DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS REOLÓGICOS Y
FISICOQUÍMICOS DE UN PRODUCTO A BASE DE LACTOSUERO Y PULPA
DE MANGO (Mangífera indica L) EN FUNCIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE
MALTODEXTRINA Y LA TEMPERATURA.
LORENA BELTRÁN MIELES
ANA LICETH CASILLA PERTUZ
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA
FACULTAD DE INGENIERÍAS
PROGRAMA INGENIERÍA DE LOS ALIMENTOS
BERASTEGUI
2015
DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS REOLÓGICOS Y
FISICOQUIMICOS DE UN PRODUCTO A BASE DE LACTOSUERO Y PULPA
DE MANGO (Mangífera indica L) EN FUNCIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE
MALTODEXTRINA Y LA TEMPERATURA.
LORENA BELTRÁN MIELES
ANA LICETH CASILLA PERTUZ
Proyecto de grado para optar al título de INGENÍERO DE ALIMENTOS
Director
MSc. FERNANDO MENDOZA CORVIS
Codirector
MSc. GUSTAVO HERNÁNDEZ SANDOVAL
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA
FACULTAD DE INGENIERÍAS
PROGRAMA INGENIERÍA DE LOS ALIMENTOS
BERASTEGUI
2015
El jurado calificador de este trabajo no será responsable de las ideas emitidas por
los autores (Articulo 46, Acuerdo 006 de mayo 29 de 1979, Consejo superior)
i
Nota de aceptación:
____________________________
____________________________
____________________________
____________________________
Firma del presidente del jurado
____________________________
Firma del jurado
____________________________
Firma del jurado
ii
DEDICATORIA
ANA LICETH
A Dios padre todopoderoso por haberle dado fortaleza, salud y apoyo económico a mis
padres PEDRO CASILLA BASTIDAS Y ANA CIRA PERTUZ para que me sustentara
en este exitoso camino, porque me regaló la dicha de tener en mi largo camino personas
que me ayudaron, me fortalecieron y no me dejaron caer y hoy poder sentirme orgullosa
de lo que soy. A Él porque me dio la sabiduría y entendimiento para lograr este triunfo.
A mi novio JAIRO YESID por su apoyo incondicional en momentos de alegrías y
tristezas.
A mis compañeros y profesores universitarios por haberme brindado parte de su tiempo
y conocimiento que tuvo como propósito esta gran etapa de la vida que como ser
humano es de gran felicidad. Al programa de casas universitarias (bienestar
universitario) por brindarme la oportunidad de ser una integrante más de esta familia, mi
segundo hogar del cual tengo los mejores recuerdos.
iii
DEDICATORIA
LORENA
A Dios por darme la fortaleza, la sabiduría y salud para culminar esta etapa tan
importante y anhelada de mi vida.
A mis padres, ABEL BELTRÁN Y MARY MIELES por su amor incondicional, trabajo
y sacrificios en todos estos años, gracias a ustedes y por ustedes he logrado llegar hasta
aquí. A mi hermano ALVARO ENRIQUE por sus consejos y ayuda incondicional.
A nuestro director Ing. Fernando Mendoza y codirector Ing. Gustavo Hernández por su
valiosa ayuda, orientación y apoyo en el desarrollo del presente trabajo.
A mis profesores universitarios por ser parte de mi formación integral como
profesional.
iv
1
AGRADECIMIENTOS
Les brindamos nuestros más sinceros agradecimientos a:
La Universidad De Córdoba en especial al programa de Ingeniería De Alimentos por ser
parte de nuestra formación integral como profesionales.
A nuestros directores los ingenieros Fernando Mendoza y Gustavo Hernández por su
apoyo en la realización de este proyecto y culminación de nuestros estudios
universitarios.
Al Laboratorio de Fisicoquímica sede Berástegui, Universidad de Córdoba. A los
auxiliares de laboratorio, de la Universidad de Córdoba sede Berástegui.
Todas aquellas personas que de una u otra forma colaboraron para la realización del
presente trabajo de investigación.
v
2
TABLA DE CONTENIDO
2.4Reología………………………………...…..…….................................................. 13
2.4.1Definición…………………………………………………................................. 13
2.4.2 Importancia y aplicación de la reología……………………..….….………….. 13
2.4.3 Modelos reológicos dinámicos……………………………………..………….. 15
1.INTRODUCCIÓN…………………………..…..……………………………………. 1
2. REVISIÓN BIBLIOGRAFICA………………………………………....................... 4
2.1 Mango……………………………………………………………………………..... 4
2.1.1 Aspectos generales del mango……………………………………………........... 4
2.1.2 Propiedades nutricionales del mango……………………………………………. 5
2.1.3 Producción de mango……………………………………………………………. 5
2.1.4 Aplicaciones…………………………………………………………………….. 8
2.2 Lactosuero.………………………………………………………………………… 8
2.2.1 Definición………………………………………………………………….......... 8
2.2.2 Tipos de lactosuero………………………………………………………………. 9
2.2.3 Composición nutricional del lactosuero…………………………………………. 9
2.3 Maltodextrina……………………………………………………………………… 11
2.3.1 Definición……………………………………………………………………….. 11
2.3.2 Propiedades funcionales………………………………………………………… 12
2.3.3Aplicaciones……………………………………………………………………… 12
vi
3
2.4.3.1 Modelo de Maxwell…………………………………………………………… 15
2.4.3.2 Modelo de ley de potencia……………………………………………………. 15
3. MATERIALES Y MÉTODOS……………………………………………….......... 20
3.1 Caracterización fisicoquímica de materias primas y del producto a base de
lactosuero y pulpa de mango……………………….…………………………….......
20
3.1.1 Obtención y adecuación de materias primas…………………………………… 20
3.1.2 Determinación de parámetros fisicoquímicos………………….……...…......... 21
3.1.3 Procesamiento y análisis de los datos………………………………………….. 21
3.2 Evaluación de la influencia de la concentración de maltodextrina a diferentes
temperaturas en el comportamiento reológico de un producto………………………..
22
3.2.1Preparación de las muestras……………………………………………………… 22
3.2.2. Tratamientos realizados………………………………………………………… 23
3.2.3 Determinación de parámetros reológicos……………………………………….. 23
3.2.4 Procesamiento y análisis de los datos……………………………………………. 23
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………………………. 25
vii
4
4.1 Determinación de las características fisicoquímicas de las materias primas y del
4.2 Evaluación de la influencia de las concentraciones de maltodextrina a
diferentes temperaturas en el comportamiento reológico de un producto a base
de lactosuero y pulpa de mango (Mangífera indica L)………………………..
29
4.2.1 Evaluación de la influencia de la viscosidad compleja en el
comportamiento reológico de la bebida de lactosuero y pulpa de mango… 37
4.3 Ajuste de datos experimentales al modelo de Maxwell y ley de potencia… 41
5. CONCLUSIONES…………………………………………………………... 45
6. RECOMENDACIONES………………………………………………….. 47
7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………………. 48
ANEXOS 63
25
viii
5
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Composición nutricional del fruto del mango……………………………...
8
Tabla 2. Composición nutricional del lactosuero dulce y ácido……………………. 10
Tabla 3. Análisis fisicoquímicos a las materias primas y el producto...……………. 21
Tabla 4. Tratamientos a realizar según diseño central compuesto…………………. 23
Tabla 5. Caracterización fisicoquímica de las materias primas……………………. 26
Tabla 6. Caracterización fisicoquímica del producto a base de lactosuero y pulpa
de mango con diferentes concentraciones de Maltodextrina (25% y 35%)………….
28
Tabla 7. Coeficientes de correlación aplicados al modelo de Maxwell……………..
42
Tabla 8. Parámetros reológicos y coeficientes de correlación aplicados al modelo
de ley de potencia………………………………………………………………….
43
ix
6
LISTA DE GRÁFICOS
Grafica 1. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida
(G’’) en función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina de 25% y
temperatura de 25°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de
mango……………………........................................................................
30
Grafica 2. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida
(G’’) en función de la frecuencia, concentración de maltodextrina 25% y
temperatura de 55°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de
mango……………………………………………………………………………..
31
Grafica 3. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida
(G’’) en función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina 25% y
temperatura de 85°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de
mango….……….………………………………………………………………..
32
Grafica 4. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida
(G’’) en función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina de 35% y
temperatura de 25°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango
……….………….……...........................................................................
34
Grafica 5. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida
(G’’) en función de la frecuencia, concentración de maltodextrina de 35% y
temperaturas de 55°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango
…………..……….……………………………………………………………..
35
Grafica 6. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida
(G’’) en función de la frecuencia, concentración de maltodextrina de 35% y
temperaturas de 85°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango … 36
x
7
Grafica 7. Valores de viscosidad compleja (ɳ*) para los tratamientos a
concentración 25% de maltodextrina en función de la frecuencia……………..
38
Grafica 8. Valores de viscosidad compleja (ɳ*) para los tratamientos a
concentración de 35% maltodextrina en función de la
frecuencia…………………………………………………………………......... 39
Grafica 9. Valores de tan (δ) en función de la frecuencia a concentración de
maltodextrina de 25% para las diferentes temperaturas estudiadas……………..
40
Grafica 10. Valores de tan (δ) en función de la frecuencia a concentración de
maltodextrina de 35% para las diferentes temperaturas estudiadas…………….
41
xi
8
LISTA DE ANEXOS
Anexo 1.Test de comparación de medias para la acidez…………………………… 64
Anexo 2. Test de comparación de medias para los sólidos Solubles………………. 65
Anexo 3. Test de comparación de medias para pH………………….…………….. 66
Anexo 4. Test de comparación de medias para la densidad…………….………….. 67
Anexo 5. Test de comparación de medias para la humedad……………………….. 68
Anexo 6. Parámetros reológicos aplicados al modelo de Maxwell .………………. 69
Anexo 7. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 1 de la bebida
de lactosuero y pulpa de mango…………………………………………………….
70
Anexo 8. Residuales, modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 1
de la bebida de lactosuero y pulpa de mango……………………………………….
71
Anexo 9. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 2 de la bebida
de lactosuero y pulpa de mango…………………………………………………….
72
Anexo 10. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 2
de la bebida de lactosuero y pulpa de mango ………………………………………
73
Anexo 11 Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 3 de la bebida
de lactosuero y pulpa de mango ……………………………………………………
74
Anexo 12. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 3 de
la bebida de lactosuero y pulpa de mango………………………………………….
75
Anexo 13. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 4 de la bebida
de lactosuero y pulpa de mango……………………………………………………..
xii
9
Anexo 14. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 4 de
la bebida de lactosuero y pulpa de mango…………………………………………
77
Anexo 15. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 5 de la bebida
de lactosuero y pulpa de mango……………………………………………………..
78
Anexo 16. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 5 de
la bebida de lactosuero y pulpa de mango………………………………………….
79
Anexo 17. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 6 de la bebida
de lactosuero y pulpa de mango…………………………………………………….
80
Anexo 18. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 6 de
la bebida de lactosuero y pulpa de mango…………………………………………
81
Anexo 19. Resultados del Análisis de varianza (ANOVA) de los parámetros (G1,
G2, G3 y G4) del modelo de Maxwell ……………………………………………..
82
Anexo 20. Resultados de la prueba de rangos múltiples de Tukey de los parámetros
(G1,G2, G3 y G4) del modelo de Maxwel l…………………………………………
83
Anexo 21. Resultados del Análisis de varianza (ANOVA) de los parámetros (λ1, λ2,
λ3 y λ4) del modelo de Maxwell …………………………………………………….
84
Anexo 22. Resultados de la prueba de rangos múltiples de Tukey del parámetro λ3
y λ4 del modelo de Maxwel …………………………………………………........
85
xiii
10
RESUMEN
El mago de hilacha (Mangífera indica L.) es uno de los frutos de mayor cosecha en el
Departamento de Córdoba y al igual que el lactosuero (subproducto de la industria
quesera), presenta grandes pérdidas, siendo éstas materias primas de gran valor
nutricional y económico. Para el aprovechamiento de éstas, se elaboró un producto del
cual se desconocen sus características fisicoquímicas y reológicos, las cuales pueden
servir como base en investigaciones futuras tendientes a darle valor agregado a
productos elaborados a partir de estas materias primas y que busquen su
industrialización.
En este trabajo se determinó el efecto de la temperatura y la concentración de
maltodextrina (MD) sobre el comportamiento reológico de un producto a base de
lactosuero y pulpa de mango a temperaturas de 25, 55 y 85°C, a concentraciones de 25 y
35% de MD, empleando para ello un reómetro rotacional modelo TA instrument AR-G2
con platos concéntricos de 40 mm. El producto fue descrito adecuadamente por el
modelo de Maxwell exhibiendo un comportamiento viscoso, con valores de R2 promedio
de 0,9684 (ES promedio de 5,23) para G’ y un R2 promedio de 0,9793 (Es promedio de 3,46)
para G”. El tratamiento formulado con 35% de maltodextrina a 85°C de temperatura,
xiv
11
presentó un comportamiento elástico en comparación al resto de los tratamientos los
cuales presentaron un comportamiento viscoso.
La concentración de maltodextrina presento un efecto significativo sobre las propiedades
fisicoquímicas del producto como sólidos solubles, densidad, acidez, humedad y pH,
presentándose un incremento de los dos primeros parámetros con el aumento en el
contenido de sólidos; en el caso de la acidez, humedad y pH estos disminuyeron con el
incremento en la concentración de maltodextrina presentando diferencias significativas
con p<0,05.
Palabras claves: mango, lactosuero, viscoelasticidad.
xv
12
ABSTRACT
The Wizard of lint (Mangifera indica L.) is one of the largest fruit crop in the
Department of Córdoba and like whey (by-product of the cheese industry) presents big
losses, these being raw materials of high nutritional value and economic. To take
advantage of these, a product which physicochemical and rheological characteristics,
which can serve as a basis for future research aimed at adding value to products made
from these commodities and to seek industrialization was developed products are
unknown.
In this study the effect of temperature and concentration of maltodextrin (MD) on the
rheological behavior of a whey-based product and mango pulp at temperatures of 25, 55
was determined and 85 ° C, at concentrations of 25 and 35 MD%, employing a rotational
rheometer TA instrument model AR-G2 with 40 mm concentric plates. The product was
well described by the Maxwell model exhibiting viscous behavior, with R2 values of
0.9684 average (ES average of 5.23) to G 'and R2 0.9793 average (average is 3.46 ) to G
". The treatment formulated with 35% maltodextrin to 85 ° C temperature, presented an
elastic behavior compared to other treatments which presented a viscous behavior.
xvi
13
Drink mango pulp and whey was adequately described by the power Maxwell model
exhibiting shear thinning, the performance curves are properly adjusted to the Maxwell
model (r2 ≥ 0.9684 and Es of 5,23), for the parameters of G ' and G "(r2 of 0.9793 and
Es of 3,46). The temperature exerts statistically significant influence (p <0.05) on the
performance index, presenting average values of 0.9998 what characterizes the drink as
pseudoplastic, facilitating fluid transport processes and subsequent drying processes.
The consistency index showed an increase to the extent that increased study factors, so it
becomes more viscous.
The concentration of maltodextrin had a significant effect on the physicochemical
properties of the product as soluble solids, density, acidity, humidity and pH, presenting
an increase of the first two parameters with increased solids content; in the case of
acidity, humidity and pH these decreased with increase in the concentration of
maltodextrin showing a significant difference with p <0.05.
Keywords: mango, whey, viscoelasticity.
xvii
14
1. INTRODUCCIÓN
Considerables esfuerzos han sido realizados en el pasado para explorar nuevas
alternativas para la utilización del lactosuero y la pulpa de mango (Mangífera indica L)
y de esta manera reducir la contaminación ambiental y disminuir las pérdidas
postcosecha de estos productos, ya que al ser el lactosuero un subproducto de la
industria láctea este es utilizado para la alimentación animal y en el peor de los casos es
vertido en cuerpos de agua y/o alcantarillado sin ningún tipo de tratamiento generando
olores desagradables debido a su proceso de descomposición y el desarrollo de
microorganismos contaminantes del agua y suelo, que potencialmente podrían generar
enfermedades. La distribución de la producción de lactosuero en el mundo durante el
año 2012 fue: Europa 50,9%, América del Norte y central 29,0%, Asia 7,3%, África
4,1%, Oceanía 3,2%, América del Sur 5,5%; lo que equivale aproximadamente a 173
millones de m3 de lactosuero (FAOSTAT 2014).
Según FEDEGAN (2014) la producción de leche en Colombia para el año 2013 fue de
6.530 millones de litros, de los cuales, aproximadamente un 18% (1.175 millones de
litros) se destinó a la producción de quesos, lo que quiere decir que la producción
nacional de lactosuero, correspondió a 998 millones de litros.
15
En Córdoba se produjeron entre 654 y 941 toneladas de queso en los años 2.012 y 2.013
respectivamente Agronet, (2014), lo que genero aproximadamente 8 millones de litros
de lactosuero en el último año, sobre los cuales se desconoce su disposición final, y al no
haber en la región tecnologías que conlleve a su aprovechamiento, se convierte en un
subproducto de difícil manejo.
El lactosuero definido como el subproducto líquido obtenido tras la precipitación y
separación de la caseína de la leche durante la elaboración del queso posee cerca del
20% de las proteínas que se encuentran en la leche, tales como la β-Lactoglobulina y α-
lactoalbúmina, además de lactoferrina, lactoperoxidasa, inmunoglobulinas y
glicomacropéptidos, las cuales tienen un alto valor biológico; es decir, son absorbidas
casi en su totalidad por el sistema digestivo en donde cumplen múltiples funciones
bioactivas tales como fortalecer el sistema inmunológico Bounous et al. (1988),
mantener de la integridad intestinal, destruir patógenos y la eliminar toxinas, no
obstante, cabe resaltar que al igual que el mango, este posee compuestos bioactivos de
alto valor agregado, en particular micronutrientes, polifenoles, carotenoides, entre
muchos otros (Sumaya et al. 2012).
El aprovechamiento del lactosuero y el mango en la elaboración de una bebida
constituye para nuestra región una posible solución a problemas de diversa índole que
van desde la contaminación ambiental hasta el aprovechamiento de los nutrientes que
contienen estas materias primas.
16
Para el aprovechamiento del lactosuero y la pulpa de mango en la elaboración de la
bebida se hace necesario conocer el efecto de la temperatura sobre estos, ya que esta
afecta significativamente la viscosidad de una mezcla y por ende su calidad y
consistencia, obteniéndose mezclas muy fluidas o por el contrario mezclas muy viscosas
generando problemas durante las operaciones de llenado, envasado y almacenamiento
generando pérdidas económicas para el productor Molina et al. (2006), a la vez puede
causar efectos indeseables en las características del producto, principalmente, las de tipo
físico y químico como textura, color, consistencia, viscosidad que en gran escala afecta
la maquinaria, equipos, tiempo y dinero del productor.
La caracterización y conocimiento de las propiedades reológicas de la mezcla de
lactosuero y pulpa de mango son importantes para el diseño óptimo de procesos, para el
diseño de tuberías y selección de bombas, para la evaluación de la textura, el estudio de
la consistencia, diseño y análisis de equipos de extrusión, selección y operación de
equipos de mezclado y la selección del envase, brindando información al productor y al
consumidor que les permitirá producir y consumir el producto con seguridad (García
2012)
En base a los estudios anteriormente planteados y al desconocimiento de las propiedades
reológicas de esta nueva bebida, se requirió evaluar la influencia de concentración de
maltodextrina a distintas temperaturas en el comportamiento reológico de la mezcla de
lactosuero y pulpa de mango normalmente usadas en la industria, con el fin de establecer
17
el tratamiento óptimo bajo el cual se genere una menor pérdida de las propiedades, un
mayor rendimiento y una mayor vida útil del producto.
18
1. REVISIÓN BIBLIOGRAFICA
2.1. MANGO
2.1.1 Aspectos generales del mango
El mango (Mangífera indica L) pertenece a la familia botánica de las Anacardiáceas
(Anacardiaceae), es una de las frutas tropicales de mayor consumo fresco en el mundo.
Originario de la India, su producción se extiende a lo largo de la franja intertropical. Es
un cultivo perenne de floración estacional, cuyos árboles jóvenes inician su producción
generalmente entre el tercer y cuarto año dependiendo de la variedad, se cultivan en
alturas desde los 0 metros hasta 1.600 msnm (en Colombia, en zonas como
Santabárbara, Antioquia). El fruto clasificado como una drupa que encierra un hueso
aplanado rodeado por una cubierta leñosa, es de forma muy variable, pero generalmente
es ovoide, oblongo o arriñonado, a veces redondeado u obtuso en ambos extremos, de 5
a 15 cm de longitud (Alvarado 2012).
En el mercado nacional se encuentran 16 variedades de mango que se pueden agrupar en
dos grandes grupos: las variedades criollas (Común, Mariquiteño, Chancleto, Vallenato
19
y de azúcar) y variedades mejoradas, que son originarias de la Florida y son
comúnmente conocidas como mango de mesa (Tommy Atkins, Keitt, Yulima, Kent,
Haden, etc.,) (Gamboa 2009).
20
2.1.2 Propiedades nutricionales del mango
El mango presenta un bajo contenido calórico, debido a su moderado contenido de
carbohidratos. Contiene un adecuado aporte de minerales como potasio, calcio y
magnesio (tabla 1). En cuanto a las vitaminas, los frutos maduros son una importante
fuente de provitamina A, vitamina C y betacarotenos. También es una fuente importante
de vitamina E y fosfatos, y en menor medida otras vitaminas como B2 y niacina (Rivas
et al. 2006; Ceballos 2006).
2.1.3 Producción de mango (Mangífera indica L)
Según la FAO (2012), la India es el primer productor mundial de mango, con más de
16 millones de toneladas anuales. En América, México ha tenido un crecimiento
acelerado con 1.6 millones de toneladas y Brasil con 1,2 millones. En orden de
participación de producción mundial, India tiene un 42,3%, seguida por China (11,3%),
Tailandia (6,6%), Paquistán (4,6%), indonesia (4,3%) y más abajo Colombia, con
0,6%.
Entre el 2008 y el 2012, la producción de mango en Colombia realmente no tuvo
cambios bruscos, se reportaron unas 256 mil toneladas registradas con excepción del
2011, cuando el rendimiento por hectárea cayó de manera dramática por efectos de la
ola invernal. Para el año 2012 las tres regiones que se destacaron en la producción de
mango fueron Cundinamarca-Tolima (60%), Costa Atlántica (23%) y Antioquia (7%).
En este mismo año Cundinamarca fue el departamento con la mayor superficie
21
sembrada (39%). Después de Antioquia figuran Magdalena, Bolívar, Atlántico, Cesar y
Córdoba (Alvarado 2012).
La distribución nacional de las variedades de mango en base a una encuesta realizada
el año 2011 en distintas reuniones, en Colombia, el 39% del área ocupada con esta
fruta corresponde a mango hilacha, pero son plantaciones silvestres, con cero
tecnificación y carencia absoluta de asistencia técnica. Le siguen: Tommy Atkins
(20%), Keitt (11%), mango de azúcar (5%) (Alvarado 2012).
22
Tabla 1. Composición nutricional del fruto del mango
COMPOSICIÓN DEL MANGO (Mangifera indica)
Cantidad por 100 g por porción comestible Ingesta Recomendada
Agua (g) 82 -
Energía (kcal) 57 3000 - 2300
Proteínas (g) 0.60 54 - 41
Hidratos de carbono (g) 12.5 450 - 350 (a)
Lípidos (g) 0.45 90 - 80 (a)
Fibra
Fibra total (g) 1.70 > 30 (a)
Soluble (g) 0.63 12 (a)
Insoluble (g) 1.07 18 (a)
Vitaminas
Vitamina A (Eq. Retinol) (μg) 201 1000 - 800
Vitamina E (mg) 1 10 - 8
Vitamina B1 (mg) 0.045 1.2 - 1.1
Vitamina B2 (mg) 0.05 1.3 - 1.2
Niacina (mg) 0.7 16 - 15
Folatos (μg) 36 400
Vitamina C (mg) 37 60
Minerales
Calcio (mg) 12 1000 - 1200
Hierro (mg) 0.4 10 - 15
Fósforo (mg) 13 700
Yodo (μg) 1.6 150
Magnesio (mg) 18 400 - 350
Zinc (mg) 0.118 15 - 12
Sodio (mg) 5 -
Potasio (mg) 170 -
Ácidos orgánicos
Ácido cítrico (mg) 264 -
Acido málico (mg) 74 -
Acido tartárico (mg) 81 -
Fuente: Morerías et al., (2001)
23
2.1.4 Aplicaciones
El sector agroindustrial produce en forma tradicional néctares, jugos, conservas,
mermeladas, jaleas, purés, encurtidos, bebidas, láminas de frutas, etcétera; procesos en
los cuales el bagazo, el hueso y la piel (40 –50%) son desperdicio. Actualmente se están
estudiando alternativas para el uso del bagazo, hueso y la piel, ya que tiene varios
constituyentes de interés como su alto contenido de aceite, minerales, fibra, vitaminas,
carbohidratos y proteínas. La piel puede ser utilizada para la extracción de pectinas,
enzimas, mientras que la almendra del hueso puede ser utilizada para la extracción de
aceites los cuales pueden ser empleados en confitería, y/o en la elaboración de
cosméticos (Álvarez 2004).
2.2 LACTOSUERO
2.2.1 Definición. El Codex alimentario (1995) define el lactosuero como el fluido que se
separa de la cuajada tras la coagulación de la leche, nata, leche desnatada suero de
mantequilla, en la fabricación del queso, la caseína o productos similares. Es un líquido
translúcido verde obtenido de la leche después de la precipitación de la caseína.
24
El lactosuero es uno de los materiales más contaminantes que existen en la industria
alimentaria. Cada 1,000 litros de lactosuero generan cerca de 35 kg de demanda
biológica de oxígeno (DBO) y cerca de 68 kg de demanda química de oxígeno (DQO).
Esta fuerza contaminante es equivalente a la de las aguas negras producidas en un día
por 450 personas (Parra 2009a, 2009b)
2.2.2 Tipos de lactosuero
Existen varios tipos de lactosuero dependiendo principalmente de la eliminación de la
caseína, el primero denominado dulce, está basado en la coagulación por la renina a pH
6,5 en quesos como el Cheddar y la obtención de caseína enzimática es pobre en ácido
láctico, cítrico, calcio y fosforo. El segundo llamado ácido resulta del proceso de
fermentación o adición de ácidos orgánicos o ácidos minerales para coagular la caseína
como en la elaboración de quesos frescos. Una parte de la lactosa se transforma en
ácido láctico y son ricos en calcio y fósforo (Parra 2009a, 2009b). El tercero es
denominado semiácido, se obtiene de la mezcla de lactosuero dulce y acido, procedentes
de quesos frescos y ácidos como el Ricotta y el Requesón (Baro et al. 2001a, 2001b)
2.2.3 Composición nutricional del lactosuero
El lactosuero cuenta con una interesante acogida debido a su contenido proteico y su alto
nivel de lactosa en relación a otros productos lácteos. Los sueros ácidos presentan un
contenido menor de lactosa y mayor de sales minerales en comparación de sueros
dulces, sin embargo, la principal diferencia entre ambos es la concentración de calcio. El
25
lactosuero dulce prácticamente no contiene calcio (0,6-0,8%), ya que este queda retenido
en su mayor parte en forma de paracaseína cálcico en la cuajada, mientras que en
lactosuero acido (1,8-1,9% de Ca) el ácido láctico secuestra el calcio del complejo de
paracaseinato cálcico, produciendo lactato cálcico. Las proteínas del suero se
caracterizan por sus propiedades biológicas y funcionales, que le permiten ser el gestor
de importantes características texturales y de retención de agua en algunos productos
alimenticios en los cuales el suero es empleado (Baro et al. 2001a, 2001b).
Los diferentes tipos de lactosuero presentan características nutricionales que los
diferencian (tabla 2).
Tabla 2.Composición nutricional del lactosuero dulce y ácido.
Componente Lactosuero dulce (g/L) Lactosuero acido (g/L)
Sólidos totales 63,0-70,0 63,0-70,0
Lactosa 46,0-52,0 44,0-46,0
Proteína 6,0-10,0 6,0-8,0
Calcio 0,4-0,6 1,2-1,6
Fosfatos 1,0-3,0 2,0-4,5
Lactato 2,0 6,4
Cloruros 1,1 1,1
Fuente: Panesar et al. (2007).
26
2.3 MALTODEXTRINA
2.3.1 Definición
La Food and Drug Administration FDA define las maltodextrinas como aquellos
productos derivados de la hidrolisis del almidón, integrados por polisacáridos nutritivos,
no dulces, constituidos por una mezcla de carbohidratos con diferente grado de
polimerización, donde las moléculas de D-glucosa se encuentran unidas principalmente
por enlaces glucosídicos α(1-4) y en conjunto presentan un conjunto de azucares
reductores directos (ARD), expresados estos en términos de equivalentes de dextrosa
(ED) es menor a 20; se presentan en forma de polvo blanco o soluciones liquidas
concentradas y son clasificadas como ingredientes GRASS (generally recognized as
safe) (GPC 1996; Medina 2013a; 2013b).
La maltodextrina se elabora por métodos de hidrólisis ácida o enzimática de los
almidones. En la selección de materiales de pared para encapsular, la maltodextrina es
una buena solución entre el costo y la efectividad; tiene baja viscosidad a alta proporción
de sólidos, son inodoras, incoloras y de baja viscosidad a altas concentraciones, además
permiten la formación de polvos de libre flujo sin enmascarar el sabor original García et
27
al. (2004), está disponible en diferentes pesos moleculares y son extensivamente
utilizados en la industria de alimentos (Marchal et al. 1999).
2.3.2 Propiedades funcionales
Dependiendo del perfil de carbohidratos que las integran y de su contenido de ED, las
maltodextrinas presentan diferentes propiedades fisicoquímicas y funcionales que
brindan numerables beneficios al emplearlas en la industria de alimentos y
medicamentos como mejoran el cuerpo y la textura, no imparten gusto harinoso,
controlan el dulzor y la higroscopicidad, reducen la cristalización, control del
oscurecimiento no enzimático, no enmascara sabores, incrementan la solubilidad en el
agua fría, control del punto de congelación y la osmolalidad, son excelentes agentes
encapsulantes (GPC 1996; Medina 2013a; 2013b).
2.3.3 Aplicaciones
La maltodextrina tiene una gran diversidad de aplicaciones, principalmente en la
industria alimentaria y farmacéutica donde funcionan como agentes estabilizantes,
espesantes, extensores, reemplazadores de grasas y aceites en aderezos para ensaladas,
margarinas y postres congelados, agentes encapsulantes o vehículos para procesos de
secado por aspersión de pigmentos naturales, aceites esenciales, sabores, etc. , ayudan a
controlar la textura, la higroscopicidad y la densidad en algunos alimentos Shamek
28
(2002); Medina (2013). La adición de maltodextrina se utiliza principalmente en la
producción de materiales con alta dificultad para ser deshidratados como pulpas de
mango o dátiles Jaya y Das (2004), saborizantes y edulcorantes Reineccius (1990);
Medina (2013). Igualmente, las maltodextrinas contribuyen a reducir problemas de
adherencia y aglomeración durante el almacenamiento mejorando la estabilidad del
producto (Silva et al. 2006).
2.4 REOLOGÍA
2.4.1 Definición
La reología se ha establecido como la ciencia de la deformación y el flujo de la
materiales decir, la manera en la cual los materiales responden a un esfuerzo o tensión
aplicada (Quintans 2012).
La reología es una disciplina muy importante en el desarrollo, la manufactura y el
procesamiento de alimentos y productos alimenticios. Los alimentos líquidos como
leche, miel, jugos de frutas, bebidas y aceites vegetales presentan propiedades de flujos
sencillas. Los productos más espesos como los aderezos cremosos para ensaladas,
mayonesa se comportan de manera más complicada. Los alimentos semisólidos como la
29
crema de cacahuate y la margarina también se comportan como líquidos y como sólidos
(Flórez 2005).
2.4.2 IMPORTANCIA Y APLICACIÓN DE LA REOLOGIA.
En la industria alimentaria se trabaja muy frecuentemente con productos que se
encuentran en fase liquida, en todas o en algunas de las operaciones industriales
realizadas sobre los mismos (concentración, evaporación, pasteurización, bombeo, entre
otras), siendo imprescindibles un buen diseño de cada instalación para un
funcionamiento óptimo del proceso. En el diseño de todo proceso es necesario conocer,
entre otras, las características físicas de las corrientes que lo forman. Una de estas
características es el comportamiento reológico del fluido que se procesa, para evitar
posibles sobredimensionamientos de bombas, conducciones, evaporadores, que podrían
repercutir negativamente en la economía del proceso (Cusi y Medrano 2010).
El área que ocupa la caracterización reológica en la tecnología de procesamiento de
alimentos abarca diversos campos, entre los que se pueden citar los cálculos en
Ingeniería de proceso en donde se involucren diversos equipos, formulación y desarrollo
de productos alimenticios, control de calidad en productos intermedios y finales,
evaluación de la textura de un alimento, estudio de la consistencia de productos
alimenticios.
30
La importancia de la reología se observa también en los cálculos necesarios para
ingeniería de procesos que implican el diseño de tuberías, bombas, mezcladores,
intercambiadores de calor, homogenizadores, la influencia de un ingrediente de tipo
funcional sobre el desarrollo del producto, el control de calidad del producto, la
evaluación de la textura del alimento mediante relación con datos sensoriales, diseño de
tuberías y selección de bombas, etc (Ramírez 2006).
2.4.3 ENSAYOS REOLÓGICOS DINÁMICOS
Las medidas mecánicas dinámicas u oscilatorias están cobrando un interés creciente
debido a que permiten caracterizar las propiedades viscosas y elásticas del material,
determinando la proporción entre el componente elástico y viscoso de un material y
cuantificar en qué medida se comporta como sólido o como líquido. Se definen dos
propiedades reológicas, el módulo de almacenamiento (G´), el cual proporciona
información sobre la estructura presente en el material y representa la energía
almacenada en los cuerpos elásticos de la muestra; el módulo de pérdida (G´´) representa
el carácter viscoso y la energía disipada del material (Deniz et al. 2008). El módulo de
almacenamiento es el cociente entre el esfuerzo que está en fase con la deformación y la
deformación. El módulo de pérdidas es el cociente entre el esfuerzo que está desfasado
π/2 con la deformación y la deformación. Se determinan mediante las ecuaciones (1) y
(2):
31
_𝐺′ = 𝐺∗𝑐𝑜𝑠𝛿 = (𝜏0
𝛾0) 𝑐𝑜𝑠𝛿__
___𝐺" = 𝐺∗𝑠𝑒𝑛𝛿 = (𝜏0
𝛾0) 𝑠𝑒𝑛𝛿
Donde 𝜏0 y 𝛾 0 representan las amplitudes de las ondas del esfuerzo y de la
deformación y δ es el ángulo de desfase. La razón 𝐺´´/𝐺´ se ha definido como la tangente
de pérdida (𝑡𝑎𝑛 𝛿) ecuación (3) y describe los efectos de los componentes viscosos y
elásticos en el comportamiento viscoelástico (Deniz et al. 2008):
___𝑡𝑎𝑛𝛿 =𝐺"
𝐺′ __
Otra importante función viscoelástica es el módulo de viscosidad compleja, | 𝜂 ∗ | que se
define como:
____________________________| 𝜂∗ | = 𝐺∗
Ω= |(𝜂′)2 + (𝜂")2|1/2_________________________
donde la parte real, la viscosidad dinámica 𝜂′ representa la componente viscosa en fase
entre el esfuerzo y la velocidad de deformación, y la parte imaginaria 𝜂′′ es la
componente elástica o desfasada (Deniz et al. 2008).
Ec. 2
Ec. 3
Ec. 4
Ec. 1
32
2.4.3.1 MODELO DE MAXWELL
La mayor parte de los polímeros exhiben comportamientos conjuntamente elásticos y
viscosos (sólo los polímeros vítreos son sólidos perfectamente elásticos y los
termoplásticos, a alta temperatura, muestran un comportamiento únicamente viscoso)
que podernos asimilar a la yuxtaposición de los modelos descritos anteriormente.
El modelo de Maxwell representa el comportamiento de las sustancias, se forma
conectando en serie un émbolo y un resorte. Al aplicar la fuerza F el resorte se alarga
instantáneamente la magnitud y el embolo se moverá (Figura a).
El modelo implica que las deformaciones elásticas, representadas mediante un
muelle (Figura a), y viscosas, simuladas a través de un émbolo son aditivas. Se aplica
una tensión instantánea que provoca una deformación en el muelle, lo que hace que el
sistema émbolo-cilindro se mueva en el líquido con una velocidad de deformación
constante. Cuando cesa la tensión, el muelle se recupera instantáneamente, pero la
deformación del sistema émbolo-cilindro permanece intacta (White 1990).
Figura 1. Modelo de Maxwell (White 1990).
33
En este modelo el módulo de almacenamiento (G’) y el módulo de pérdida (G'') se
expresan mediante las ecuaciones (5) y (6):
𝐺′ = 𝐺∗.(𝜔 .𝜆)2
1+(𝜔 .𝜆)2 __
_______________________________________𝐺" = 𝜂∗. 𝜔
1+(𝜔 .𝜆)2 _______________________________________(𝟔)
donde λ se define como el tiempo de relajación y viene dado por la relación entre la
viscosidad del fluido ideal en el elemento de Maxwell que lo representa, el pistón, y el
módulo de Young característico del sólido ideal en el modelo, el muelle (White 1990):
________________________________________________𝜆 = 𝜂
𝐺_____________________________ _________
2.4.3.2 MODELO DE LEY DE LA POTENCIA
Es uno de los más utilizados para los fluidos no newtonianos, explica el comportamiento
dilatante y pseudoplástico dependiendo del valor del índice de comportamiento al flujo
(n). En este caso la inversa de n, llamado en algunos casos índice de pseudoplasticidad
se utiliza normalmente como indicador de la dilatancia o pseudoplasticidad de una
sustancia. Una de las desventajas de este modelo es la predicción de viscosidades muy
elevadas a bajas cizallas, lo cual podría suponer una drástica sobrevaloración en
Ec. 5
Ec. 6
Ec. 7
34
situaciones de flujo en las que la velocidad de deformación es muy baja (Deniz et al.
2008):
La viscosidad aparente del fluido pseudoplástico disminuye a medida que aumenta el
gradiente de velocidad, estos son menos espesos cuando se someten a altas velocidades
de deformación que cuando se cizalla lentamente; este comportamiento indica una
ruptura o reorganización continua de la estructura, dando como resultado una menor
resistencia al flujo, y es debido a la presencia de sustancias de alto peso molecular. Este
modelo bien dado por la siguiente ecuación:
𝑛′ = 𝑘 ∗ 𝑤𝑛−1 Ec.8
𝐺′ = 𝑘 ∗ 𝑐𝑜𝑡 (𝑛𝜋
2) ∗ (𝑤𝑛) Ec. 9
Donde 𝑛′es la viscosidad dinámica, 𝑘 es el índice de consistencia de flujo; 𝑛 el índice de
comportamiento al flujo 𝑤 es la frecuencia angular y 𝐺′ es el módulo de elasticidad
(Ibarz et al 1999).
35
3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1 CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE MATERIAS PRIMAS Y DEL
PRODUCTO A BASE DE LACTOSUERO Y PULPA DE MANGO (Mangifera
indica).
3.1.1 Obtención y adecuación de materias primas
Se recolectó mango criollo (Mangifera indica) variedad Magdalena river en el
corregimiento de Sabana Nueva, municipio de Planeta Rica- Córdoba. Los frutos fueron
seleccionados acorde a la Norma Técnica Colombiana 1266 teniendo en cuenta su
estado de madurez (madurez fisiológica), la ausencia de magulladuras, de aspecto fresco,
color amarillo, sin golpes.
Los mangos enteros fueron lavados en agua a temperatura ambiente para eliminar la
suciedad visible, se llevó a cabo un escaldado por inmersión en agua a punto de
ebullición por 10 segundos para facilitar la separación de la cascara de la pulpa, seguido
se realizó el despulpado en forma manual con un cuchillo en acero inoxidable donde se
eliminó la corteza o cascara que envuelve al fruto y su semilla obteniendo la pulpa.
Para reducir el tamaño de la pulpa empleamos una licuadora, sometiendo ésta a la
máxima revolución por un tiempo de 4 minutos hasta obtener una mezcla homogénea.
36
Por su parte el lactosuero se recolectó en la quesera “Fábrica de Lácteos la Bendición”
ubicada en el municipio de Sahagún- Córdoba con una acidez titulable de 0,15%.
3.1.2 Determinación de parámetros fisicoquímicos
Para la determinación de las características fisicoquímicas de las materias primas y del
producto a base de lactosuero y pulpa de mango (Mangífera indica L) se realizaron
análisis fisicoquímicos a las materias primas y al producto por triplicado. Los
parámetros a determinados se detallan en la tabla 3.
Tabla 3. Análisis fisicoquímicos de las materias primas y el producto.
Análisis Referencia
Toma de muestra A.O.A.C. 920.180/90.
Fisicoquímicos
Acidez A.O.A.C. 962.19/90
°Brix A.O.A.C 932.12/90 refractómetro modelo
POCKET. Modelo PAL-α Serie B132363.
Ph A.O.A.C 10.041/93, pH-metro modelo Oakton.
Densidad AOAC 945.06/80
Humedad A.O.A.C. 930.15/90
3.1.3 Procesamiento y análisis de los datos.
Para el análisis de los datos se empleó el software estadístico MINITAB 17 versión
prueba, realizando un análisis de varianza (ANOVA) y test de comparación de medias
37
de Tukey a un nivel de significancia del 0,05%. Todos los tratamientos fueron realizados
por triplicado.
3.2 EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN DE
MALTODEXTRINA Y LA TEMPERATURA EN EL COMPORTAMIENTO
REOLOGICO DEL PRODUCTO
3.2.1 Preparación de las muestras
Para la elaboración del producto se trabajó en base a la formulación obtenida a partir del
macroproyecto de investigación titulado “Obtención de un producto en polvo a partir de
lactosuero y pulpa de mango (Mangífera indica) mediante encapsulado por aspersión”
en el cual se establecieron las proporciones de las materias primas las cuales
corresponden a un 24% de pulpa de mango, 7% de azúcar y 69% de lactosuero
(Mendoza 2015).
Para la elaboración del producto de lactosuero y pulpa de mango se pesaron 7,0 gramos
de azúcar, 24 gramos de pulpa de mango y 69 gramos de lactosuero, se preparándose dos
muestras del producto, a las cuales se adicionaron 25% y 35% de maltodextrina (MD)
respectivamente. Seguido se mezclaron los ingredientes de forma manual empleando un
agitador de vidrio a un tiempo de mezclado de 4 minutos. Una vez las muestras estaban
homogéneas, se pasaron por un filtro.
38
3.2.2. Tratamientos realizados.
El experimento estuvo conducido bajo un diseño experimental completamente al azar
mediante un arreglo factorial 3x2 empleando tres niveles de temperatura (25,55 y 85°C)
y dos concentraciones de maltodextrina (25% y 35%), arrojándonos un total de 6
tratamientos, con 3 repeticiones por muestra para un total de 18 unidades experimentales
(Tabla 4), cada muestra fue sometida a ensayos oscilatorios teniendo como variables de
respuesta los módulos de almacenamiento, módulo de pérdidas.
Tabla 4. Tratamientos realizados a concentraciones de 25% y 35% de maltodextrina y
temperaturas de 25, 55 y 85°C.
Tratamiento Maltodextrina (%) Temperatura (°C)
1 25 25
2 25 55
3 25 85
4 35 55
5 35 25
6 35 85
3.2.3 Determinación de parámetros reológicos
La medición del comportamiento reológico de las muestras se realizó en un reómetro
rotacional modelo TA instruments AR-G2, utilizando platos concéntricos de 40 mm a
39
una distancia entre platos (gap) de 1000 µm. Mediante ensayos previos se determinó
trabajar con un rango de frecuencia de barrido entre 0,1 Hz a 10 Hz, que obtuviera 10
puntos por década. Se tomaron 1-2 ml de muestra del producto con una pipeta plástica,
depositando el contenido en la placa de peltier de forma circular para que correspondiera
con el plato móvil y programando el equipo a las condiciones dadas según la tabla 4.
Los ensayos se controlaron automáticamente mediante el programa TA Universal
Analysis Versión 5.2®, instalado en un ordenador PC conectado al reómetro. Con los
ensayos oscilatorios se determinaron los módulos de almacenamiento (G') y de pérdidas
(G"), las viscosidades complejas (η*) y tan (δ) en función de frecuencia de la
deformación.
Para los parámetros reológicos aplicados al modelo de maxwell el modelamiento se
realizó en forma independiente para los parámetros módulos de almacenamiento y
módulos de perdida.
3.2.4 Procesamiento y análisis de los datos
Los datos experimentales se ajustaron al modelo de Maxwell y modelo de ley de
potencia y los criterios estadísticos que se tuvieron en cuenta para el ajuste del modelo
fueron el coeficiente de determinación r2, el error cuadrático y el análisis de los
residuales. Se realizó un análisis de varianza (ANOVA) empleando un 95,0% en el nivel
de confianza, usando un modelo de dos vías (concentración de maltodextrina y
temperatura) con interacciones. Para la comparación de medias se empleó la prueba de
rangos múltiples; el cual a través del test de Tukey (HSD), con un nivel de significancia
40
del 5%, permitió evaluar la influencia de la temperatura y la concentración de
maltodextrina en el comportamiento viscoelástico del producto a base de lactosuero y
pulpa de mango. El análisis estadístico de los datos se realizó con el programa
STATGRAPHICS versión de prueba 16.1.18.
41
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DE
LAS MATERIAS PRIMAS Y DEL PRODUCTO A BASE DE LACTOSUERO Y
PULPA DE MANGO (Mangífera indica l).
La tabla 5 muestra la media de los valores fisicoquímicos obtenidos de la pulpa de
mango y el lactosuero evaluados a temperatura de 25 ± 1°C. El valor de la acidez
titulable de la pulpa de mango fue de 0,16 ± 0,05% confirmando el carácter levemente
ácido de la pulpa del mango. Este valor se asemeja al reportado por Carrera et al. (2007)
en el estudio de cinco cultivares de mango en condiciones de sabana. Por su parte el
valor de pH encontrado para la pulpa de mango fue de 3,90 ± 0,06 valor que no difiere
de los reportados por Ramírez et al. (2010a; 2010b).
Los sólidos solubles de la pulpa de mango evaluada fueron de 13,50% ± 0,05 valor que
se encuentra dentro de los reseñados en la literatura, variando entre 13% - 22% (Ramírez
et al. 2010).
42
Tabla 5. Caracterización fisicoquímica de las materias primas.
Análisis Pulpa de mango Lactosuero
Acidez titulable (%) 0,16 ± 0,05 0,20 ± 0,100
Sólidos solubles (° Brix) 13,50 ± 0,00 6,53 ± 0,00
pH 3,90 ± 0,060 5,80 ± 0,020
Densidad (g/mL) 1,071 ± 0,009 1,033 ± 0,005
Humedad en base seca (%p/v) 87,80 ± 0,15 94,39 ± 0,14
Estudios recientes en láminas de mango (Mangífera indica L) por deshidratación
osmótica reportaron que la densidad de la pulpa de mango fue de 1,071 ± 0,009g.mL-1
(Vanegas y Parra 2012), valor que está acorde con el reportado en este estudio. Este
parámetro puede variar dependiendo del estado de madurez, del suelo y de las
condiciones ambientales del fruto. La pulpa de mango presentó una humedad de 87,80 ±
0,15% considerándose una pulpa con humedad alta en comparación al valor reportado
por Vanegas y Parra (2012), con un 81% de humedad en láminas de mango.
En cuanto al lactosuero, este presentó una acidez titulable de 0,20% ± 0,10% indicando
una leve acidez, la cual puede variar de acuerdo a los cambios fisiológicos en el periodo
de lactancia del animal o por alguna enfermedad como la mastitis (Jeness 1974). Este
valor se encuentra dentro del rango reportado por Machado et al. (2007), según el cual
está entre 0,08 - 1,22%. El pH obtenido fue de 5,80 ± 0,02, valor que permite
43
considerarlo como un producto levemente ácido según Franchi (2010). Los sólidos
solubles encontrados fueron de 6,53 ± 0,06%, valor que se encuentra comprendido
dentro de los rangos normales (5% - 7%) (Siller et al. 2009).
Según Cury et al. (2014) en un estudio donde se evaluó la fermentación del lactosuero
ácido (entero y desproteinizado) utilizando Lactobacillus casei el valor reportado de la
densidad fue de 1,029 ± 0,00g/mL, valor que coincide con el reportado en este estudio
(1,033 ± 0,005g/mL).
La tabla 6 nos muestra el comportamiento de los parámetros fisicoquímicos del producto
a base de lactosuero y pulpa de mango en función de la concentración de maltodextrina,
evidenciando la disminución de la acidez, el pH y la humedad al aumentar la
concentración de maltodextrina en cada una de las muestras.
Al aumentar el contenido de sólidos totales en el producto se disminuye la proporción
del contenido de agua en el mismo y por ende la humedad disminuye; efecto similar fue
observado por Mosquera (2010) en borojó liofilizado donde se evalúo la adición de
maltodextrina de alta y baja equivalencia de dextrosa y de goma arábiga en la pulpa de
borojó (1,56 kg de aditivo/kg de sólidos solubles de la pulpa) evidenciándose una
disminución del contenido de humedad de las muestras.
44
Al analizar el pH y la acidez del producto se observó una disminución de éstas
características al aumentar la concentración de maltodextrina, regulando así la acidez de
la muestra. Estos mismos resultados fueron reportados por Cevallos (2008) en un estudio
comparativo de tres sistemas de secado para la producción de un polvo deshidratado de
guanábana.
Tabla 6. Caracterización fisicoquímica del producto a base de lactosuero y pulpa de
mango con maltodextrina.
Análisis Formulaciones con 25 y 35% de maltodextrina
25% 35%
Acidez Titulable (%) 0,152 ± 0,10 a
0 ,15 ± 0,05 a
sólidos solubles(°Brix) 32,00 ± 0,00 a 37,26 ± 0,00
b
pH 3,62 ± 0,005 a 3,60 ± 0,00
b
Densidad (g/ml) 1,139 ± 0,005 a 1,157 ± 0,03
b
Humedad (m/m) 66,63 ± 0,34 a 64,34 ± 0,20
b
Las medias que no comparten las mismas letras fueron significativamente diferentes al
5% mediante test de Tukey.
En los anexos 1, 2, 3, 4 y 5 se detallan los datos del análisis estadístico. Los resultados
del análisis realizado a la acidez de las muestras indican que no existe diferencia
significativa (p<0,05) entre los tratamientos realizados; mientras que los demás
parámetros si presentaron diferencia a dicho nivel de significancia.
45
4.2 EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN DE
MALTODEXTRINA Y LA TEMPERATURA EN EL COMPORTAMIENTO
REOLÓGICO DEL PRODUCTO.
El comportamiento del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida (G’’)
del producto elaborado a base de pulpa de mango de hilacha (Mangífera indica L.) y
lactosuero adicionado con maltodextrina se puede observar en las gráficas 1, 2, 3, 4, 5, y
6, evidenciándose que a temperaturas de 25 y 55°C a bajas frecuencias, el carácter
viscoso predomina sobre el carácter elástico (G’’>G’) en los tratamientos 1 y 2 con 25%
de MD y en el 4 y 5 con 35% de MD, lo cual nos permite afirmar que el producto se
comporta a estas condiciones como un semilíquido, característica que puede ser
atribuida a sus constituyentes, principalmente al lactosuero; mientras que en los
tratamientos procesados a temperaturas de 85°C predomina el carácter elástico sobre el
viscoso, con un comportamiento típico de un gel, esto debido probablemente al efecto de
la temperatura sobre la pectina aportada por el mango, al efecto sobre la maltodextrina y
al efecto sobre las proteínas presentes en el lactosuero, las cuales a temperaturas
superiores a 80°C se vuelven inestables, cambiando su estructura original
Anandharamakrishnan et al. (2008).
46
Gráfica 1. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida (G’’) en
función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina de 25% y temperatura de
25°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango.
Las gráficas 1 y 2 presentan los valores de los módulos de almacenamiento y pérdida a
una concentración de 25% de maltodextrina y temperaturas de 25°C - 55°C,
respectivamente. Se puede observar que en ambos tratamientos, a bajas frecuencias,
predomina el carácter viscoso sobre el elástico (G’’>G’); sin embargo al aumentar la
frecuencia se entra en una zona de transición en la que se observa el punto de
intersección entre los módulos, alcanzándose éste para el tratamiento a 25°C a una
frecuencia de 5,01 Hz, mientras que para el tratamiento a 55°C la zona de transición se
presentó a una frecuencia de 3,98 Hz, marcando a dichas condiciones el inicio del
comportamiento elástico (G’>G’’), momento a partir del cual el producto se comporta
como un semisólido.
47
Gráfica 2. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida (G’’) en
función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina de 25% y temperatura de
55°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango.
Esto se debe probablemente a que las moléculas poliméricas dispersadas que forman
parte del producto se hallan entrelazadas unas con otras y las partículas en suspensión
ocupan posiciones distribuidas al azar, cuando se aumenta la temperatura a causa del
movimiento de agitación térmica de las mismas estas se desenredan y las partículas se
alinean a lo largo de líneas de corriente dando lugar al estado semisólido, lo cual explica
igualmente que el punto de intercepción entre los dos módulos, se alcance primero en el
tratamiento a 55°C. Autores como Jones (2001) atribuyen este comportamiento a la
solubilidad aunque ésta varía de una sustancia a otra por lo general, con la temperatura.
En la mayoría de las sustancias a bajas temperaturas las moléculas se encuentran unidas
y organizadas estructuralmente, un incremento de la temperatura causa un aumento de la
48
solubilidad, debido a que dicho incremento en la temperatura hace que el espacio entre
las partículas del líquido sea mayor y disuelva una cantidad más grande de sólido,
consiguiendo un comportamiento elástico con la capacidad para formar geles.
Gráfica 3. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida (G’’) en
función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina de 25% y temperatura de
85°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango.
La grafica 3 representa el comportamiento de los módulos de almacenamiento (G’) y
pérdida (G’’) a una concentración de 25% de maltodextrina y una temperatura de 85°C.
Se observa que a lo largo de todo el rango de frecuencias estudiadas predomina el
carácter elástico sobre el viscoso (G´>G”), por lo cual podemos afirmar que el producto
se comporta como un semisólido a temperaturas de 85°C; dicho comportamiento puede
ser atribuido a que a elevadas temperaturas se puede producir la gelificación de las
49
proteínas del lactosuero y el cambio en la estructura de la maltodextrina y los azúcares
contenidos en el producto. Las proteínas debido al calor se convierten en agentes
gelificantes, formando una red sólida tridimensional que embebe solventes y demás
componentes, inmovilizándolos. Durante esta especie de “polimerización proteica” en
una red tridimensional, el líquido viscoso se convierte en una matriz viscoelástica
(UNAD 2014). Autores como Ennis y Mulvihill (2010) señalan que las suspensiones de
proteínas del suero poseen la capacidad de formar geles cuando son sometidas a
tratamientos térmicos por encima de los 62°C generando la desnaturalización
principalmente de las proteínas no séricas como la β-Lactoglobulina y α- lactoalbúmina.
La proteína está conformada por una estructura de aminoácidos adheridos a moléculas
de hierro, cobre, zinc; esta estructura se puede ver influenciada por las altas
temperaturas, provocando su desnaturalización y el fluido se vuelve más elástico.
Las gráficas 4 y 5 representan los valores de los módulos de almacenamiento y pérdida a
una concentración de maltodextrina de 35% y temperaturas de 25°C - 55°C
respectivamente, en función de la frecuencia.
50
Gráfica 4. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida (G’’) en
función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina de 35% y temperatura de
25°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango.
La anterior gráfica nos permite apreciar que el producto a base de lactosuero y pulpa de
mango (Mangifera indica) adicionado con 35% de maltodextrina a una temperatura de
25°C se comporta como un semilíquido a bajas frecuencias, observándose el predominio
del carácter viscoso sobre el elástico (G’’>G’) a frecuencias menores de 4,0 Hz,
presentándose a dicha frecuencia el estado de transición entre los módulos, marcando el
inicio del comportamiento semisólido del producto, en el cual predomina el carácter
elástico sobre el viscoso.
51
Gráfica 5. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida (G’’) en
función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina de 35% y temperatura de
55°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango.
De la gráfica 5 podemos analizar que en el producto a base de lactosuero y pulpa de
mango predomina el carácter viscoso sobre el elástico (G’’>G’) a frecuencias menores
de 3,50 Hz, punto en el cual se da el estado de transición entre los módulos de perdida y
almacenamiento, marcando el inicio del comportamiento elástico para frecuencias
mayores a 3,50 Hz, presentando el producto un comportamiento semisólido con la
capacidad para formar geles. Sin embargo, en la gráfica 6 se puede observar como para
una misma concentración de maltodextrina, a una mayor temperatura (85°C), predomina
a lo largo de todo el rango de frecuencias estudiadas el carácter elástico sobre el viscoso
(G’>G’’) comportándose como un semisólido, característica que puede ser atribuida al
contenido de azúcar, maltodextrina y proteínas del lactosuero presentes en el producto,
52
los cuales le proporciona elasticidad, entre otras razones, debido a que las proteínas del
lactosuero se desnaturalizan adquiriendo la capacidad para formar geles.
Gráfica 6. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida (G’’) en
función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina de 35% y temperatura de
85°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango.
Los tratamientos sometidos a altas temperaturas (tratamiento 3 y 6 a 85°C), presentaron
funciones de pérdidas por encima de la unidad en todo el rango de frecuencia estudiado,
predominando las propiedades elásticas, indicando que a dicha temperatura se producen
cambios en las estructuras complejas del producto, lo cual se debe posiblemente a que
al emplear concentraciones altas de maltodextrina, el contenido de agua presente en la
muestra disminuye aumentando por ende la viscosidad y el contenido de sólidos
presente; sin embargo, al elevar la temperatura, se da un cambio estructural en los
53
componentes del producto, presentándose una separación de las moléculas, formando
una red o enlace entre las ellas dando lugar al comportamiento semisólido.
De las gráficas 5 y 6 podemos apreciar que las magnitudes de los módulos de pérdida y
módulo de almacenamiento a una misma concentración de maltodextrina aumentan con
el incremento de la temperatura; así mismo en las gráficas 3 y 6 se puede apreciar
claramente el aumento de estas magnitudes con el incremento de la concentración de
maltodextrina solo a altas temperaturas, por lo que se puede afirmar que ésta ejerce gran
influencia sobre el comportamiento viscoelástico del producto.
La viscosidad depende del grado de hidrólisis de una sustancia, de la cantidad de materia
sólida y de la temperatura; ésta disminuye a medida que aumenta el grado de hidrólisis o
la temperatura y aumenta cuando se incrementa la sustancia sólida o se disminuye el
contenido de agua. Químicamente las maltodextrinas son un oligosacárido (carbohidrato
complejo soluble), es decir un polímero de unos pocos monosacáridos condensados con
un grado de polimerización que va de dos a diez aproximadamente. López et al. (2009)
señalan que la razón por la cual la maltodextrina a temperaturas altas proporciona un
aumento en la viscosidad es debido a su capacidad de formar gel, un estado intermedio
entre el estado líquido y el sólido, constituido por una red macromolecular que retiene
entre sus mallas una fase líquida; esto da la idea de un “orden” en el gel, en oposición a
una solución representativa en “desorden”. En efecto, la asociación de cadenas o de
segmentos de cadenas produce un aumento en el espacio y, por lo tanto, de la
54
viscosidad. En la medida que las cadenas se organizan entre sí, el gel se hace más rígido,
lo que indica aumento de las características reológicas.
4.2.1 EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DE LA VISCOSIDAD COMPLEJA
EN EL COMPORTAMIENTO REOLOGICO DE LA BEBIDA DE
LACTOSUERO Y PULPA DE MANGO
Gráfica 7. Valores de viscosidad compleja (ɳ*) para los tratamientos a concentración
25% de maltodextrina en función de la frecuencia.
Las gráficas 7 y 8 representan las curvas de viscosidad compleja para los tratamientos
evaluados a diferentes temperaturas y concentraciones de maltodextrina en función de la
frecuencia. Se observa que la viscosidad compleja aumenta (0,0341 a 0,0520 Pa.s) al
55
incrementarse la concentración de maltodextrina del 25% al 35% a una misma
temperatura (25°C), lo cual sucede igualmente para el tratamiento realizado a 55°C; sin
embargo al aumentar la temperatura (25° a 55°C) manteniendo constante la
concentración de MD (25%), se evidencia la disminución de la viscosidad compleja
(0,0341 a 0,0285 Pa.s), comportamiento que es característico para este tipo de ensayos
debido al efecto de la temperatura sobre el comportamiento viscoso de los materiales.
Gráfica 8. Valores de viscosidad compleja (ɳ*) para los tratamientos a concentración de
35% maltodextrina en función de la frecuencia.
A temperaturas de 85°C para las concentraciones de maltodextrina estudiadas se puede
observar la disminución de la viscosidad compleja a medida que se incrementa la
frecuencia, es decir, la resistencia a fluir del producto disminuye cuando la velocidad de
deformación aumenta, presentando un comportamiento pseudoplástico, esto debido
probablemente a que elevadas temperaturas la concentración de sólidos aumenta debido
56
a la perdida de agua y a la gelificación de las proteínas y el efecto sobre la maltodextrina
y los azucares contenidos en la formulación.
Las gráficas 9 y 10 describen los valores de la tangente del ángulo de fase para los
diferentes tratamientos estudiados. Se puede observar que la tan (δ) para los tratamientos
a una concentración de 25% y 35% de maltodextrina a temperaturas de 25°C y 55°C es
mayor a uno (tan (δ) > 1) confirmando el comportamiento viscoso del producto al variar
la frecuencia, mientras que para los tratamientos realizados a 85°C la tan (δ) es menor a
uno (tan (δ) < 1) indicando un comportamiento elástico en el producto, resultados que
están acorde al comportamiento de los módulos de almacenamiento (G’) y módulo de
pérdida (G’’).
Gráfica 9. Valores de tan (δ) en función de la frecuencia a concentración de
maltodextrina de 25% para las diferentes temperaturas estudiadas.
57
Gráfica 10. Valores de tan (δ) en función de la frecuencia a concentración de
maltodextrina de 35% para las diferentes temperaturas estudiadas.
4.3 AJUSTE DE LOS DATOS EXPERIMENTALES AL MODELO MAXWELL Y
LEY DE POTENCIA
En la tablas 7 – 8 y anexo 6 se muestran los valores de G’, G’’, λ, el coeficiente de
correlación y el error residual aplicado a los modelos de Maxwell y los valores de η y k
para el modelo de ley de potencia según los tratamientos realizados. El modelo de
Maxwell se ajustó adecuadamente a los datos experimentales de las diferentes muestras
del producto elaborado a base de lactosuero y pulpa de mango.
Para el modelo de Maxwell, los valores de G’ de las diferentes muestras, presentaron un
R2promedio.= 0,9684 y ESpromedio= 5,23; mientras que G’’ presentó un R
2promedio= 0,9793 y
58
ESpromedio= 3,46. Por su parte el modelo de Ley de Potencia, arrojó valores de
R2promedio= 0,9309 y ESpromedio=12,14 para η, lo que evidencia que el modelo de Maxwell
es el que mejor se ajusta a los datos experimentales.
Tabla 7. Coeficientes de correlación aplicados al modelo de Maxwell.
TRATAMIENTO G´ G´´
R2 Promedio ES Promedio R
2 Promedio ES Promedio
TTO 1 REP 1 0,9951
0,9941
2,14
3,32
0,9991
0,9983
0,99
1,28 TTO 1 REP 2 0,9918 3,21 0,999 1,02
TTO 1 REP 3 0,9954 4,62 0,9967 1,83
TTO 2 REP 1 0,965
0,9716
6,47
6,04
0,9991
0,9985
0,94
1,19 TTO 2 REP 2 0,9757 5,77 0,9982 1,34
TTO 2 REP 3 0,9741 5,89 0,9983 1,30
TTO 3 REP 1 0,9425
0,9531
8,52
7,46
0,9491
0,9491
3,18
5,43 TTO 3 REP 2 0,9742 5,33 0,949 6,56
TTO 3 REP 3 0,9425 8,52 0,9491 6,56
TTO 4 REP 1 0,9994
0,9880
0,79
2,80
0,9928
0,9950
2,63
2,02 TTO 4 REP 2 0,9988 1,11 0,9928 2,63
TTO 4 REP 3 0,9658 6,51 0,9994 0,80
TTO 5 REP 1 0,9894
0,9684
3,41
5,21
0,9995
0,9908
0,73
3,08 TTO 5 REP 2 0,9888 3,51 0,9865 4,25
TTO 5 REP 3 0,9271 8,72 0,9864 4,27
TTO 6 REP 1 0,9916
0,9355
3,97
6,58
0,9987
0,9445
1,17
7,76 TTO 6 REP 2 0,9075 6,84 0,9166 11,10
TTO 6 REP 3 0,9075 8,92 0,9181 11,00
59
Tabla 8. Parámetros reológicos y coeficientes de correlación aplicados al modelo de ley
de potencia.
Tratamiento
Concentración
de
maltodextrina
(%)
Temperatura
(°C)
k
(Pa*sn)
η R
2 ES
1 25 25 18,2223 0,8943 0,9203 11,2568
2 25 55 18,5722 0,8894 0,9865 9,8442
3 25 85 357,0851 0,9984 0,9026 17,4142
4 35 25 19,0111 0,9586 0,9990 11,6360
5 35 55 19,0389 0,8577 0,9950 14,2728
6 35 85 368,8378 0,9974 0,9219 11,9254
Los resultados del análisis de varianza (ANOVA) realizados a los módulos de pérdida en
los diferentes tratamientos de la bebida, indican que los valores-P prueban la
significancia estadística del factor temperatura. Puesto que un valor P<0,05 ejerce un
efecto estadísticamente significativo sobre (G1, G2, G3 y G4) con un 95,0% de nivel de
confianza Anexo 13.
La prueba de rangos múltiples nos ayuda a determinar cuáles medias son
significativamente diferentes de otras con un nivel del 95,0% de confianza. No existen
diferencias estadísticamente significativas entre aquellos niveles que compartan una
misma columna de X's. El método empleado actualmente para discriminar entre las
medias es el procedimiento de diferencia honestamente significativa (HSD) de Tukey.
Con este método hay un riesgo del 5,0% al decir que uno o más pares son
significativamente diferentes, cuando la diferencia real es igual a 0. Lo que confirma
60
que solo existen diferencias significativas para los módulos de perdida (G1, G3 y G4); a
temperaturas de 85°C, al igual que para el módulo de perdida G2 a temperaturas de 25°C.
Sin embargo a concentraciones de 25% y 35% de MD existen diferencias significativas
para el módulo de perdida G4. Anexo 14
Los resultados del análisis de varianza (ANOVA) realizado a los tiempos de relajación
(λ1, λ2, λ3 y λ4), reflejan que existen diferencias estadísticamente significativas (P<0,05)
con la temperatura, para los tiempos de relajación (λ2, λ3 y λ4). Solamente para (λ4)
presentó diferencias significativas en ambos factores (temperatura y Maltodextrina).
Para λ1 no existen diferencias significativas en ambos factores (Anexo 15).
Para la prueba de rangos múltiples solo existen diferencias significativas por
temperatura a 85°C para los tiempos de relajación (λ2, λ3 y λ4). Sin embargo para el
tiempo de relajación λ4 la Maltodextrina (MD) ejerce diferencias significativas a
concentraciones de 25% y 35%.
61
5. CONCLUSIONES
La caracterización fisicoquímica de la pulpa de la pulpa de mango (Mangifera indica) la
clasifica como de baja acidez y con un alto valor en sólidos solubles (°Brix), lo que
demuestra su alto potencial para su posterior transformación y aprovechamiento en la
elaboración de diferentes productos alimenticios.
La variación de la concentración de maltodextrina presentó gran influencia sobre los
parámetros fisicoquímicos evaluados en la bebida, mostrando un comportamiento
directamente proporcional en la acidez titulable, sólidos solubles y densidad, los cuales
aumentaron con la adición del agente encapsulante. Otros factores como el pH y la
humedad presentaron una disminución con el aumento en la concentración de la
maltodextrina.
El producto a concentraciones de 25% y 35% de MD a temperaturas de 25°C y 55°C
exhibe un comportamiento viscoso, mientras que a temperaturas de 85°C predomina el
comportamiento elástico sobre el viscoso.
62
La viscosidad compleja aumenta al incrementarse la concentración de maltodextrina del
25% al 35% a temperatura constante y disminuye al aumentar la temperatura
manteniendo constante la concentración de MD (25%).
El producto elaborado a base de lactosuero y pulpa de mango en el rango de
temperaturas estudiadas (25°C, 55°C y 85°C), se ajustó adecuadamente al modelo de
Maxwell con un error cuadrático promedio de 0,9684 y un ES promedio de 5,23 para el
parámetro de G´, mientras que para G’’ el error cuadrático promedio de 0,9793 y error
residual de 3,46.
63
6. RECOMENDACIONES
Evaluar el comportamiento reológico de otras bebidas a base de lactosuero empleado
distintos tipos de frutas de nuestra región y otros agentes encapsulante con miras a ser
sometidas a procesos de secado por aspersión.
En la determinación de las constantes reológicas fundamentales del producto, se debe
controlar la concentración de los sólidos aportados por los ingredientes, la
homogeneidad de las muestras y la temperatura para alcanzar mediciones adecuadas de
los módulos de almacenamiento y pérdida.
64
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80
ANEXOS
81
Anexo 1. Test de comparación de medias para la acidez
Medias Factor N Media Desv.Est. IC de 95% C1 3 0,151000 0,001000 (0,149631. 0,152369) C2 3 0,149333 0,000577 (0,147964. 0,150703) Desv. Est. agrupada = 0,00106458 Comparaciones en parejas de Tukey Agrupar información utilizando el método de Tukey y una confianza de 95% Factor N Media Agrupación C1 3 0,151000 A C2 3 0,149333 A Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
82
Anexo 2. Test de comparación de medias para los sólidos solubles Comparaciones en parejas de Tukey Agrupar información utilizando el método de Tukey y una confianza de 95% Factor N Media Agrupación C2 3 37,267 A C1 3 32,00 B Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
83
Anexo 3. Test de comparación de medias para el pH Comparaciones en parejas de Tukey Agrupar información utilizando el método de Tukey y una confianza de 95% Factor N Media Agrupación C1 3 3,62333 A C1 3 3,600 B Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
84
Anexo 4. Test de comparación de medias para la densidad Comparaciones en parejas de Tukey Agrupar información utilizando el método de Tukey y una confianza de 95% Factor N Media Agrupación C2 3 1,15733 A C1 3 1,13933 B Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
85
Anexo 5. Test de comparación de medias para la humedad Comparaciones en parejas de Tukey Agrupar información utilizando el método de Tukey y una confianza de 95% Factor N Media Agrupación C1 3 66,08 A C2 3 64,343 B Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
86
Anexo 6. Parámetros reológicos aplicados al modelo de Maxwell
Módulo de almacenamiento (G´) Tiempo de relajación(λ) Módulo de perdida (G’’)
Tratamiento Temperat
ura
Concentración
de maltodextrina G1 G2 G3 G4 λ1 λ2 λ3 λ4 G1 G2 G3 G4
TTO 1 R 1 25 25 17199,35 2980,740 0,337 0,337 0,0001 0,0002 0,0377 0,0377 44,769 44,769 0,311 0,000
TTO 1 R 2 25 25
19208,23 1741,720 0,084 0,084 0,0001 0,0002 0,1057 0,1057 60,578 60,578 0,068 0,000
TTO 1 R 3 25 25
19909,96 4510,167 0,000 0,000 0,0002 0,0003 0,1939 0,4253 41,378 38,540 0,015 0,000
TTO 2 R 1 55 25
19506,83 0,328 0,328 0,328 0,0002 0,0002 0,0689 0,0689 77,681 77,681 0,010 0,000
TTO 2 R 2 55 25
18101,60 0,309 0,309 0,309 0,0002 0,0002 0,0755 0,0755 73,457 73,457 0,000 0,000
TTO 2 R 3 55 25
19691,82 0,315 0,315 0,315 0,0002 0,0002 0,0712 0,0712 80,157 80,157 0,000 0,000
TTO 3 R 1 85 25
89,17 89,168 89,168 89,168 0,0000 0,0000 0,4305 2267,4474 5078,506 59078,50 72,43 0,000
TTO 3 R 2 85 25
96,79 9,168 51,84 89,168 0,0012 0,0000 0,3717 2267,4474 1768,928 59078,50 74,216 0,000
TTO 3 R 3 85 25
79,64 89,168 89,168 89,168 0,0010 0,0000 0,4105 2459,4474 59078,506 59078,50 74,440 0,000
TTO 4 R 1 55 35
16051,94 890,614 0,350 0,350 0,0002 0,0002 0,0439 0,0439 76,544 76,544 0,000 0,000
TTO 4 R 2 55 35
16309,03 0,427 0,427 0,427 0,0002 0,0002 0,0401 0,0401 78,188 78,188 0,000 0,000
TTO 4 R 3 55 35
18136,46 0,377 0,377 0,377 0,0002 0,0002 0,0497 0,0497 81,432 81,432 0,000 0,000
TTO 5 R 1 25 35
17610,37 0,390 0,390 0,390 0,0002 0,0002 0,0455 0,0455 89,572 89,572 0,019 0,000
TTO 5 R 2 25 35
19501,41 0,437 0,437 0,437 0,0000 0,0000 0,0298 0,0539 60,000 60,000 1,134 0,000
TTO 5 R 3 25 35 15701,41 0,429 0,372 0,347 0,0000 0,0000 0,0137 0,0190 59,301 60,000 1,316 0,000
TTO 6 R 1 85 35
98,36 98,359 98,359 98,35 0,0264 0,0530 0,0530 0,0530 56,322 56,322 0,013 0,000
TTO 6 R 2 85 35
28,07 28,074 28,074 28,074 0,0086 0,1985 0,6572 0,6572 77,520 77,520 0,013 0,000
TTO 6 R 3 85 35 21,79 41,87 20,080 20,080 0,0062 0,1822 0,0328 0,0328 28,819 28,8199 0,386 0,000
87
Anexo 7. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´) para el tratamiento 1 de la bebida de
lactosuero y pulpa de mango.
0.000E+00
1.000E-04
2.000E-04
3.000E-04
4.000E-04
5.000E-04
6.000E-04
0 5 10 15 20 25 30 35
G'
G' G'calc Vs Angulo de frecuencia
Rad/se
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 5 10 15 20 25
G''
G''calc
G'' G''Calc Vs Angulo de frecuencia
Rad/Seg
88
Anexo 8. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 1 de la
bebida de lactosuero y pulpa de mango.
-0,020
-0,015
-0,010
-0,005
0,000
0,005
0,010
0,015
0,020
0,000 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 0,120
RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´ estimada
Series1
-0,015
-0,010
-0,005
0,000
0,005
0,010
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700
RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´´ estimada
Series1
89
Anexo 9. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 2 de la bebida de
lactosuero y pulpa de mango.
0.000E+00
500E-04
1.000E-04
1.500E-04
2.000E-04
2.500E-04
3.000E-04
0 2 4 6 8 10 12 14
G'
G'Calc
G' G''Calc Vs Angulo de frecuencia
Rad/Seg
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,2
0 2 4 6 8
G''
G''Calc
G'' G''Calc Vs Angulo de frecuencia
Rad/Seg
90
Anexo 10. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 2 de la
bebida de lactosuero y pulpa de mango.
-0,150
-0,100
-0,050
0,000
0,050
0,100
0,150
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500
RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´ estimada
Series1
-0,010
-0,005
0,000
0,005
0,010
0,015
0,020
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700
RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´´ estimada
Series1
91
Anexo 11. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 3 de la bebida de
lactosuero y pulpa de mango.
0.000E+00
1.000E-04
2.000E-04
3.000E-04
4.000E-04
5.000E-04
6.000E-04
0 5 10 15 20 25 30
G'
G'Calc
G' G'Calc Vs Angulo de frecuencia
Rad/Seg
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 10 20 30
G''G''calc
G'' G''Calc Vs Angulo de
Rad/Seg
92
Anexo 12. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 3 de la
bebida de lactosuero y pulpa de mango
-0,150
-0,100
-0,050
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´ estimada
Series1
-0,030
-0,020
-0,010
0,000
0,010
0,020
0,030
0,040
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´´ estimada
Series1
93
Anexo 13. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 4 de la bebida de
lactosuero y pulpa de mango.
0.000E+00
1.000E-04
2.000E-04
3.000E-04
4.000E-04
5.000E-04
6.000E-04
0 10 20 30 40
G'
G' Calc
G' G'Calc Vs Angulo de frecuencia
Rad/Seg
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 5 10 15 20 25
G''
G''Calc
G'' G''Calc Vs Angulo de frecuencia
Rad/Seg
94
Anexo 14. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 4 de la
bebida de lactosuero y pulpa de mango.
-0,150
-0,100
-0,050
0,000
0,050
0,100
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500
RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´ estimada
Series1
-0,020
-0,015
-0,010
-0,005
0,000
0,005
0,010
0,015
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400
RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´´ estimada
Series1
95
Anexo 15. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 5 de la bebida de
lactosuero y pulpa de mango.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 5 10 15 20 25
G''
G', G''Calc Vs Angulo de frecuencia
angulo de frecuencia Rad/Seg
96
Anexo 16. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 5 de
la bebida de lactosuero y pulpa de mango.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 5 10 15 20 25
G''
G''Calc
G'' G''Calc Vs Angulo de frecuencia
Rad/Seg
-0,060
-0,040
-0,020
0,000
0,020
0,040
0,060
0,000 0,200 0,400 0,600
RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´ estimada
Series1
97
Anexo 17. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 6 de
la bebida de lactosuero y pulpa de mango.
-0,015
-0,010
-0,005
0,000
0,005
0,010
0,015
0,000 0,200 0,400 0,600 0,800
RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´´ estimada
Series1
98
Anexo 18. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 6 de la
bebida de lactosuero y pulpa de mango.
-0,100
-0,050
0,000
0,050
0,100
0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300
RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´ estimada
Series1
99
Anexo 19. Resultados del Análisis de varianza (ANOVA) de los parámetros (G’’1,
G’’2, G’’3 y G’’4) del modelo de Maxwell.
Análisis de Varianza para G’’1 - Suma de Cuadrados Tipo III
Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
EFECTOS PRINCIPALES
A:TEMPERATURA 1,29736E9 2 6,48679E8 477,89 0,0000
B:%MALTODEXTRINA 6,03729E6 1 6,03729E6 4,45 0,0534
RESIDUOS 1,90033E7 14 1,35738E6
TOTAL (CORREGIDO) 1,3224E9 17
Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual
Análisis de Varianza para G’’2 - Suma de Cuadrados Tipo III
Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
EFECTOS PRINCIPALES
A:TEMPERATURA 8,2605E6 2 4,13025E6 3,90 0,0451
B:%MALTODEXTRINA 3,88285E6 1 3,88285E6 3,66 0,0762
RESIDUOS 1,4834E7 14 1,05957E6
TOTAL (CORREGIDO) 2,69773E7 17
Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual
-0,030
-0,020
-0,010
0,000
0,010
0,020
0,030
0,040
0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600RES
IDU
ALE
S
G' estimada
Residuales Vs G´´ estimada
Series1
100
Análisis de Varianza para G’’3 - Suma de Cuadrados Tipo III
Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
EFECTOS PRINCIPALES
A:TEMPERATURA 14896,3 2 7448,14 17,94 0,0002
B:%MALTODEXTRINA 410,129 1 410,129 0,99 0,3384
RESIDUOS 5395,96 13 415,074
TOTAL (CORREGIDO) 20943,8 16
Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual
Análisis de Varianza para G’’4 - Suma de Cuadrados Tipo III
Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
EFECTOS PRINCIPALES
A:TEMPERATURA 17932,6 2 8966,31 22,04 0,0001
B:%MALTODEXTRINA 862,351 1 862,351 2,12 0,1691
RESIDUOS 5287,51 13 406,731
TOTAL (CORREGIDO) 24454,6 16
Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual
Anexo 20. Resultados de la prueba de rangos múltiples de Tukey de los parámetros
(G’’1, G’’2, G’’3 y G’’4) del modelo de Maxwell
Método: 95,0 porcentaje Tukey HSD
TEMPERATURA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos
85 6 68,97 475,636 X
55 6 17966,3 475,636 X
25 6 18188,5 475,636 X
Pruebas de múltiple rangos de Tukey para G1 por Temperatura
Método: 95,0 porcentaje Tukey HSD
TEMPERATURA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos
85 6 59,3012 420,232 X
55 6 148,728 420,232 X
25 6 1538,98 420,232 X
Pruebas de Múltiple Rangos de tuckey para G2 por Temperatura
101
Método: 95,0 porcentaje Tukey HSD
TEMPERATURA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos
55 6 0,0603592 8,32253 X
25 5 1,02154 9,13822 X
85 6 62,4909 8,32253 X
Pruebas de múltiple rangos de Tukey para G3 por Temperatura
Método: 95,0 porcentaje Tukey HSD
TEMPERATURA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos
55 6 0,0704426 8,23847 X
25 5 1,33046 9,04593 X
85 6 68,5799 8,23847 X
Pruebas de múltiple rangos de Tukey para G4 por Temperatura
Método: 95,0 porcentaje Tukey HSD
%MALTODEXTRINA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos
35 9 18,5859 8,93281 X
25 8 31,3045 9,47636 X
Pruebas de Múltiple Rangos de tuckey para G4 por % Maltodextrina
Anexo 21. Resultados del Análisis de varianza (ANOVA) de los parámetros (λ1, λ2, λ3
y λ4) del modelo de Maxwell.
Análisis de Varianza para λ1 - Suma de Cuadrados Tipo III
Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
EFECTOS PRINCIPALES
A:TEMPERATURA 0,000190818 2 0,0000954091 2,85 0,1005
B:%MALTODEXTRINA 0,0000670563 1 0,0000670563 2,00 0,1846
RESIDUOS 0,000368042 11 0,0000334583
TOTAL (CORREGIDO) 0,000675937 14
Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual
102
Análisis de Varianza para λ2 - Suma de Cuadrados Tipo III
Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
EFECTOS PRINCIPALES
A:TEMPERATURA 0,0357287 2 0,0178643 12,65 0,0024
B:%MALTODEXTRINA 2,77778E-10 1 2,77778E-10 0,00 0,9997
RESIDUOS 0,0127095 9 0,00141217
TOTAL (CORREGIDO) 0,0607992 12
Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual
Análisis de Varianza para λ3 - Suma de Cuadrados Tipo III
Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
EFECTOS PRINCIPALES
A:TEMPERATURA 0,27364 2 0,13682 6,86 0,0084
B:%MALTODEXTRINA 0,0355467 1 0,0355467 1,78 0,2030
RESIDUOS 0,279026 14 0,0199305
TOTAL (CORREGIDO) 0,588213 17
Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual
Análisis de Varianza para λ4 - Suma de Cuadrados Tipo III
Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P
EFECTOS PRINCIPALES
A:TEMPERATURA 5,436E6 2 2,718E6 6,97 0,0079
B:%MALTODEXTRINA 2,71766E6 1 2,71766E6 6,97 0,0194
RESIDUOS 5,45865E6 14 389904,
TOTAL (CORREGIDO) 1,36123E7 17
Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual
Anexo 22. Resultados de la prueba de rangos múltiples de Tukey del parámetro λ2,
λ3 y λ4 del modelo de Maxwell
Método: 95,0 porcentaje Tukey HSD
TEMPERATURA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos
55 6 0,000199573 0,0153717 X
103
25 4 0,000221795 0,0201313 X
85 3 0,144572 0,024585 X
Pruebas de múltiple rangos de Tukey para λ2 en Temperatura
Método: 95,0 porcentaje Tukey HSD
TEMPERATURA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos
55 6 0,0582167 0,0576346 X
25 6 0,07105 0,0576346 X
85 6 0,32595 0,0576346 X
Pruebas de múltiple rangos de Tukey para λ3 en Temperatura
Método: 95,0 porcentaje Tukey HSD
TEMPERATURA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos
55 6 0,0582167 254,92 X
25 6 0,114517 254,92 X
85 6 1165,85 254,92 X
Pruebas de múltiple rangos de Tukey para λ4 en Temperatura
Método: 95,0 porcentaje Tukey HSD
%MALTODEXTRINA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos
35 9 0,110567 224,728 X
25 9 777,236 224,728 X
Pruebas de múltiple rangos de Tukey para λ4 por %Maltodextrina
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