croissant de jamón fortificado con hierro aminoquelado (bisglicinato ferroso) presenta una dureza promedio de 74.022N después de un día de elaborado. Este resultado tiene validez en cuanto a que las evaluaciones sensoriales fueron realizadas con productos del mismo lote y por tanto de la misma dureza; debido a esto, los resultados obtenidos para la evaluación sensorial corresponden a esta caracterización de textura del producto fortificado. 3.7.2 Resultados evaluación sensorial. En este numeral se presentan los resultados obtenidos en

la evaluación sensorial del croissant de jamón fortificado realizada en cuatro colegios distritales de la capital ubicados en 4 localidades diferentes. Los resultados tabulados de la evaluación sensorial en cada institución educativa se presentan en el Anexo I. 3.7.2.1 Determinación del tamaño muestral y forma de muestreo. Teniendo en cuenta que el

tamaño poblacional en este estudio corresponde a 20.000 productos fortificados aportados por la

95

empresa al programa de refrigerios escolares cada 15 días se determinó el tamaño muestral para un intervalo de confianza de 7% , empleado debido a que la empresa solo estaba en condición de aportar máximo 250 muestras para la evaluación. Según lo anterior y empleando la ecuación planteada en el numeral 2.7.1, se obtuvo que el tamaño muestral es de 202. El muestreo se realizó a partir de 4 colegios distritales que otorgaron facilidades para la realización de la prueba. Los colegios seleccionados y su ubicación en la ciudad se presentan en la Tabla 43. Tabla 43. Colegios distritales de Bogotá participantes en la evaluación sensorial del croissant de jamón Colegio Distrital

Localidad

Institución Educativa Distrital Juan Lozano y

Suba

Lozano Colegio Distrital Villa El Mar Sede C

Fontibón

Colegio Distrital República de Guatemala

Engativá

Colegio Distrital República del Ecuador

San Cristóbal Sur

Cada institución tuvo una participación muy similar en el estudio aportando aproximadamente el 25% de las muestras. La participación en número de muestras de cada institución, teniendo en cuanta los parámetros de rango de edad y género de los estudiantes fue variable debido a la disponibilidad y la logística

de cada colegio. La distribución de las muestras en las 4

instituciones ubicadas en las localidades de Suba, Fontibón, Engativá y San Cristóbal Sur se presenta en la Tabla 44.

96

Tabla 44. Distribución de muestras por institución para la evaluación sensorial. Género

Localidad

Niños

Niñas

Edades (años) SUBA FONTIBÓN ENGATIVÁ SAN CRISTOBAL SUR

7 8 8 12 12 19

9 10 17 13 9 12

78 5 15 18 13

9 10 20 11 12 8

TOTAL

51

51

51

51

GRAN TOTAL

TOTAL 50 51 51 52

204

3.7.2.1 Resultados de aceptabilidad del croissant de jamón. Los resultados que se presentan en

este numeral presentan el rango de aceptabilidad de los parámetros de sabor, color y producto total del croissant de jamón, por parte del grupo

poblacional objeto de estudio el cual

corresponde a niños y niñas entre 7 y 10 años de edad cobijados con el programa de refrigerios escolares de la Secretaría de Educación de Bogotá. Estos resultados se produjeron usando la metodología descrita en el numeral 2.7.2. •

Aceptabilidad del sabor del croissant de jamón

En la Tabla 45 se presentan las frecuencias de la evaluación sensorial de aceptabilidad del sabor del croissant de jamón. La puntuación promedio obtenida a partir de los puntajes que cada uno de los 204 niños dio al sabor del producto fue de 4.04 lo cual corresponde a un 80.8% de aceptabilidad con un nivel de confianza del 93%. Lo cual indica que el sabor del producto fortificado con hierro aminoquelado es aceptado por el grupo poblacional objeto de estudio. En la figura 10 se presenta la distribución porcentual de los puntajes dados por los niños al sabor del producto fortificado. Esta distribución de la población nos permite inferir que existe una buena aceptación de esta característica del producto entre la población infantil beneficiada con los programas de refrigerios escolares ya que el 83% de los encuestados muestran agrado por el sabor del producto.

97

Tabla 45. Resultados de aceptabilidad del sabor FRECUENCIAS PUNTAJE

ACEPTABILIDAD SABOR SUBA

FONTIBON ENGATIVA

SAN CRISTOBAL

TOTAL

PUNTAJE PROMEDIO

5-Me gusta mucho

14

17

7

17

55

275

4-Me gusta

27

26

35

26

114

456

3-Ni me gusta ni me disgusta

7

4

6

8

25

75

2-Me disgusta

2

2

3

1

8

16

1-Me disgusta mucho

0

2

0

2

2

TOTAL

50

51

51

52

824 204

GRAN TOTAL

4,04

204

Figura 10. Resultados aceptabilidad del sabor

En la figura 10 se presenta la distribución porcentual de los puntajes dados por los niños al sabor del producto fortificado. Esta distribución de la población nos permite inferir que existe una

98

buena aceptación de esta característica del producto entre la población infantil beneficiada con los programas de refrigerios escolares ya que el 83% de los encuestados muestran agrado por el sabor del producto. •

Aceptabilidad del color del croissant de jamón

En la Tabla 46 se presentan las frecuencias de la evaluación sensorial de aceptabilidad del color del croissant de jamón. Tabla 46. Resultados aceptabilidad del color FRECUENCIAS PUNTAJE

ACEPTABILIDAD COLOR SUBA

FONTIBON

ENGATIVA

SAN CRISTOBAL

TOTAL

PROMEDIO

5-Me gusta mucho

14

16

5

10

45

225

4-Me gusta

25

22

40

34

121

484

3-Ni me gusta ni me disgusta

8

10

2

6

26

78

2-Me disgusta

2

2

4

2

10

20

1-Me disgusta mucho

1

1

0

2

2

TOTAL

50

51

51

GRAN TOTAL

52

204

204

809 3,97

La puntuación promedio obtenida a partir de los puntajes que cada uno de los niños dio al color del producto fue de 3.97 lo cual corresponde a un 79.4% de aceptabilidad con un nivel de confianza del 93% Lo anterior indica que el color del producto final fortificado con hierro aminoquelado es aceptado por el grupo poblacional objeto de estudio. En la figura 11 se presenta la distribución porcentual de los puntajes dados por los niños al color del producto fortificado. Esta distribución de la población nos permite inferir que existe una

99

buena aceptación de esta característica del producto entre la población infantil beneficiada con los programas de refrigerios escolares ya que el 81% de los encuestados muestran agrado por el color del producto. Figura 11. Resultados aceptabilidad del color

•

Aceptabilidad del producto total (croissant de jamón)

En la Tabla 47 se presentan las frecuencias de la evaluación sensorial de aceptabilidad del croissant de jamón. La puntuación promedio obtenida a partir de los puntajes que cada uno de los niños dio al sabor del producto fue de 4 lo cual corresponde a un 80% de aceptabilidad con un nivel de confianza del 93% Lo anterior indica que el producto final fortificado con hierro aminoquelado es aceptado por el grupo poblacional objeto de estudio, lo cual facilita el cumplimiento del objetivo nutricional para el cual fue elaborado.

100

Tabla 47. Resultados aceptabilidad del producto total FRECUENCIAS PUNTAJE

ACEPTABILIDAD PRODUCTO TOTAL SUBA

FONTIBON ENGATIVA

SAN CRISTOBAL

TOTAL

PROMEDIO

5-Me gusta mucho

12

15

7

15

49

245

4-Me gusta

28

27

36

24

115

460

3-Ni me gusta ni me disgusta

8

6

8

10

32

96

2-Me disgusta

2

3

3

8

16

1-Me disgusta mucho

0

0

0

0

TOTAL

50

51

51

52

817 204

GRAN TOTAL

204

4,00

Figura 12. Resultados aceptabilidad del producto total

101

En la figura 12 se presenta la distribución porcentual de los puntajes dados por los niños al producto fortificado. Esta distribución de la población nos permite inferir que existe una buena aceptación del producto fortificado entre la población infantil beneficiada con los programas de refrigerios escolares ya que el 80 % de los encuestados muestran agrado por éste. 3.7.2.2 Resultados de apreciación del croissant de jamón. Las opiniones de los niños y niñas

objeto de estudio acerca de las características organolépticas del producto como el sabor, color y el producto total son presentadas a continuación. •

Apreciación del sabor

En la Tabla 48 se presentan las diferentes opiniones que la población objeto de estudio expresa con respecto al sabor del producto fortificado. Estas apreciaciones permiten inferir que la mayoría de los encuestados consideran que el sabor del producto es agradable y

que su

fortificación con la cantidad de hierro aminoquelado adicionada a nivel industrial no altera la aceptabilidad de esta característica organoléptica. Lo anterior se corrobora en las figuras 13 y 14. •

Apreciación del color

En la Tabla 49 se presentan las opiniones expresadas por los niños con respecto al color del producto fortificado. La mayoría de las apreciaciones presentadas en la Tabla 49 indican que la adición del hierro aminoquelado en la cantidad utilizada a nivel industrial, no interfiere considerablemente en la aceptabilidad del color del producto. Sin embargo, algunas percepciones como gris, raro y oscuro dadas por un porcentaje minoritario de la población objeto de estudio pueden estar asociadas a la adición de este mineral. Lo anterior se puede corroborar en la figura 15 que presenta la distribución porcentual de la población con respecto a las diferentes apreciaciones relacionadas con el color del croissant de jamón.

102

Tabla 48. Resultados apreciación sabor APRECIACION SABOR FRECUENCIAS CLAVE DE DESCRIPCION SAN CATEGORIA CATEGORIA SUBA FONTIBON ENGATIVA TOTAL CRISTOBAL

%

A

Rico, Me gusta, Bien

19

33

28

34

114

55,9

B

Me gusta mucho, Delicioso, Súper Rico, Muy Rico, Sabrosísimo

14

11

5

2

32

15,7

C

Normal

6

1

10

5

22

10,8

D

Dulce, Azucaradito

5

2

3

10

4,9

E

No me agrada mucho, más o menos

2

1

7

3,4

F

Salado

2

2

6

2,9

G

Sabor a jamón

2

2

4

2,0

H

Dulce /salado

1

1

2

1,0

I

Acido

2

2

1,0

J

Casi sin sabor, Insípido

2

1,0

K

Agrio

1

0,5

L

Raro

1

1

0,5

M

Agridulce

1

1

0,5

204

100

TOTAL

4 2

2 1

50

51

51 204

GRAN TOTAL

103

52

Figura 13. Resultados apreciación sabor

Figura 14. Resultados apreciación sabor (barras)

104

Tabla 49. Resultados apreciación color APRECIACION COLOR CLAVE CATEGORIA

DESCRIPCION CATEGORIA

SUBA FONTIBON ENGATIVA

B

Dorado, Bien, Bueno, Bonito, Cafecito, Amarillito, Amarillo quemado Pálido, clarito

C

Normal

D

Oscuro

E

Muy amarillo

2

F

No me importa

1

A

G

Raro

H

Gris TOTAL

SAN TOTAL CRISTOBAL

%

14

26

35

29

104

51,0

8

9

9

8

34

16,7

25

14

5

7

51

25,0

2

4

6

2,9

1

3

1,5

1

1

3

1,5

1

1

2

1,0

1

1

0,5

204

100

50

51

51 204

GRAN TOTAL

Figura 15. Resultados apreciación color

105

52

•

Apreciación del producto total

En la Tabla 50 se presentan las opiniones expresadas por los niños con respecto al croissant de jamón fortificado. Tabla 50. Resultados apreciación producto total APRECIACION PRODUCTO TOTAL CLAVE DESCRIPCION SAN SUBA FONTIBON ENGATIVA TOTAL CATEGORIA CATEGORIA CRISTOBAL

%

A

Rico, me gusto, bonito, esta bien, chevere

28

25

39

32

124

60,78

B

Delicioso, Me gusta mucho, Muy Bueno, Super Rico

12

15

4

15

46

22,55

C

Normal

8

5

6

1

20

9,80

D

No muy bueno, no me gusto mucho, mas o menos , regular

3

2

4

9

4,41

E

Duro

2

0,98

F

Me disgusta

2

2

0,98

G

Fresco

1

1

0,49

204

100

TOTAL

2

50

51

51 204

GRAN TOTAL

52

Las opiniones expresadas por los niños con respecto al producto fortificado permiten determinar que el producto total es ampliamente aceptado por la población objeto de estudio. Lo anterior indica que el objetivo nutricional para el cual es elaborado se cumple. Una mejor representación de la distribución porcentual de la población con respecto a las diferentes apreciaciones relacionadas con el producto total se presenta en la figura 16.

106

Figura 16. Resultados apreciación producto total

3.7.2.3 Porcentaje de consumo del producto fortificado. En la Tabla 51 se presentan las

frecuencias del porcentaje de consumo del croissant de jamón por la población objeto de estudio. En esta tabla es posible observar que el 88% de los participantes ingieren la totalidad del producto lo cual indica que para la mayoría de niños el tamaño de porción es adecuado y puede ser ingerido fácilmente durante el lapso de tiempo asignado al refrigerio. Una mejor representación de estos datos puede observarse en la figura 17. Dentro de la Tabla 51

puede observarse que aparecen 4 datos adicionales, los cuales

corresponden a 4 individuos que rechazaron el producto cuando les fue entregado, por lo que no respondieron a las otras preguntas. Cuando se observó la reacción de estos niños se les cuestionó acerca de las razones de su rechazo a lo cual dieron respuestas relacionadas con inapetencia y desconfianza a los productos contenidos en los refrigerios.

107

Tabla 51. Porcentaje de consumo del producto FRECUENCIA PORCENTAJE DE CONSUMO SAN %CONSUMO SUBA FONTIBON ENGATIVA CRISTOBAL 45 41 49 48 100% 1 1 90% 1 1 80% 1 75% 1 70% 2 4 1 3 50% 1 20% 2 10% 2 5% 1 1 2 0% 50 52 52 54 TOTAL GRAN 208 TOTAL

TOTAL %

183 2 2 1 1 10 1 2 2 4

88,0 1,0 1,0 0,5 0,5 4,8 0,5 1,0 1,0 1,9

208

100

Figura 17. Resultados cantidad consumida

Las causas principales de no consumo del producto fueron, el consumo previo de otros alimentos, insuficiencia de liquido para consumir el producto y la inapetencia por el producto

108

4. PROPUESTA DEL MANEJO DE LA MEZCLA CON INCLUSIÓN DE HIERRO

En este capitulo se presentan las condiciones de mezcla propuestas para lograr una buena distribución del hierro en cada una de las mezclas de

los dos productos en estudio. Esta

propuesta se basa en los resultados obtenidos durante el desarrollo del proyecto y cuenta con validación experimental. 4.1 PROPUESTA PARA LA OPERACIÓN DE MEZCLA DE CROISSANT DE JAMON

Después de analizar el comportamiento de la mezcla de croissant durante las etapas de este proyecto, en donde se determinaron las variables influyentes y del índice de mezcla, es posible fijar las condiciones ideales de mezclado para este producto a nivel industrial, con el fin de obtener un producto final con las características de homogeneidad deseadas. Estas condiciones se presentan en la Tabla 52. Tabla 52. Condiciones de mezcla propuestas para el croissant de jamón VARIABLE

RECOMENDACIÓN/ OBSERVACIÓN

Se observó que la mezcladora tipo batidora 78 con la que cuenta Equipo de Mezclado

la empresa permite garantizar las condiciones necesarias para lograr una buena homogeneidad del hierro en la mezcla, por lo tanto su uso es apropiado para productos fortificados. Se

observó

que

el

agitador

tipo

gancho

empleado

industrialmente en la mezcla del croissant es adecuado para Tipo de Agitador

desarrollar las características tecnológicas del producto y ayuda a que se de una buena distribución del hierro en la masa, por lo que su uso debe continuarse.

78

McCABE, Op. Cit., p. 890.

109

Se observó que la velocidad de operación empleada a nivel industrial para el croissant debe mantenerse en cada una de las Velocidad de Mezclado

etapas de la mezcla porque con ella puede lograrse una buena homogeneidad teniendo en cuenta las demás condiciones establecidas en esta propuesta. Esto es: un minuto a 50 rpm y los 7 minutos siguientes a 90rpm.

Es posible mantener la adición de este compuesto en el moje Adición de Extracto de Margarina

puesto que

aunque propicia la oxidación del

hierro

aminoquelado no afecta su distribución en la mezcla. Lo anterior se comprobó durante la etapa pre- experimental

a nivel

laboratorio y se describe en el numeral 3.3.2.1.

El hierro aminoquelado empleado para la fortificación del croissant es altamente soluble, por lo que debe ser previamente Primera Pre-mezcla con Hierro Aminoquelado

disuelto en agua antes de su adición a la esponja. El hierro debe adicionarse a toda el agua presente en la formulación de la esponja para lograr una buena solubilidad. Lo anterior se verificó durante la etapa pre experimental a nivel laboratorio y se describe en el numeral 3.3.1. Debe efectuarse una segunda pre mezcla en la que el hierro disuelto en agua debe mezclarse con las cantidades adecuadas de

Segunda Pre-mezcla con Hierro Aminoquelado

harina y levadura para formar la esponja que constituye uno de los ingredientes principales en la formulación del croissant y facilita la dispersión del mineral en la mezcla. Lo anterior se comprobó durante la etapa pre experimental y se encuentra descrito en el numeral 3.3.2.1.

110

La premezcla del hierro aminoquelado en toda el agua de la formulación de la esponja debe efectuarse por un tiempo Tiempo de Duración de la mínimo de un minuto hasta que se observe una solución Primera Premezcla

homogénea sin hierro precipitado. Lo anterior se verificó durante la etapa pre experimental y se describe en el numeral 3.3.1. La premezcla de la esponja debe llevarse a cabo por un tiempo de 6 minutos contados a partir de la segunda velocidad (90 rpm)

Tiempo de Duración de la debido a que en este tiempo se logra una buena homogeneidad Segunda Premezcla

del hierro en la esponja. Lo anterior se comprobó durante la etapa experimental a nivel planta piloto y se describe en el numeral 3.5.1. La duración de la operación de mezcla deber ser de 7 minutos contados a partir de la segunda velocidad (90 rmp) para lograr

Tiempo Duración de la de Mezcla

una homogeneidad adecuada. Los tiempos de operación por encima y por debajo de este valor arrojan

productos con

contenido de hierro bastante variables. Lo anterior se verificó a nivel industrial y se describe en le numeral 3.6. En este proyecto se logró homogenizar una cantidad de hierro aminoquelado de 34g Fe/ moje con la cual se obtuvo un producto final con 5.96 mg de hierro elemental adicionado/ 100 Cantidad de Hierro Aminoquelado a Adicionar

g de croissant, cumpliendo así con las especificaciones de contenido de hierro adicionado estipuladas por la convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 en donde se exige un producto 6.155

con contenido de hierro adicionado entre 4.185 y

mg de hierro / 100 g de producto. Lo anterior se

comprobó durante la etapa industrial y se describe en el numeral 3.6.

111

4.2. PROPUESTA PARA LA OPERACIÓN DE MEZCLA DE TORTA DE CHOCOLATE

Aunque por decisión expresa de la Secretaria de Educación la torta de chocolate fortificada no seguirá formando parte de los refrigerios escolares, durante este proyecto se fijaron las condiciones adecuadas para la etapa de mezcla de este producto con hierro aminoquelado. Estas condiciones se presentan en la Tabla 53. Tabla 53. Condiciones de mezcla propuestas para la torta de chocolate VARIABLE

RECOMENDACIÓN / OBSERVACIÓN

Se observó que la mezcladora tipo batidora 79 con la que cuenta la empresa permite garantizar las condiciones Equipo de Mezclado

necesarias para lograr una buena homogeneidad del hierro en la mezcla, por lo tanto su uso es apropiado para productos fortificados. Se observó que el agitador tipo paleta usado en la mezcla de torta es adecuado para desarrollar las características

Tipo de Agitador

tecnológicas del producto y ayuda a que se de una buena distribución del hierro en la masa, por lo que su uso puede continuarse. La velocidad de operación empleada a nivel industrial para la torta de chocolate debe mantenerse en cada una de las etapas de la mezcla para lograr una buena homogeneidad teniendo

Velocidad de Mezclado

en cuenta las demás condiciones establecidas en esta propuesta. Esto es: 1.5 minutos de cremado a 90 rpm, los siguientes 3 minutos a 50 rpm y finalmente 6 minutos a 90 rpm.

79

McCABE, Op. Cit., p. 890.

112

El hierro aminoquelado empleado para la fortificación de la torta de chocolate es altamente soluble, por lo que debe ser Pre-mezcla de Hierro

previamente disuelto en toda el agua de la formulación, antes

Aminoquelado

de su adición a la mezcla. Lo anterior se verificó durante la etapa pre experimental a nivel laboratorio y se describe en el numeral 3.3.1. La duración de la operación de mezcla de torta de chocolate debe ser de 6 minutos contados a partir del inicio de la tercera etapa de velocidad (90 rpm) para lograr una homogeneidad adecuada. Los tiempos de operación por encima

de éste,

Tiempo de Duración de

aumentan de manera considerable la consistencia de la mezcla

Mezcla

y se pueden presentar taponamientos en el dosificador. Una duración inferior a 6 minutos arrojaría productos de alta variabilidad en su contenido de hierro. Lo anterior se comprobó durante la etapa experimental a nivel planta piloto y se describe en los numerales 3.5.2. y 3.5.3. . En este proyecto se logró homogenizar una cantidad de hierro

Cantidad de Hierro

aminoquelado de 20.3g Fe/ moje con la cual con la cual se

Aminoquelado a Adicionar

obtuvo un producto final teórico con 6.21 mg de hierro elemental adicionado / 100 g de torta cumpliendo así con las especificaciones

de

contenido

de

hierro

adicionado

estipuladas por la convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 en donde se exige un producto con contenido de hierro elemental adicionado entre 5.025 y 7.385 mg de hierro / 100 g de producto. Lo anterior se comprobó durante la etapa a escala planta piloto y se presenta en el numeral 3.4.2.

113

CONCLUSIONES

• Se determinó que las variables más influyentes sobre la homogeneidad del hierro en las mezclas de los productos en estudio, croissant de jamón y torta de chocolate, son la forma de inclusión del hierro a la mezcla y el tiempo de duración de la operación. La forma de inclusión ideal del hierro en cada producto debe realizarse mediante una pre-mezcla en agua y en el caso del croissant el hierro solubilizado debe ser parte de la formulación de la esponja como ingrediente, para facilitar su distribución posterior en la mezcla.

• El tiempo de duración óptimo de la operación de mezcla para cada producto, determinado por el índice de mezcla, es de 7 minutos contados a partir del inicio de la segunda velocidad (90rpm) en el caso del croissant de jamón y 6 minutos contados a partir del inicio de la tercera velocidad (90rpm) en el caso de la torta de chocolate. El mejor tiempo de mezclado para el croissant fue verificado a nivel industrial y se obtuvieron productos que cumplen con las especificaciones de hierro adicionado estipuladas en la Convocatoria Pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Secretaría de Educación. Un tiempo de duración inferior o superior al establecido altera las características tecnológicas

de las pastas dificultando su procesamiento y adicionalmente influye

negativamente en la distribución del hierro en las mezclas y por tanto en el contenido final del micronutriente en los productos.

• Las cantidades de hierro aminoquelado a adicionar en el moje de torta de chocolate y de croissant de jamón son respectivamente 20.3 y 34 g. Esta adición permite cumplir con las exigencias de hierro adicionado por porción según lo establecido en la Convocatoria Pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Secretaría de Educación.

114

• El producto fortificado elaborado con las condiciones ideales de mezcla se caracterizó mediante un análisis de textura y se evaluó sensorialmente obteniendo una aceptabilidad del 80% por parte de la población infantil objeto de estudio. El color obtenido en el croissant de jamón adicionado con hierro aminoquelado, que había sido considerado un defecto en la calidad organoléptica de los productos fortificados industrialmente en etapas anteriores al proyecto, también fue evaluado por niños beneficiados por el programa de refrigerios escolares de la Secretaria de Educación quienes lo calificaron obteniendo un porcentaje de aceptabilidad del 79%.

115

RECOMENDACIONES

•

Las empresas dedicadas a la elaboración y distribución de los productos destinados al programa de refrigerios infantiles dirigido a la población infantil con deficiencias nutricionales, cumplen un papel fundamental en el mejoramiento de la seguridad alimentaria de este segmento poblacional, por lo que deben exigir a sus proveedores el cumplimiento y la estandarización del contenido de hierro en sus productos con el fin de facilitar la obtención de productos finales con contenidos nutricionales estándar que suplan las necesidades de la población a la que van dirigidos. Lo anterior puede lograrse con programas de evaluación de proveedores constantes en los cuales se pueda ejercer un control sobre este aspecto.

•

Se recomienda que la empresa siga la propuesta planteada en este proyecto de grado para la operación de mezcla presente el proceso de elaboración del producto fortificado a nivel industrial; con el fin de garantizar la obtención de productos finales con un contenido de hierro estándar que permita cumplir con las especificaciones de la convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007 de la Secretaría de Educación.

• La estandarización del contenido de hierro en cada una de las materias primas involucradas en el proceso es un punto clave en la obtención de productos fortificados finales con contenidos de hierro acordes a los requerimientos nutricionales de los segmentos poblacionales a quienes se dirigen este tipo de programas y en este aspecto la legislación desempeña un papel fundamental por lo que se recomienda un mayor control de los contenidos de micronutrientes tanto a productos destinados a la elaboración de alimentos con objetivos nutricionales como a los productos finales fortificados.

116

• Aunque, en este proyecto se logró homogenizar una cantidad de hierro determinada acorde a las especificaciones de contenido de hierro adicionado estipuladas por la convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007, durante la realización del mismo se pudo observar una variabilidad notoria del contenido en hierro de las materias primas con respecto a lo estipulado en las fichas técnicas y en la legislación colombiana. Por lo anterior, consideramos que se debe hacer un estudio más riguroso de las exigencias de hierro adicionado en esta convocatoria teniendo en cuenta que el producto sin fortificar presenta una alta concentración del micronutriente según los resultados obtenidos en la determinación del hierro basal de los dos productos, y que el producto final fortificado suple más del 50% de la recomendación diaria de este micronutriente para la población infantil con deficiencia. Cabe resaltar que un exceso en el consumo de hierro causa problemas de estreñimiento y posibles enfermedades cardiovasculares asociadas a patologías que deben estudiarse mas a fondo para determinar si pueden llegar a afectar al grupo objeto de estudio. • Con el fin de establecer condiciones de la operación de mezcla de los dos productos de panificación en estudio que permitan obtener un grado homogeneidad de éstas mezclas más cercano al estado ideal de una mezcla completamente perfecta, se recomienda variar para futuras investigaciones otras variables influyentes además del tiempo de mezcla y la forma de inclusión del hierro en la mezcla, tales como son el equipo de mezcla, el tipo de agitador, la velocidad de mezcla, el tamaño de partícula del hierro aminoquelado, entre otras. • Debido a que el hierro aminoquelado es un compuesto relativamente nuevo en los procesos de fortificación en nuestro país, es necesario hacer estudios mas detallados acerca de su efecto en los alimentos. Así bien, podría evaluarse su efecto en el sabor, el color, la textura y las propiedades reológicas de los productos fortificados con el fin de garantizar la aceptabilidad de esta clase de productos en la población especifica a la que van dirigidos y de implementar procesos eficientes de fortificación a nivel industrial en base a estos conocimientos.

117

• A pesar de que el hierro aminoquelado se considera un compuesto apropiado para la fortificación de alimentos por su baja interacción con otros ingredientes presentes en el producto lo cual garantiza su alta biodisponibilidad, existen otros compuestos como NaFeEDTA (etilendiaminotetraacetato ferrosódico), trisglicinato férrico y compuestos de hierro encapsulados que también presentan una alta biodisponibilidad y cuyo uso en productos de panificación y otros alimentos merece ser evaluado mas ampliamente.

118

BIBLIOGRAFÍA

• ALCALDÍA MAYOR DE BOGOTA Y SECRETARÍA DE EDUCACIÓN. Convocatoria pública PMC – SED – SGO – 031 – 2007: Suministro de refrigerios nutricionales diarios con destino a estudiantes matriculados en Colegios Distritales. Bogotá: Alcaldía Mayor de Bogotá y Secretaría de Educación, 2007 • BENDER, David. Introducción a la nutrición y el metabolismo. España: Acribia S.A., 1995. • BELLO, Ciencia bromatológica: Principios generales de los alimentos. España: Ediciones Diaz de Santos S.A., 2000. p. 196 James. Food processing handbook. p. 242. [en • BRENNAN, http://books.google.es/books?id=3p5YRvyHHgC&pg=PA242&dq=mixing+of+doughs&lr=&sig=ACfU3U3Wr1alPAfPW1vYDYBm3i-3uGg7A#PPA242,M1. Consultado el 1 de Julio de 2008.

línea].

• CALAVERAS, Jesús. Tratado de Panificación y Bollería. Madrid, España: AMV Ediciones, 1993. • COSTE, E. Análisis sensorial de quesos. España: Universidad Nacional de Las Lomas de Zamora, 1998. p.10 • COOK, James. Food iron absorption. En: The American Journal of Clinical Nutrition. Vol 28 (1975) • DeWAYNE ASHMEAD. The absorption and metabolism or iron amino acid chelate. En: Archivos latinoamericanos de nutrición Vol 51 (No 1, 2001) • EARLE, R.L. Unit operations in food processing. 1983. Chap 12. [en línea]. www.nzifst.org.nz/unitoperations/mixing1.htm. Consultado el 18 de junio de 2008. • FAO. El estado de la inseguridad alimentaria en el mundo. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. 2004 [en línea] http://www.fao.org/docrep/007/y5650s/y5650s00.htm. Consultado el 20 de Agosto de 2007 • FEGER. Mixing, rheology and stability of highy filled thermal pastes. IBM Journal research & development. Vol 49 No. 4/5. July/September 2005 [en línea]. www.research.ibm.com/journal/rd/494/geger.pdf. Consultado el 18 de junio de 2008 • GISSLEN, Wayne. Panadería y Repostería para Profesionales. Balderas, México: Limusa, 2001p. 7

119

Efectos secundarios y contraindicaciones. [en línea] • Hierro: http://www.naturesbounty.com/vf/healthnotes/hn77/hn77_spanish/Es-Supp/Iron.htm. Consultado el 2 de Septiembre de 2008 • HIROAKI, Masuda. Powder technology handbook. 3a. Ed. [en línea]. http://books.google.es/books?id=ASGBy82J9LUC&pg=PT613&dq=degree+of+mixedness &lr=&sig=CWswe-OsH7vxZsjsy1F9fOeNw4w#PPT613,M1. Consultado el 19 de junio de 2008 • HURREL, Richard. Estrategias para la prevención de la deficiencia de hierro: fortificación con hierro de los alimentos. En: O’DONELL, Alejandro. Deficiencia de hierro: Desnutrición oculta en América Latina. Centro de estudios sobre nutrición infantil (CESNI), 1997. p. 188 • HURREL, Richard. Fortification: Overcoming Technical and Practical Barriers. En: Journal of nutrition. Vol 132 (2002). p. 806S. • ICBF. Encuesta nacional de la situación nutricional en Colombia. 2006. [en línea]. http://www.bienestarfamiliar.gov.co/ESPANOL/informes/encueta_nal_de_la_situa/ENSIN %20BOGOTA%20Y%20CUNDINAMARCA.ppt.ppt#381,1,Diapositiva 1. Consultado el 25 de Agosto de 2007 • ICBF. Recomendaciones de Consumo Diario de Calorías & Nutrientes para la Población Colombiana. Bogotá: ICBF, 2000. p. 68 • KONG YEUN, ZHU. Iron Absorption form NaFeEDTA is downregulate in Iron-loaded rats. En: Journal of Nutrition. 134:2270-2274 (Septiembre, 2004) • KULP, Karel. Handbook of cereal science and technology. 2ª. Ed. [en línea]. http://books.google.es/books?id=wr_Uk3Ft98MC&pg=PA517&lpg=PA517&dq=handboo k+of+cereal+science+%2B+mixing+index&source=web&ots=Uh2epqftnK&sig=xxiXhjYs WjaionHtLOVNJZhwkbQ&hl=es&sa=X&oi=book_result&resnum=3&ct=result#PPP1,M 1. Consultado el 1 de Julio de 2008. p. 516-517 • LAYRISSE, Miguel. Estrategia para la prevención y disminución de la prevalencia de la deficiencia de hierro a través de la alimentación. En: O’DONELL, Alejandro. Deficiencia de hierro: Desnutrición oculta en América Latina. Centro de estudios sobre nutrición infantil (CESNI), 1997. p. 167 • MASUDA, Hiroaki. Powder technology: Handling and operations, process instrumentation. p. 82. [en línea]. http://books.google.es/books?id=_rWZ81RWZkC&printsec=frontcover&dq=powder+technology,+handling&sig=ACfU3U2TU FD4WpUic8hgE3hQjyn11wWHgw#PPA82,M1. Consultado el 24 de junio de 2008.

120

• MATZ, Samuel. Bakery Technology and Engineering. 3ª ed. p. 548. [en línea]. http://books.google.es/books?id=rU1wQotD3jIC&pg=PA548&dq=mixing+of+doughs&lr= &sig=ACfU3U1u41lnSABBl7Xy08uWME7b3RgB9Q#PPA548,M1. Consultado el 1 de Julio de 2008. • McCABE, Warren. Operaciones básicas de Ingeniería Química. Volumen II. España: Reverte S.A., 1981. p. 891, 892 • MORENO ROJAS. Nutrición y dietética para tecnología de alimentos. España: Díaz de Santos, 2000. • OLIVA, Alexis. Prácticas de tecnología farmacéutica II. Curso académico 2007 – 2008. p. 28. [en línea]. http://webpages.ull.es/users/amoliva/4.pdf. Consultado el 24 de junio de 2008 • ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD. Compuestos de hierro para la fortificación de alimentos: Guía para América latina y el Caribe. Washington, D.C., 2002. p 9. [en línea] http://www.paho.org/Spanish/AD/FCH/NU/FRM03_HierroGuias.pdf. Consultado el 27 de Agosto de 2007. • RAHAMAN, M.M. Ceramic processing. p. 259. [en linea]. http://books.google.es/books?id=GC85CKs7URkC&pg=PT141&dq=mixing+index+%2B+ CURVES&lr=&source=gbs_toc_s&cad=1&sig=ACfU3U1DnbEA2PilaZbbhYqq8poKolqzA#PPT281,M1. Consultado el 1 de Julio de 2008. p. 259 • QUAGLIA, Giovanni. Ciencia y Tecnología de la Panificación. Zaragoza, España: Acribia S.A., 1991 • SANCHO, J. Introducción al análisis sensorial de los alimentos. México D.F.: Alfaomega, 2000 Rakesh. Food process design and evaluation. [en línea]. • SINGH, http://books.google.es/books?id=ijOgyi1yhBwC&printsec=frontcover&dq=Fan+y+Wang+ %2B+1975+%2B+mixing+index&lr=&source=gbs_summary_s&cad=0#PPP1,M1. Consultado el 1 de Julio de 2008. p 52-53 • UNIVERSITY OF FLORIDA IFAS EXTENSION. Determining sample size. [en línea]: http://edis.ifas.ufl.edu/PD006. Consultado el 25 de Julio de 2008.

121

122

ANEXO A CALCULOS DEL BALANCE DE MATERIA PARA LA ELABORACIÓN DE CROISSANT DE JAMÓN

Para determinar el balance de materia del proceso de elaboración de croissant de jamón se realizó un seguimiento del proceso a nivel industrial y se tomaron pesos a la entrada y salida de cada operación. Se trabajó con una base de cálculo de acuerdo al peso del moje de producto y los cálculos correspondientes se presentan a continuación. De acuerdo al proceso descrito en el numeral 3.1.1 la primera etapa del proceso de elaboración del croissant de jamón es la etapa de recepción. Debido a que durante esta etapa no se producen pérdidas del producto el balance de materia se expresa de la siguiente manera donde A y B corresponden a corrientes de materias primas A

B

RECEPCION

Balance general de la etapa de recepción A=B De igual manera, durante la etapa de pesaje no se producen ningún tipo de pérdidas significativas para el producto por lo tanto el balance de materia de esta etapa se presenta por medio de la siguiente ecuación donde C corresponde a los ingredientes de la formulación de la esponja pesados. B

PESAJE

C

Balance general de la etapa de pesaje B=C Durante la etapa de elaboración de la premezcla tampoco se incurre en pérdidas significativas para el proceso; por lo tanto, el balance de materia se describe de la misma manera que en las etapas anteriores. Donde D corresponde a la esponja obtenida de la premezcla. C

PREMEZCLA

123

D

Balance general de la etapa de pesaje C=D Los balances de materias anteriores definidos para las etapas de recepción y pesaje también se utilizan para el proceso de la premezcla del hierro en agua. A continuación se presenta el balance de materia de la etapa de la premezcla del hierro en agua. Donde las corrientes corresponden a Fe para el hierro aminoquelado, AG el agua de la formulación y HI el hierro disuelto en el agua de la formulación. AG

Fe PREMEZCLA EN AGUA HI

Balance general de la etapa de premezcla en agua AG + Fe = HI De acuerdo a la formulación establecida por la empresa, la cantidad de agua añadida al moje de croissant es de 21kg; y de acuerdo al cálculo de la cantidad de hierro adicionar para el moje de producto presentado en la Tabla 16 se deben adicionar 0.0359kg de hierro aminoquelado. Por lo tanto el cálculo de HI se define de la siguiente manera HI = AG + Fe HI = 21kg + 0.0359kg = 21.0359kg La esponja obtenida durante la etapa de premezcla es mezclada con el resto de ingredientes en una batidora al igual que con el hierro aminoquelado disuelto en el agua de la formulación. También es importante resaltar que durante esta etapa si se obtienen pérdidas. Por tanto las corrientes de esta etapa se definen de la siguiente manera: H I

F MEZCLA

P

M Donde F es la esponja obtenida de la premezcla, HI el hierro aminoquelado disuelto en el agua de la formulación, I los ingredientes de la formulación, M el moje obtenido durante la etapa de

124

mezcla y P las pérdidas obtenidas durante esta etapa del proceso. Y el balance de materia se presenta por medio de la siguiente ecuación:

Balance general de la etapa de mezcla H+I+F=M+P Si despejamos M de la ecuación anterior obtenemos que: M=H+I+F-P Teniendo en cuenta que para a la formulación de un moje de croissant de jamón, el peso de la esponja que corresponde a la corriente F es de 20kg, el peso del resto de ingredientes I es de 64.5kg, la corriente HI calculada anteriormente es de 21.036kg y las pérdidas P son de 0.85kg; y de acuerdo a la ecuación anterior la corriente M se calcula de la siguiente manera:

M=H+I+F-P M = 21.036kg + 64.5kg del resto de ingredientes + 20kg de esponja – 0.85kg de pérdidas M = 104.68kg Posteriormente en la etapa de cilindrado no se determinaron pérdidas significativas para el proceso por lo tanto el balance de materia se describe por medio de la siguiente ecuación M

CILINDRADO

M1

Balance general de la etapa de cilindrado M = M1 Por lo tanto, la corriente M1 presenta un valor de 104.68kg En la etapa de laminado entra la corriente HO que corresponde a la Margarina para hojaldre adicionada al moje de croissant la cual fue de 19.6kg. Por tanto el balance de materia se define de la siguiente manera: M1 HO

LAMINADO M2 125

Balance general de la etapa de laminado HO + M1 = M2 Donde M2 corresponde a la corriente del moje laminado y se calculó de la siguiente manera: M2 = HO + M1 M2 = 19.6kg + 104.68kg = 124.28kg Posteriormente se realizó un balance entre las etapas de mezcla y formado con el fin de determinar las pérdidas que se producen durante estas etapas.

Balance general entre las etapas de mezcla y formado

H + I + F +HO + J =P + D + P2 + CR La corriente CR que corresponde al peso de los croissants formados se cálculo mediante el producto del peso promedio de los croissants formados y la cantidad de croissants producidos por moje elaborado. Teniendo en cuenta que el valor de la corriente CR es de 131.51kg, D es 1.5kg y la corriente J es de 10.42kg de acuerdo a la formulación de la empresa, el cálculo de la corriente P2 se realizó mediante la siguiente ecuación: P2 = H + I + F +HO + J – CR – P - D P2 = 21.036 + 64.5 + 20 + 19.6 + 10.42kg – 131.51kg – 0.85 – 1.5 P2 = 1.69 Durante la etapa de fermentación del proceso del croissant de jamón no se producen pérdidas significativas para el proceso; por lo tanto el balance de materia se define de la siguiente manera: CR FERMENTACIÓN CR1 Balance general de la etapa de fermentación CR = CR1= 131.51kg de croissant fermentados

126

Durante la etapa de horneo si se presentaron pérdidas debido a la evaporación de agua de los croissants durante el proceso de horneo de los productos. El balance de materia para esta etapa se presenta a continuación: CR2 HORNEO

AG2

CR3 Balance general de la etapa de horneo CR2 = CR3 + AG2 La corriente CR3 que corresponde a los croissants horneados se cálculo mediante el producto del peso promedio de los croissants horneados y la cantidad de croissants producidos para un moje de producto. Debido a que el valor de los croissants horneados CR3 es de 111.82 y que la corriente CR2 es de 131.51kg se cálculo la corriente AG2 por medio de la siguiente relación matemática: AG2 = CR2 – CR3 AG = 131.51kg – 111.8kg AG = 19.7kg de agua Durante la etapa enfriamiento no se determinaron pérdidas por lo tanto el balance de materia se describe de la siguiente manera:

CR3 ENFRIAMIENTO CR4 Balance general de la etapa de enfriamiento CR3 = CR4 = 111.8kg de croissants horneados y fríos En la siguiente figura se presenta el balance de materia para el proceso de elaboración de croissant de jamón.

127

Balance de materia del proceso de elaboración de croissant de jamón

0.0359 kg de Fe aminoquelado RECEPCION

RECEPCION

0.0359kg de Fe aminoquelado

20 kg de materias primas PESAJE

PESAJE 0.0359kg de Fe aminoquelado 21 kg de Agua

20 kg de materias primas

PREMEZCLA EN AGUA

20 kg de ingredientes pesados PREMEZCLA

21.036kg de Fe en agua 64.5 kg del resto de ingredientes

20 kg de esponja MEZCLA

0.85 kg de Perdidas

104.68 kg de moje de croissant CILINDRADO 19.6 kg de margarina para hojaldre

104.68 kg de moje de croissant LAMINADO

1.69 kg perdidas

124.28 kg de Hojaldre laminado CORTE 10.42 kg de jamón

1.5 kg de devoluciones

FORMADO 131.51 kg de croissants formados FERMENTACIÓN 131.51 kg de croissant fermentados HORNEO

19.7kg de Agua

111.82 kg de croissants horneados

1601 Empaques

ENFRIAMIENTO 111.82kg de croissants horneados y fríos EMPAQUE 1601 Croissants de jamón ALMACENAMIENTO 1601 Croissant de jamón DISTRIBUCIÓN 1601 Croissant de jamón

128

ANEXO B CALCULOS DEL BALANCE DE MATERIA PARA LA ELABORACIÓN DE TORTA DE CHOCOLATE

Para determinar el balance de materia del proceso de elaboración de croissant de jamón se realizó un seguimiento del proceso a nivel industrial y se tomaron pesos a la entrada y salida de cada operación. Se trabajó con una base de cálculo de acuerdo al peso del moje de producto y los cálculos correspondientes se presentan a continuación. De acuerdo al proceso descrito en el numeral 3.1.2 la primera etapa del proceso de elaboración de la torta de chocolate es la etapa de recepción. Debido a que durante esta etapa no se producen pérdidas del producto el balance de materia se expresa de la siguiente manera donde A y B corresponden a corrientes de materias primas A

B

RECEPCION

Balance general de la etapa de recepción A=B De igual manera, durante la etapa de pesaje no se producen pérdidas significativas para el producto por lo tanto el balance de materia de esta etapa se presenta por medio de la siguiente ecuación donde C corresponde a los ingredientes de la formulación utilizados para el cremado los cuales son margarina y azúcar, y corresponden a un valor de 23kg. B

PESAJE

C

Balance general de la etapa de pesaje B=C De igual manera, durante la etapa de cremado no se producen pérdidas significativas para el producto por lo tanto el balance de materia de esta etapa se presenta por medio de la siguiente ecuación donde la corriente D corresponde a la margarina cremada. C

CREMADO

129

D

Balance general de la etapa de cremado C=D El peso de estas materias primas, margarina y azúcar, es de 23kg por lo tanto las corrientes A, B, C y D tienen un valor de 23kg. Para la elaboración de la premezcla también se tuvieron en cuenta los balances de las etapas de recepción y pesaje de ingredientes por lo tanto estos balances son validos también para el proceso de premezcla en el agua de la formulación. Para la etapa de premezcla si se consideraron las corrientes de Fe para hierro aminoquelado pesado, AG para el agua de la formulación y HI para el hierro disuelto en el agua de la formulación, por lo tanto el balance se describe de la siguiente manera:

AG

Fe PREMEZCLA HI

Balance general de la etapa de premezcla AG + Fe = HI De acuerdo a la formulación de la empresa la corriente AG tiene un valor de 11kg, y teniendo en cuenta el cálculo de la cantidad de hierro adicionar para el moje de producto sin considerar el % de pérdidas (ver Tabla 16) se deben adicionar 0.0203kg de hierro aminoquelado. Por lo tanto la corriente HI se calcula de la siguiente manera: HI = AG + Fe HI = 11kg + 0.0203kg = 11.0203kg Posteriormente esta premezcla se mezcla en la etapa de batido con la margarina previamente cremado y con el resto de ingredientes de la formulación que pesan 56.04kg los cuales corresponden a la corriente I. Culminada la etapa de batido el moje de torta de chocolate es llevado hasta la maquina dosificadora donde se realiza la etapa de dosificación y se obtienen 63.86kg de tortas. Por tanto el balance de materia para estas dos etapas se describe a continuación:

130

D HI

P BATIDO

I

DOSIFICACION T Balance general entre las etapas de batido y dosificación D + HI + I = T + P P = D + HI + I – T P = 23kg + 11.02kg + 33.04kg – 65.66kg P = 1.4kg Durante el horneo si se presenta pérdidas por causa de la evaporación de agua. Estas pérdidas se calcularon de acuerdo al balance de materia realizado para esta etapa el cual se muestra a continuación, donde la corriente AG2 es la cantidad de agua perdida en la etapa de horneo y la corriente T2 el producto horneado T HORNEO

AG2

T2 Balance general de la etapa de horneo T = T2 + AG2 La cantidad de torta de chocolate horneada que fue de 57.49 kg se calculó de acuerdo al producto del peso promedio del producto horneado y la cantidad de producto elaborado para el moje de torta y el cálculo se presenta a continuación:

AG2 = T - T2 AG2 = 65.66kg – 57.49kg = 8.17kg

131

En la siguiente figura se presenta el balance de material para el proceso de elaboración de la torta de chocolate Balance de materia del proceso de elaboración de torta de chocolate

0.0203kg Fe aminoquelado

RECEPCION

RECEPCION 0.0203kg Fe aminoquelado PESAJE

23 kg de margarina y azúcar PESAJE

0.0203kg Fe aminoquelado pesado 11 kg Agua

23 kg de margarina y azúcar

23 kg de margarina y azúcar CREMADO

PREMEZCLA 11.0203kg Hierro en agua 33.04 kg del resto de Ingredientes

23 kg de margarina cremada BATIDO

1.4 kg de pérdidas

Moje de torta batido DOSIFICACION 65.66 kg de moje de torta 8.17 kg de HORNEO Agua 57.49 kg de torta de chocolate Empaque

EMPAQUE 57.49 kg de Torta de chocolate d ALMACENAMIENTO 57.49 kg de Torta de chocolate DISTRIBUCION 57.49 kg de Torta de chocolate

132

ANEXO C DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HIERRO EN LAS MUESTRAS

Curva Patrón Ejemplo de cálculo de la concentración en mg de hierro/l de solución para el primer punto de la curva: Todos los puntos fueron tratados de la misma forma y los resultados se presentan en la siguiente tabla: Concentración y % Absorbancia de cada punto de la curva patrón Concentración Volumen de Patrones (mg de la Solución hierro/l de Patrón (ml) solución) 5 0,196 15 0,588 25 0,980 35 1,373 45 1,765

Absorbancia (510 nm) 0,02 0,064 0,113 0,165 0,206

Curva estándar para la determinación del contenido de hierro en mg de hierro / l de solución

133

Ejemplo del cálculo del contenido de hierro basal en croissant sin fortificar

1.1(mgFe / lsolucion) * CFe(mg / 100 g ) =

CFe(mgFe / porción) =

100ml 25ml 1000 g 1l * * * 5.1136 g 10ml 1kg 1000ml = 5.38mgFe / 100 gcroissant 10

5.38mgFe * 66 g = 3.55mgFe / porción de 66 g 100 gcroissant

134

ANEXO D CALCULOS PARA LA DETEMINACIÓN DEL INDICE DE MEZCLA MEDIANTE EL USO DE DIFERENTES RELACIONES MATEMATICAS

Para calcular el índice de mezcla a un tiempo determinado tomando diferentes muestras aleatorias de la mezcla y determinando la fracción del material trazador es necesario determinar inicialmente la media muestral x y la varianza máxima σ 0 para el estado inicial de la mezcla en el que ésta se encuentra complemente segregada. Posteriormente si es posible determinar el índice de mezcla mediante el uso de la relaciones matemáticas presentadas en la Tabla 3 del numeral 1.7.1. Teniendo en cuenta que para nuestro estudio se utilizó el hierro como elemento trazador; a continuación se presentan las concentraciones de hierro determinadas para 5 muestras tomadas al azar de una pasta mezclada por 6 minutos durante la etapa pre-experimental. Concentraciones de hierro en mg de hierro/100g de muestra para el tratamiento de hierro disuelto en el agua de la esponja y formulación con extracto Concentración de hierro (mg de hierro/100g de muestra) 8,900 9,858 9,091 7,585 10,004 Promedio

Fracción de hierro 0.00008900 0.00009858 0.00009091 0.00007585 0.00010004 0.00009087

La fracción de hierro se calculó mediante la siguiente conversión de unidades:

Fracción de hierro =

mg

135

de hierro 1g ⋅ 100 g 1000mg

Tomando como ejemplo la primera concentración de hierro presentada en la siguiente tabla se calculó la fracción de hierro para esta muestra. De igual manera se realizó el cálculo para las otras concentraciones de las otras muestras. Fracción de hierro =

8.9mg

de hierro g de hierro 1g ⋅ = 0.000089 100 g 1000mg g de muestra

Posteriormente se procedió a determinar la concentración de hierro elemental esperada en mg de hierro por 100g de masa para una mezcla completamente segregada teniendo en cuenta la cantidad de hierro aminoquelado adicionada a cada tratamiento mediante los cálculos mostrados a continuación. En la siguiente tabla se muestran estos resultados Concentraciones de hierro total elemental esperado para los tratamientos de la preexperimentación Peso moje (kg)

Cantidad hierro aminoquelado (g)

Hierro basal (mg Fe/100g de masa)

Concentración Fe elemental (18%) (mg Fe/100g masa)

Concentración Fe elemental (20%) (mg Fe/100g masa)

Promedio concentración Fe (mg Fe/100g masa)

Sin extracto

1.0

0,354

6,330

12,71

13,42

13,06

Con extracto

1.0

0,354

6,330

12,70

13,41

13,06

Sin extracto

1.0

0,067

6,330

7,54

7,67

7,61

Con extracto

1.0

0,127

6,330

8,62

8,87

8,74

Tratamiento

Premezcla en el agua de la formulación Premezcla en el agua de la esponja

Estos datos se determinan mediante la siguiente relación matemática: Concentrac ión de hierro

elemental =

Peso

Fe A min oquelado ⎛ 18 g Fe elemental ⎞ ⎟⎟ + Fe * ⎜⎜ Peso del moje ⎝ 100 g Fe a min oquelado ⎠

Basal

Por medio de esta ecuación se calcularon las concentraciones de hierro total para cada tratamiento. Tomando como ejemplo el tratamiento de hierro disuelto en el agua de la esponja y formulación con extracto se realizó el cálculo de la siguiente manera:

136

⎛ ⎛ 0.127 g ⎛ 1kg ⎞ ⎛ 18 g Fe elemental ⎞ ⎛ 1000mg ⎞ ⎞ ⎞⎟ mg de Fe ⎟*⎜ ⎜ ⎟*⎜ ⎟ ⎟ * 100 + 6.33 Concentración de hierro elemental = ⎜ ⎜⎜ ⎜ 1Kg.moje ⎜⎝ 1000 g ⎟⎠ ⎜⎝ 100 g Fe a min oquelado ⎟⎠ ⎜⎝ 1g ⎟⎠ ⎟ ⎟ 100 g ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ mg de Fe Concentración de hierro elemental = 8.62 100 g de masa

De igual manera se calculo la concentración de hierro elemental para el caso en que el hiero aminoquelado tiene el 20% de hierro elemental y se halló un promedio de las concentraciones de hierro elemental total esperado. Después de tener la concentración de elemental entregado hierro se calculó la varianza máxima para la mezcla completamente segregada mediante la siguiente relación matemática

σ 0 = μ (1 − μ ) Donde μ es la fracción global esperada para cada tratamiento y se determinó la ecuación planteada anteriormente. Para el primer tratamiento el promedio de la concentración de hierro elemental total esperada es de 8.74mg de Fe/100g de masa entonces la varianza máxima se obtiene de la siguiente manera:

σ 0 = 0.0000874 * (1 − 0.0000874) = 9.348 * 10 −3

σ 0 2 = (9.348 * 10 −3 ) = 8.743 * 10 −5 2

Después de calcular la varianza máxima se determinó la varianza para las muestras analizadas mediante la siguiente ecuación:

σ=

σ =

∑

N i =1

( xi − x ) 2

N −1

(0.000089 − 0.00009087) 2 + (0.00009858 − 0.00009087) 2 + (0.00009091 − 0.00009087) 2 + (0.00010004 − 0.00009087) 2 4

σ = 9.652 * 10

−6

σ 2 = (9.652 * 10 − 6 ) = 9.316 * 10 −11 2

137

Ya teniendo la varianza de las muestras y la varianza de la mezcla completamente segregada si se puede proseguir a calcular los índices de mezcla mediante las relaciones matemáticas planteadas en la Tabla del numeral 1.7.1. Cada índice de mezcla se calculó de la siguiente manera: A continuación se presenta el cálculo para el índice de mezcla I.1 planteado por Lacey el cual presenta un valor de 0 para una mezcla completamente segregada y de 1 para un grado de homogeneidad perfecto: IM

IM

I ,1 ( Lacey ) =

I .1 ( Lacey ) =

(σ 02 − σ 2 ) (σ 02 − 0)

8.743 *10 −3. − 9.316 *10 −11 = 1.000 8.743 *10 −3

Cálculo del índice de mezcla I.2 que presenta un valor de 0 para una mezcla completamente segregada y de 1 para un grado de homogeneidad perfecto: N

IM

I .2 = 1 − IM

∑ (x

− x) 2

σ i =1 =1− σo ( N − 1) μ (1 − μ )

I .2 = 1 −

i

9.652 *10 −6 = 0.99896 9.348 *10 −3

Cálculo del índice de mezcla II el cual presenta un valor de 0 para una mezcla completamente segregada y de 1 para un grado de homogeneidad perfecto:

IM

II = 1 −

σ2 σ o2

(9.652 *10 ) II = 1 − (9.348 *10 )

−6 2

IM

−3 2

= 1.000

Cálculo del índice de mezcla VI.1 planteado por McCabe para pastas el cual presenta un valor de 1 para una mezcla completamente segregada y un valor cercano a cero para un grado de homogeneidad perfecto

138

N

IM

IM

VI .1 =

VI .1 =

∑ (x

− x) 2

σ i =1 = σo ( N − 1) μ (1 − μ ) i

9.652 * 10 −6 = 1.0325 * 10 −3 −3 9.348 * 10

Cálculo del índice de mezcla VIII cuya escala va desde el valor de la desviación estándar para una mezcla completamente segregada hasta el valor de la desviación estándar de la mezcla perfectamente homogénea: IM

VIII = σ 2

IM

VIII = 9.652 * 10 −6

(

)

2

= 9.316 * 10 −11

Cálculo del índice de mezcla con respecto al logaritmo en base diez de la desviación estándar de la concentración en mg de Fe por 100g de muestra Log σ = Log (0.9652) = −0.0153

139

ANEXO E RESULTADOS PRE – EXPERIMENTACION

En la siguiente tabla, la cual se muestra a continuación, se presentan los datos obtenidos para la determinación de hierro en las diferentes muestras tomadas de los tratamientos analizados. Estos resultados fueron hallados de acuerdo a los cálculos mostrados en el Anexo C. Concentración de hierro de las muestras de los tratamientos de la pre-experimentación

Tratamientos

Premezcla en el Agua de la Formulacion

Premezcla en el Agua de la Esponja

Sin Extracto 6 min

Con Extracto 6 min

Con Extracto 6 min

Sin extracto 6 min

Lectura Concentración espectrofotómetro (mgFe/l solución)

Peso inicial muestra (g)

(mgFe /100g masa)

Fracción de hierro

5,0309 5,0351 5,0083 5,0284 4,9981 5,0552 5,0013 5 5,0115

15,63 4,49 16,72 17,79 16,97 6,42 21,51 17,16 19,72

1,563E-04 4,493E-05 1,672E-04 1,779E-04 1,697E-04 6,424E-05 2,151E-04 1,716E-04 1,972E-04

4,8998 5,072 4,9676 4,8914 5,1804 5,1053 5,0195 4,9964 5,0655 4,9984

10,73 10,12 11,21 11,77 12,68 10,26 7,09 8,95 15,20 8,94

1,073E-04 1,012E-04 1,121E-04 1,177E-04 1,268E-04 1,026E-04 7,087E-05 8,946E-05 1,520E-04 8,943E-05

1,258 0,362 1,34 1,431 1,357 1,299 1,721 1,373 1,581 * 2,103 2,053 2,227 2,302 2,575 2,095 1,423 1,788 1,232 1,788

A partir de estas concentraciones se determinó el índice de mezcla para cada tratamiento de acuerdo a diferentes relaciones matemáticas las cuales se muestran en la Tabla 3 del numeral 1.7.1 y los cálculos respectivos se muestran en el Anexo D.

140

ANEXO F CONTENIDO DE HIERRO DE LAS MATERIAS PRIMAS

La determinación del contenido de hierro para las materias primas con aporte significativo de hierro en la formulación de los mojes de los productos en estudio se realizó mediante los cálculos descritos en el Anexo C. En la siguiente tabla se presentan los resultados obtenidos. Cálculo del contenido de hierro en mg Fe/100g de muestra para cada materia prima

Margarina

Huevo

Cocoa Harina La Aurora (Tipo 1) Agua Jamón Margarina para hojaldre

Harina (tipo 2)

Lectura Concentración espectrofotómetro (mg/l) 0,204 0,196 0,27 0,843 0,727 0,685 0,735 0,818 0,776 1,232 1,174 1,083 0,113 0,287 0,577 0,461 0,337 0,221 0,258 0,395 0,519 0,445

Peso inicial muestra (g)

Concentración Fe (mg Fe /100g de muestra)

4,9463 4,9203 4,9851 5,0971 5,1443 5,077 2,6441 1,7443 2,1576 4,7075 2,5744 2,3855 10 2,3487 2,8744 2,0824 2,2478 1,8995 1,9638 1,4398 1,5154 1,5064

1,03 1,00 1,35 4,13 3,53 3,37 17,72 29,31 22,93 6,54 11,40 11,35 0,28 3,05 5,02 5,53 3,75 2,91 3,28 13,72 17,12 14,77

141

Promedio Hierro basal (mg Fe/100g de muestra)

1,13

3,68

23,32

9,76 0,28 4,54

3,31

15,20

ANEXO G CALCULO DE LA CANTIDAD DE HIERRO AMINOQUELADO A ADICIONAR POR MOJE DE PRODUCTO

Teniendo en cuenta los niveles de hierro exigidos en la Convocatoria Pública, los cuales se muestran en la Tabla 21 del numeral 3.4.2. se determinaron los niveles de adición de hierro en mg de hierro/100g de producto final mediante el uso de la siguiente relación matemática:

Adición

de hierro ( mg

de hierro / 100 g

de

producto ) =

mg de hierro porción * 100 peso de la porción

Por ejemplo para el nivel de adición mínimo con respecto al refrigerio Tipo A el cual debe ser de 2.72mg de hierro/porción para un peso de la porción de 55g se determinó el nivel de adición de hierro en mg de hierro/100g de producto de la siguiente manera:

Adición de hierro (mg de hierro / 100 g de Adición de hierro (mg de hierro / 100 g de

2.72 mg de hierro porción * 100 55 g de porción producto) = 4.95 mg de hierro / 100 g de producto

producto) =

De esta manera se hallaron los niveles de adición en mg de hierro/100g de producto para los otros requerimientos exigidos por la Convocatoria Pública los cuales se muestran en la Tabla 22 del numeral 3.4.2. El nivel de hierro promedio se determinó entre los requerimientos mínimos y máximos exigidos de acuerdo a la siguiente ecuación.

Re querimiento

promedio =

Nivel mínimo + Nivel máximo 2

De esta manera para un refrigerio Tipo A se tiene que los niveles mínimos y máximo exigidos en mg de hierro/100g de producto son de 4.95 y 7.27 mg de hierro/100g de producto por lo tanto: (4.95 + 7.27) Re querimiento

promedio =

mg de hierro 100 g de producto 6.11 mg de hierro = 2 100 g de producto

142

De la misma manera se determinó la cantidad de hierro exigido para cada tipo de refrigerio y tipo de producto. Posteriormente se realizó el cálculo de la cantidad de hierro a adicionar para cada moje de producto utilizando la relación matemática propuesta en el numeral

Cantidad

⎛ mg de hierro ⎞ ⎟⎟ * ( Peso del moje − pérdidas Hierro exigido ⎜⎜ ⎝ 100 g de producto ⎠ de hierro a min oquelado = % Hierro elemental en el hierro a min oquelado

de agua )

De esta manera el cálculo del hierro aminoquelado adicionar para la torta de chocolate Tipo A se realizó de la siguiente manera y teniendo en cuenta el peso total del moje antes de la mezcla y las perdidas en la operación de horneo calculadas según el balance de materia de cada producto, valores que se presentan en el numeral 3.2, y un porcentaje de hierro elemental mínimo en el hierro aminoquelado del 18%. Por tanto si se tiene que el peso del moje de la torta de chocolate antes de la operación de mezcla es de 67.06kg y las pérdidas durante la operación de horneo son de 8.17kg, la cantidad de hierro aminoquelado a adicionar se calcula de la siguiente manera:

Cantidad

Cantidad

⎛ ⎛ 1000mg ⎞ ⎞ mg de hierro ⎜ 6.11 ⎟⎟ ⎟ * (67.06 − 8.17)kg * ⎜⎜ 100 g de producto ⎜ ⎝ 1kg ⎠ ⎟ ⋅ ⎛⎜ 1g ⎞⎟ de hierro a min oquelado = ⎜ ⎟ ⎜ 1000mg ⎟ 18 g Hierro elemental en el hierro a min oquelado ⎠ ⎟ ⎝ ⎜ 100 g ⎟ ⎜ ⎠ ⎝ de hierro a min oquelado = 19.98 g de hierro a min oquelado / moje de torta chocolate

Para el cálculo del hierro aminoquelado adicionar al croissant de jamón Tipo A se tuvo en cuenta el peso total del moje como la suma del peso del moje antes de la mezcla considerando la margarina para hojaldre y el jamón adicionados en las etapas de laminado y formado respectivamente, las perdidas en la operación de horneo calculadas según el balance de materia de cada producto, valores que se presentan en el numeral 3.2, y un porcentaje de hierro elemental mínimo en el hierro aminoquelado del 18%. Por tanto si se tiene que el peso del moje del croissant de jamón antes de la operación de mezcla es de 105.53kg, el peso de la margarina para hojaldre es de 19.6kg, el del jamón de 10.42kg y las pérdidas durante la operación de horneo son de 19.6kg, entonces el calculo del hierro aminoquelado a adicionar al moje de croissant es el siguiente:

143

Cantidad

Cantidad

⎛ ⎛ 1000mg ⎞ ⎞ mg de hierro ⎜ 5.09 ⎟⎟ * ((105.53 + 19.6 + 10.42) − 19.7)kg * ⎜⎜ 100 g de producto 1kg ⎟⎠ ⎟ ⎛ 1g ⎞ ⎜ ⎝ de hierro a min oquelado = ⎜ ⎟ ⋅ ⎜⎜ 1000mg ⎟⎟ 18 g Hierro elemental en el hierro a min oquelado ⎠ ⎜ ⎟ ⎝ 100 g ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ de hierro a min oquelado = 32.75 g de hierro a min oquelado / moje de torta chocolate

144

ANEXO H PRUEBA SENSORIAL AL CONSUMIDOR DE CROISSANT DE JAMÓN FORTIFICADO Fecha:___________________

Localidad:______________________________

Nombre del colegio distrital beneficiado por el programa de refrigerios de la Alcaldía Mayor de Bogotá y la Secretaría de Educación:

Nombre del niño niña:___________________________________________________________ Edad:________

Curso:_______

o

Género: M ( ) F ( ) CUESTIONARIO

1. Como te parece el sabor del croissant de jamón?

Y ese sabor:

Te gusta mucho Te gusta Ni te gusta ni te disgusta Te disgusta Te disgusta mucho 2. Como te parece el color del croissant de jamón?

( ( ( ( (

) ) ) ) )

Te gusta mucho Te gusta Ni te gusta ni te disgusta Te disgusta Te disgusta mucho

( ( ( ( (

) ) ) ) )

Te gusta mucho Te gusta Ni te gusta ni te disgusta Te disgusta Te disgusta mucho

( ( ( ( (

) ) ) ) )

Y ese color:

____________________________________ ____________________________________ ___________________________ 3. Como te parece el producto? ____________________________________ ____________________________________ ________________________ 4. Porcentaje de consumo del producto: ______

145

ANEXO I TABULACION DE LOS RESULTADOS DE LA EVALUACION SENSORIAL REALIZADA A LAS INSTITUCIONES EDUCATIVAS DISTRITALES Resultados sabor Institución Educativa Distrital Juan Lozano y Lozano

APRECIACION

SABOR (Apreciación) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 años años años años Frecuencia

TOTAL

PUNTAJE

SABOR (Puntaje) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 años años años años Frecuencia

TOTAL

Me gusta mucho, Delicioso, Súper Rico, Muy Rico, Sabrosísimo

3

4

3

4

14

5-Me gusta mucho

3

3

3

5

14

Rico, Me gusta, Bien

4

9

1

5

19

4-Me gusta

4

11

1

11

27

3

1

3

7

1

2

20

50

Normal

1

Dulce, Azucaradito

2

1

1

Dulce /salado

GRAN TOTAL

6

4

5

1

1

1

Agrio Salado Acido TOTAL

2

8

3-Ni me gusta ni me disgusta 2-Me disgusta 1-Me disgusta mucho

1

1

17

5

2 2 20

2 2 50

50

146

TOTAL GRAN TOTAL

8

17

5 50

Resultados color Institución Educativa Distrital Juan Lozano y Lozano

APRECIACION

COLOR (Apreciación) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 años años años años Frecuencia

TOTAL

PUNTAJE

COLOR (Puntaje) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 años años años años Frecuencia

TOTAL

Me gusto, Chevere, Dorado, Bien, Apenas, Bueno, Bonito

3

9

3

12

27

5-Me gusta mucho

1

7

2

4

14

Normal

1

5

2

6

14

4-Me gusta

2

5

3

15

25

Palido

2

2

4

3-Ni me gusta ni me disgusta

3

4

1

8

2

2-Me disgusta

1

1

3

1-Me disgusta mucho

1

50

TOTAL

8

50

GRAN TOTAL

2

Muy amarillo No me importa

2

1

TOTAL

8

17

GRAN TOTAL

5 50

20

147

2 1

17

5 50

20

50

Resultados producto total Institución Educativa Distrital Juan Lozano y Lozano

APRECIACION

PRODUCTO EN GENERAL (Apreciación) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 años años años años

TOTAL

PUNTAJE

PRODUCTO EN GENERAL (Puntaje) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 años años años años

Frecuencia

TOTAL

Frecuencia

Delicioso, Me gusta mucho, Muy Bueno, Super Rico

1

4

3

2

10

5-Me gusta mucho

2

4

3

3

12

Rico, me gusto, bonito, esta bien, chévere

6

11

1

14

32

4-Me gusta

5

11

1

11

28

Normal

1

2

1

3

7

2

1

5

8

1

1

1

2

20

50

20

50

Duro

TOTAL GRAN TOTAL

8

17

5 50

148

3-Ni me gusta ni me disgusta 2-Me disgusta 1-Me disgusta mucho TOTAL GRAN TOTAL

1

8

17

5 50

Cantidad de producto consumido Institución Educativa Distrital Juan Lozano y Lozano

% DE CONSUMO

Cantidad de producto consumido Niños Niñas 7- 8 años 9- 10 años 7- 8 años 9- 10 años

TOTAL

Frecuencia 100

8

14

4

19

45

90

1

1

80

1

1

75

1

50 25 TOTAL GRAN TOTAL

8

17

4 50

149

1

1

1

2

21

50

Resultados sabor Colegio Distrital Villa Mar El Carmen Sede C

APRECIACION

Me gusta mucho, Delicioso, Super Rico, Muy Rico, Sabrosisimo Rico, Me gusta, Bien

SABOR (Apreciación) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 años años años años Frecuencia

TOTAL

PUNTAJE

1

6

2

11

5-Me gusta mucho

5

4

6

2

17

7

12

8

6

33

4-Me gusta

6

6

8

6

26

1

4

2

2

1

1

Dulce, Azucaradito

0

Agrio

0 2

4

Raro

1

1

Agridulce

1

1

1

11

51

No me agrada

1

Fresco TOTAL

1 12

GRAN TOTAL

TOTAL

2

Normal

No me agrada mucho

SABOR (Puntaje) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 años años años años Frecuencia

1

13

15 51

150

3-Ni me gusta ni me disgusta 2-Me disgusta 1-Me disgusta mucho

TOTAL GRAN TOTAL

3

1

12

1

13

15 51

2

11

51

Resultados color Colegio Distrital Villa Mar El Carmen Sede C

APRECIACION

COLOR (Apreciación) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 TOTAL PUNTAJE años años años años

COLOR (Puntaje) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 TOTAL años años años años

Frecuencia Dorado, Bien, Bueno, Bonito, Cafecito, Amarillito

4

Normal

6

Pálido

1

9

4

Frecuencia

7

6

26

5-Me gusta mucho

3

5

5

3

16

6

2

14

4-Me gusta

5

3

9

5

22

3

4

3

10

1

3

0

Muy amarillo No me importa

1

1 1

Raro TOTAL GRAN TOTAL

9

12

13

15

3-Ni me gusta ni me disgusta 2-Me disgusta 1-Me disgusta mucho

1

1

2

1

1

1 11

51

51

151

TOTAL GRAN TOTAL

12

13

15 51

11

51

Resultados producto total Colegio Distrital Villa Mar El Carmen Sede C

APRECIACION

Delicioso, Me gusta mucho, Muy Bueno, Super Rico, Fresco Rico, me gusto, bonito, esta bien, chevere, bueno

PRODUCTO EN GENERAL (Apreciación) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 TOTAL años años años años Frecuencia

5

3

6

1

15

5-Me gusta mucho

6

3

5

1

15

3

9

6

7

25

4-Me gusta

3

9

9

6

27

1

2

2

5

1

1

4

6

Normal

3-Ni me gusta ni me disgusta 2-Me disgusta 1-Me disgusta mucho

0

Duro No muy bueno, no me gusto mucho

1

Me disgusta

2

2

Fresco TOTAL

1 12

1 51

GRAN TOTAL

PUNTAJE

PRODUCTO EN GENERAL (Puntaje) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 TOTAL años años años años Frecuencia

1

13

15

1

11

3

TOTAL GRAN TOTAL

51

152

2

1

3 0

12

13

15 51

11

0 51

Cantidad de producto consumido Colegio Distrital Villa Mar El Carmen Sede C % DE CONSUMO

100

Cantidad de producto consumido Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 TOTAL años años años años Frecuencia 10

12

11 1

80

1

50 20

8

2

1 1

1

1

TOTAL GRAN TOTAL

12

4 1

10 5

41

2

2

11

51

1 13

15 51

153

Resultados sabor Colegio Distrital República de Guatemala SABOR (Apreciación) SABOR (Puntaje) Niños Niñas Niños Niñas 99997- 8 7- 8 TOTAL PUNTAJE 7- 8 APRECIACION 7- 8 10 10 10 10 TOTAL años años años años años años años años Frecuencia Frecuencia 5-Me gusta 1 1 3 2 2 7 Sabor a Jamón mucho Me gusta mucho, 3 2 5 8 2 16 9 35 Delicioso, Super 4-Me gusta Rico, Muy Rico, Sabrosisimo Rico, Me gusta, Bien

4

3

16

5

28

Normal

1

2

2

5

10

Dulce, Azucaradito

2

Salado

1

No me agrada mucho TOTAL GRAN TOTAL

2 1 2

12

3-Ni me gusta ni me disgusta

1

2-Me disgusta 1-Me disgusta mucho

2

3

3

6 3 0

2 2

9

18 51

12

51

TOTAL GRAN TOTAL

154

12

9

18 51

12

51

Resultados color Colegio Distrital República de Guatemala COLOR (Apreciación) COLOR (Puntaje) Niños Niñas Niños Niñas APRECIACION 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 TOTAL PUNTAJE 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 TOTAL años años años años años años años años Frecuencia Frecuencia 5-Me gusta 2 2 3 2 5 Muy Oscuro mucho Dorado, Bien, Bueno, Bonito, Cafecito, Amarillito, Amarillo quemado

8

5

Normal

1

2

Pálido

1

2

TOTAL GRAN TOTAL

12

15

3

9

18 51

7

35

4-Me gusta

2

5

3-Ni me gusta ni me disgusta

3

9

12

51

2-Me disgusta 1-Me disgusta mucho TOTAL GRAN TOTAL

155

8

7

15

10

2

40

2

1

3

4 0

12

9

18 51

12

51

Resultados producto total Colegio Distrital República de Guatemala PRODUCTO EN PRODUCTO EN GENERAL GENERAL (Puntaje) (Apreciación) Niños Niñas Niños Niñas APRECIACION 999- TOTAL PUNTAJE 9- TOTAL 7- 8 7- 8 7- 8 7- 8 10 10 10 10 años años años años años años años años Frecuencia Frecuencia Delicioso, Me gusta mucho, 5-Me gusta 1 3 4 1 6 7 Muy Bueno, mucho Super Rico, Fresco Rico, me gusto, bonito, esta 10 5 15 9 39 5 15 6 36 4-Me gusta 10 bien, chevere, bueno 3-Ni me 1 2 3 6 1 4 3 8 Normal gusta ni me disgusta 2-Me 0 0 Duro disgusta No muy bueno, 1-Me 2 2 0 no me gusto disgusta mucho mucho 12 9 18 12 51 12 9 18 12 51 TOTAL TOTAL GRAN 51 51 GRAN TOTAL TOTAL

156

Cantidad de producto consumido Colegio Distrital República de Guatemala Cantidad de producto consumido Niños Niñas % DE 99CONSUMO 7- 8 10 7- 8 10 TOTAL años años años años Frecuencia 100

11

90

1

9

12

1 12

49

1

50 TOTAL

17

9

GRAN TOTAL

1

18 51

157

12

51

Resultados sabor Colegio Distrital República del Ecuador

APRECIACION

SABOR (Apreciación) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 TOTAL años años años años Frecuencia

1

Sabor a Jamón Me gusta mucho, Delicioso, Super Rico, Muy Rico, Sabrosisimo

1

2

2

5-Me gusta mucho

5

5

5

2

17

2

4-Me gusta

11

5

4

6

26

3

2

3

8

1

1

Rico, Me gusta, Bien

11

9

9

5

34

Normal

2

1

1

1

5

Dulce, Azucaradito

2

Dulce /salado Salado Casi sin sabor No me agrada mucho, mas o menos TOTAL

1

GRAN TOTAL

1 1

3

1 1

1 1 19

12

13

8

PUNTAJE

SABOR (Puntaje) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 TOTAL años años años años Frecuencia

3-Ni me gusta ni me disgusta 2-Me disgusta 1-Me disgusta mucho

0

1 2 2

0 0

1

0

52

52

158

TOTAL GRAN TOTAL

19

12

13 52

8

52

Resultados color Colegio Distrital República del Ecuador

APRECIACION

COLOR (Apreciación) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 TOTAL PUNTAJE años años años años Frecuencia 4

5-Me gusta mucho

3

2

3

2

10

10

5

29

4-Me gusta

14

7

8

5

34

3

1

1

7

1

3

2

1

1

1

8

1

2

Dorado, Bien, Bueno, Bonito, Cafecito, Amarillito, Amarillo quemado

9

5

Normal

2

Palido, Clarito

5

Muy amarillo

1

GRAN TOTAL

1

1 1 1 19

TOTAL

1

Oscuro

No me importa Raro Gris TOTAL

COLOR (Puntaje) Niños Niñas 7- 8 9- 10 7- 8 9- 10 años años años años Frecuencia

12

13

8

1 1 1 52

52

159

3-Ni me gusta ni me disgusta 2-Me disgusta 1-Me disgusta mucho

TOTAL GRAN TOTAL

1

6 1

2 0

19

12

13 52

8

52

Resultados producto total Colegio Distrital República del Ecuador

APRECIACION

PRODUCTO EN GENERAL (Apreciación) Niños Niñas 99- TOTAL PUNTAJE 7- 8 7- 8 10 10 años años años años

PRODUCTO EN GENERAL (Puntaje) Niños

7- 8 años

Frecuencia

Niñas 99- TOTAL 7- 8 10 10 años años años

Frecuencia

Delicioso, Me gusta mucho, Muy Bueno, Super Rico, Fresco, Excelente

6

2

4

3

15

5-Me gusta mucho

5

3

4

3

15

Rico, me gusto, bonito, esta bien, chevere, bueno

12

9

7

4

32

4-Me gusta

10

8

3

3

24

4

2

10

1

Normal Duro

1 0

No muy bueno, no me gusto mucho, Mas o menos, regular

1

1

2

TOTAL

19

12

13

GRAN TOTAL

3-Ni me gusta ni me disgusta 2-Me disgusta

1

2

3

1-Me disgusta mucho

4

8

4

52

52

160

TOTAL GRAN TOTAL

0

19

12 52

13

8

52

Cantidad de producto consumido Colegio Distrital República del Ecuador % DE CONSUMO Niños Niñas 99% DE 7- 8 7- 8 TOTAL 10 10 CONSUMO años años años años Frecuencia 100

19

12

10

7

48

70

1

50

2

1

3

13

8

52

TOTAL GRAN TOTAL

19

12 52

161

1

ANEXO J CALCULO TEORICO DEL CUMPLIMIENTO DEL APORTE DE HIERRO DEL PRODUCTO FRENTE A LOS REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES DE ESTE MICRONUTRIENTE PARA LA POBLACION OBJETO DE ESTUDIO

Para determinar el porcentaje de cumplimiento del aporte de hierro del producto frente a los requerimientos de hierro estipulados recomendados por el Instituto Colombiano de Bienestar Familiar para la población objeto de estudio de este trabajo de grado fue necesario determinar el tipo de hierro presente en cada materia prima y su biodisponibilidad. Teniendo esto en cuenta se determinó la cantidad de hierro absorbida del producto fortificado por el consumidor final. Lo anterior se presenta en la siguiente tabla.

Posterior a la determinación de la cantidad de hierro absorbida para el croissant de jamón según cada tipo de porción se calculó el cumplimiento de este aporte frente al consumo de hierro diario recomendado para la población con deficiencia de este micronutriente 80 con edades entre 6 y 9 años; lo cual se presenta en la siguiente tabla.

80

ICBF. Recomendaciones de Consumo Diario de Calorías & Nutrientes para la Población Colombiana. Bogotá: ICBF, 2000. p. 68

162

Tabla. Aporte de hierro del croissant de jamón de acuerdo a su biodisponibilidad

Ingredientes

Agua Margarina Harina sin fortificar Harina fortificada Esponja sin fortificar Esponja fortificada Esponja (agua) Hierro aminoquelado Jamón (hierro hémico) Margarina para hojaldre TOTAL

Cantidad de hierro que aporta en 100g de producto (mg de Fe/100g de producto)

Cantidad de hierro Practico que aporta por 66g de croissant (mg de hierro/porción TIPO A)

Cantidad de hierro Practico que aporta por 72g de croissant (mg de hierro/porción TIPO B)

4,996E-02 5,760E-02

3,297E-02 3,802E-02

No hémico

5,971E-01

Sulfato 82 ferroso No hémico Sulfato ferroso No hémico

Biodisponibilidad del hierro (%)

Cantidad de hierro absorbido para la porción TIPO A (mg de hierro)

Cantidad de hierro absorbido para la porción TIPO B (mg de hierro)

3,597E-02 4,148E-02

3 3

9,892E-04 1,141E-03

1,079E-03 1,244E-03

3,941E-01

4,299E-01

3

1,182E-02

1,290E-02

8,961E+00

5,914E+00

6,452E+00

6,2

3,667E-01

4,000E-01

1,475E-01

9,733E-02

1,062E-01

3

2,920E-03

3,185E-03

2,213E+00

1,461E+00

1,593E+00

6,2

9,056E-02

9,879E-02

1,640E-02

1,082E-02

1,181E-02

3

3,247E-04

3,542E-04

Bisglicinato ferroso 83 Hémico

5,960E+00

3,934E+00

4,291E+00

31

1,219E+00

1,330E+00

4,205E-01

2,775E-01

3,028E-01

35

9,714E-02

1,060E-01

No hémico

5,495E-01

3,627E-01 12,52

3,957E-01 13,66

3

1,088E-02

1,187E-02

1,80

1,97

TIPO DE HIERRO

No hémico

81

No hémico

18,97

81

LAYRISSE, Miguel. Estrategia para la prevención y disminución de la prevalencia de la deficiencia de hierro a través de la alimentación. En: O’DONELL, Alejandro. Deficiencia de hierro: Desnutrición oculta en América Latina. Centro de estudios sobre nutrición infantil (CESNI), 1997. p. 167 82 HURREL, Richard. Estrategias para la prevención de la deficiencia de hierro: fortificación con hierro de los alimentos. En: O’DONELL, Alejandro. Deficiencia de hierro: Desnutrición oculta en América Latina. Centro de estudios sobre nutrición infantil (CESNI), 1997. p. 188 83 ICBF, Op. Cit., p. 65

163

Tabla. Cumplimiento del aporte de hierro del croissant de jamón fortificado a nivel industrial frente a la recomendación de hierro establecida por el ICBF para niños con deficiencia de este micronutriente y con edades entre 6 y 9 años Cumplimiento del requerimiento nutricional en el croissant de jamón (%) Porción TIPO Porción TIPO A B

TIPO DE POBLACIÓN

Requerimiento nutricional diario para niños entre 6 a 9 años (mg de hierro)

Población con deficiencia de hierro

8

35

2,8

64,35

70,20

Población normal

13

30

3,9

46,20

50,40

Biodisponibilidad Cantidad de de hierro hémico hierro absorbida (%) (mg de hierro)

164

165