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OPTIMIZACIÓN POR EL MÉTODO DE SUPERFICIE DE RESPUESTA DE LOS
°BRIX Y % PECTINA EN LA ELABORACIÓN DE MERMELADA A PARTIR DE
TUNA (OPUNTIA FICUS-INDICA) Y CHALARINA (CASIMOROA EDULIS)
I. INTRODUCCIÓN
El consumo de grupos de alimentos como frutas y verduras se está colocando en el ojo del
huracán de la alimentación saludable y, por extensión, de los esfuerzos para recomendar una
adecuada proporción de nutrientes que puedan asegurar una mejor calidad de vida y una óptima
seguridad de los alimentos que se consumen. Mientras las sociedades subdesarrolladas tienden a
las dietas vegetales, conforme aumenta el nivel de vida también lo hace el consumo de alimentos
de origen animal. Pero lo que parece claro es que todas las personas deberían consumir más fruta
y hortalizas, especialmente en países en los que, como España, el desarrollo ha supuesto una
modificación importante de los hábitos alimentarios. El consumo diario de productos vegetales,
en cantidad suficiente y en una alimentación bien equilibrada, ayuda a evitar enfermedades
graves, como las cardiopatías, los accidentes cardiovasculares, la diabetes y el cáncer, así como
deficiencias de importantes micronutrientes y vitaminas. La Organización Mundial de la Salud
(OMS) coloca el escaso consumo de fruta y hortalizas en sexto lugar entre los 20 factores de
riesgo a los que atribuye la mortalidad humana, inmediatamente después de otros más
conocidos, como el tabaco y el colesterol. El consumo mundial de fruta y hortalizas está muy
por debajo de los 400 gramos diarios por persona. Esto se debe a que en los últimos 50 años ha
disminuido el consumo de cereales y leguminosas, se ha incrementado el de los aceites
vegetales, el azúcar y la carne, mientras que la fruta y las hortalizas apenas han aumentado. Se
estima que en todo el mundo la gente sólo consume entre el 20% y el 50% del mínimo
recomendado (Morris et al., 2006).
En el Perú según la norma técnica nacional, la mermelada de frutas es un producto de
consistencia pastosa o gelatinosa que se ha producido por la cocción y concentración de frutas
sanas combinándolas con agua y azúcar, la elaboración de mermeladas es hasta ahora uno de los
métodos más comunes para conservar las frutas y su producción casera es superior a la
producción hecha masivamente. Las características más saltantes de la mermelada es su color
brillante y atractivo, además debe parecer gelificada sin mucha rigidez de forma tal que pueda
extenderse perfectamente. Debe tener por supuesto un buen consistencia afrutado, También debe
conservarse bien cuando se almacena en un lugar fresco, preferentemente oscuro y seco.
(Colquichagua y Ortega, 2005).
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JUSTIFICACION
La elaboración de mermelada, es una de las alternativas de procesamiento para prolongar la vida
útil de los alimentos y aprovechar los múltiples beneficios que proporciona como rentabilidad y
ayuda a la salud humana, entre los que cabe mencionar, regulación del sistema digestivo, aporte
de proteínas y minerales que ayudan al metabolismo del cuerpo. Además de explotar productos
andinos como la CHALARINA y TUNA y darle valor agregado por medio de la elaboración de
mermeladas.
Las tendencias en el mercado de la confitería, marca un cambio de preferencias del consumidor
hacia los productos naturales, saludables, con aromas y sabores innovadores, favoreciendo
ampliamente el desarrollo de jaleas y mermeladas a partir de frutos no comunes, en este caso, la
tuna (Opuntia ficus-indica) y chalarina (Casimiroa edulis), como materias primas tanto en el
mercado de los países desarrollados como en el de los países en vías de desarrollo. Se puede
percibir una demanda creciente de sabores de frutos tropicales e innovadores que hacen que, en
el mercado nacional haya variedad.
La preocupación de las personas por consumir alimentos saludables ha llevado a un notable
crecimiento en la demanda de carnes, frutas y hortalizas, mientras que se ha estancado el
consumo de cereales y tubérculos, especialmente en los países desarrollados. Dado que el
mercado de la confitería ha venido creciendo, se espera que continúe esta tendencia, se prevé
buenas expectativas para las exportaciones.
Es por este motivo que se ha puesto en marcha el presente trabajo de investigación para poder
encontrar los parámetros óptimos para la elaboración de la mermelada de chalarina y tuna. Así
mismo reconocer que en el proceso de elaboración se aseguran las propiedades nutricionales que
brindan los frutos al cuerpo humano, que dentro de la evidencia científica se han podido
comprobar sus propiedades nutricionales.
De tal manera, en esta investigación se presenta un estudio experimental a escala de laboratorio
orientado a la Evaluación del efecto de los °Brix de la mezcla de las pulpas (proporción
tuna/charalina de 0.7359) y porcentaje de pectina en la consistencia de la mermelada obtenida a
partir de Tuna (Opuntia ficus-indica) y Chalarina (Casimiroa edulis). Lo cual nos llevó a
plantear el siguiente problema: ¿Cuál será el efecto de los °Brix de la mezcla de las pulpas
(proporción tuna/charalina de 0.7359) y porcentaje de pectina en la consistencia de la mermelada
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obtenida a partir de Tuna (Opuntia ficus-indica) y Chalarina (Casimiroa edulis) mediante el
método de superficie de respuesta?
Para ello se planteo el siguiente objetivo:
Evaluar el efecto de los °Brix de la mezcla de las pulpas (proporción tuna/charalina de
0.7359) y porcentaje de pectina en la consistencia de la mermelada obtenida a partir de
Tuna (Opuntia ficus-indica) y Chalarina (Casimiroa edulis) y determinar el intervalo
optimo mediante el método de superficie de respuesta.
El procedimiento experimental se desarrolló en el Laboratorio Multifuncional de la
UNT - Sede Huamachuco; Laboratorio de Tecnología de los Productos Agroindustriales
y el Laboratorio Multifuncional de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la
Universidad Nacional de Trujillo.
II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA.
2.1. Mermelada
La mermelada es la mezcla llevada a la consistencia gelificada apropiada de azúcar y de uno o
más de los siguientes productos obtenidos de frutos: pulpa, puré, jugo, extractos acuosos o
cortezas. Este es un gel de pectina, con un alto contenido de azúcar. Es un producto que puede
ser preparado por cocción de frutas u hortalizas enteras, troceadas, trituradas, tamizadas o no, a
las que se les han incorporado azucares hasta conseguir un gel con características semifluidas o
espesas con una graduación mínima final de 40ºBrix y máxima final de 65ºBrix, con una
proporción mínima de fruta de 30% (García y Paredes, 2001). En la tabla 1 se muestra algunas
frutas empleadas para la elaboración de mermeladas, la cantidad de pectina a agregar, el
conservante y pH óptimo para obtener una mermelada aceptable de buena calidad.
La mermelada consiste en una mezcla de fruta y azúcar que por concentración se ha vuelto
semisólida. La mermelada es el producto elaborado con pulpa de fruta. La elaboración de esta
clase de productos, consiste en una rápida concentración de la fruta mezclada con azúcar hasta
llegar al contenido de azúcares de 65%, que corresponde a un contenido en sólidos solubles de
68°Brix (Camacho, 1983).
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Elaborar una buena mermelada es un producto complejo, que requiere de un óptimo balance
entre el nivel de azúcar, la cantidad de pectina y la acidez (Coronado e Hilario, 2001).
Se define a la mermelada de frutas como un producto de consistencia pastosa o gelatinosa,
obtenida por cocción y concentración de frutas sanas, adecuadamente preparadas, con adición de
edulcorantes, con o sin adición de agua. La fruta puede ir entera, en trozos, tiras o partículas
finas y deben estar dispersas uniformemente en todo el producto.
Una verdadera mermelada debe presentar un color brillante y atractivo, reflejando el color
propio de la fruta. Además debe aparecer bien gelificada sin demasiada rigidez, de forma tal que
pueda extenderse perfectamente. Debe tener por supuesto un buen sabor afrutado. También debe
conservarse bien cuando se almacena en un lugar fresco, preferentemente oscuro y seco.
(Coronado y Hilario, 2001).
Todos los que tienen experiencia en la elaboración de mermeladas saben que resulta difícil tener
éxito en todos los puntos descritos, incluso cuando se emplea una receta bien comprobada
debido a la variabilidad de los ingredientes en general, principalmente de la fruta. Las frutas
difieren según sea su variedad y su grado de madurez, incluso el tamaño y la forma de las
cacerolas empleadas para la cocción influyen sobre el resultado final al variar la rapidez con que
se evapora el agua durante la cocción. (Coronado y Hilario, 2001).
Tabla 1. Formulaciones para elaborar mermelada
FRUTA PECTINA (%) CONSERVANTE
MAXIMO (%) pH
Fresa 1 0.1 3.3
Níspero - 0.1 3.6
Papaya 0.5 0.1 3.8
Mango 0.45 0.1 3.8
Piña 0.5 0.1 3.5
Naranja (Jugo) 1.2 0.1 3.1
Melocotón 0.5 0.1 3.7
Manzana 0-0.25 0.1 3.3
Membrillo - 0.1 3.3
Tomate del árbol - 0.1 3.3
Fuente: José Salhuana 2008. Tecnología de alimentos. Agraria la Molina.
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2.2. Materias primas e insumos
2.2.1. Frutas
Se obtiene a partir de frutas maduras, sanas y frescas, libres de podredumbre y
convenientemente lavadas. Una de las ventajas de la elaboración de mermeladas en general, es la
de permitir el empleo de frutas que no son adecuadas para otros fines ya sea por su forma o
tamaño. Se necesita una fruta lo más fresca posible, una fruta que recién ha empezado su
maduración ya que una fruta sobre madura la mermelada no gelifica muy bien (Coronado e
Hilario, 2001).
Las frutas tienen que ser procesada lo antes posible (entre 4 y 48 horas después de la cosecha)
de manera de evitar el deterioro. Estas operaciones preliminares se requieren para procesar todas
las frutas, deben ser lavadas antes de pasar a otras etapas.
En la tecnología de los néctares para la obtención de un producto de buena calidad es importante
la necesidad de procesar frutas en óptimas condiciones. La calidad es un conjunto de cualidades
inherentes de cada constituyente que no pueden ser modificados. Los factores que determinan
las variaciones de la calidad de una fruta son las diferentes condiciones de cultivo, cosecha y las
manipulaciones posteriores (Camacho, 1983).
2.2.2. Azúcar
El azúcar juega el papel más importante en el proceso de gelificación cuando se combina con la
pectina. Otro punto importante es el hecho que la azúcar impide la fermentación y cristalización
de la mermelada. Es importante saber equilibrar la cantidad de azúcar ya que si se le echa poca
cantidad hay más probabilidad de que fermente y si se le echa mucha cantidad se puede
cristalizar. Es preferible utilizar azúcar blanca, porque permite que se mantengan las
características propias del color y la consistencia de la fruta. Cuando el azúcar es sometida a
cocción en medio ácido, se produce un desdoblamiento en dos azúcares (fructosa y glucosa),
este proceso es esencial para la buena conservación del producto (Coronado e Hilario, 2001).
2.2.3. Ácido Cítrico
El ácido cítrico es importante tanto para la gelificación de la mermelada como para darle brillo
al color de la mermelada, mejorar el consistencia, ayudar a evitar la cristalización del azúcar y
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prolongar su tiempo de vida útil. El ácido se añade antes de cocer la fruta ya que ayuda a extraer
la pectina de la fruta (Coronado e Hilario, 2001).
2.2.4. Pectina
La fruta contiene en las membranas de sus células una sustancia natural gelificante llamada
pectina, la cantidad depende de la maduración de la fruta. La primera fase de la preparación
consiste en reblandecer la fruta para poder extraer la pectina. La fruta verde contiene la máxima
cantidad de pectina y la fruta madura menos. Si se necesitan sustitutos para la pectina se utiliza
la carragenina y el almidón modificado. La principal función que se le da a este producto en el
mercado es su capacidad para formar geles (Bello, 1997).
La materia prima para la obtención de pectina proviene principalmente de la industria de frutas
cítricas; es un subproducto extraído de las cáscaras y cortezas de naranjas, pomelos, limones y
toronjas. Se encuentra en el albedo (parte blanca y esponjosa de la cáscara); también se obtiene
pectina a partir del bagazo de la manzana y el membrillo. El grado de la pectina indica la
cantidad de azúcar que un kilo de esta pectina puede gelificar en condiciones óptimas, es decir a
una concentración de azúcar de 65% y a un pH entre 3 – 3.5. Por ejemplo, si contamos con una
pectina de grado 150; significa que 1 kilo de pectina podrá gelificar 150 kilos de azúcar a las
condiciones anteriormente señaladas (Coronado e Hilario, 2001).
La pectina es el agente gelificante (matriz de la estructura del gel), el cual durante la cocción es
sometida a una transformación física que permite la unión físico – química del conjunto de los
ingredientes que conforman la mermelada (fruta, agua, azúcar y acido). El azúcar y el ácido son
los agentes que ocasionan esta transformación física, mientras que el agua es el solvente dónde
son disueltos los ingredientes. Generalmente el contenido de pectina en la fruta, es insuficiente
para formar un buen gel, por lo que es necesario incorporarla (Gracia y Paredes, 2001).
Los productos de consistencia pastosa y untuosa, elaborados por cocción de frutas frescas
separadas de huesos o semillas o bien de pulpas de frutas o concentrados de frutas a los que se le
añade azúcar, pectinas de frutas (0,1 - 0,3 %) y ácidos orgánicos, tales como: cítrico, málico o
láctico. Las mermeladas pueden ser elaboradas a partir de una sola fruta, de varias mezclas de
mermeladas o frutas (Gracia y Paredes, 2001).
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2.3. Defectos de mermeladas
Los defectos más usuales que se presentan en las mermeladas son los siguientes:
2.3.1. Gelificación defectuosa
La solubilización incompleta de la pectina es la causa mas frecuente. Las partículas de pectina
en polvo son solubles en agua caliente, fría o en jugo de fruta, pero cuando estas pectinas forman
grumos, no pueden disolverse. Esta tendencia se supera fácilmente mezclando pectina con
sacarosa cristalina que actúa como agente dispersante. El control inexacto de los sólidos solubles
y del pH del producto terminado es una causa también de gelificación defectuosa.
Frecuentemente se olvida cuál es el efecto determinante que tiene el valor del pH sobre la
formación del gel. Aunque el azúcar y la pectina sean bien dosificados, no se tendrá gelificación
si el valor de pH no se ha llevado por debajo de 3,6 (o 3,8 para pectina de rápida gelificación),
mientras en el campo de pH 3,3 a 3,5 una pequeña diferencia de 0,2 puede ser motivo de fracaso.
Si el pH y la concentración de azúcar son correctos, si la solución de pectina ha sido
correctamente preparada, la falta total o parcial de gelificación se puede atribuir a defectos de
calidad o de dosificación de la pectina. La cocción excesivamente prolongada provoca hidrólisis
de la pectina y el producto resulta de consistencia pastosa no gelificada. El excesivo
enfriamiento antes del envasado provoca pregelificación y consiguiente rotura del gel, causando
dificultades de funcionamiento de la dosificadora (Camacho, 1983).
La acidez alta tiene efecto similar al anterior, rompe la estructura del gel y causa sinéresis. La
acidez muy baja no le permite a la pectina desarrollar su acción e impide la formación del gel.
Las sales tampones presentes en las frutas en forma de sales minerales retardan la gelificación.
Si se presentan en cantidades excesivas pueden hasta impedirla.
Para identificar cuál de las anteriores posibles causas es la causante de la no gelificación se
deben controlar los ºBrix y pH del producto final y si es necesario el poder gelificante de la
pectina y las características de la pulpa de fruta (Camacho, 1983).
2.3.2. Mermelada muy acida
En el caso de tener que bajar el pH y usar ácido cítrico puede comunicar una consistencia
demasiado ácido no característico de la fruta. Aquí se puede emplear en cambio ácido tartárico
que baja más rápido el pH sin comunicar un consistencia muy ácido (Bergeret, 1995).
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2.3.3. Se produce cristalización
Los grados de acidez extrema producen cristalización. Si es alta la inversión de la sacarosa
tiende a ser completa. Si la acidez es baja se pueden formar cristales de sacarosa. El correctivo
es permitir que se logre una parcial inversión o agregar además de sacarosa un porcentaje de
glucosa. Esto último se hace cuando se elabora la mermelada al vacío en cuyo caso la inversión
durante el proceso es mínima (Bergeret, 1995).
2.3.4. Se produce sinéresis
Por un pH demasiado bajo (debido a una alta acidez); deficiencia de sólidos solubles; deficiencia
de pectina; envasado a temperatura inferior al punto de gelificación (y rompimiento del gel); y
agitación de los envases con el producto terminado durante la fase de enfriamiento (que lleva
también a la rotura del gel) (Bergeret, 1995).
2.3.5. El color final resulta alterado
La exposición prolongada al calor durante la concentración lleva a la caramelización, es decir al
oscurecimiento del producto. Igual inconveniente se presenta cuando hay enfriamiento lento de
los envases, sobre todo si estos envases son de alta capacidad.
En las pulpas conservadas con dióxido de azufre, aunque cada día son menos, el color resulta
algunas veces cambiado, lográndose su recuperación después de la ebullición.
El empleo de frutas pintonas aun con pigmentos clorofilados (verdes) produce un color pardo
durante la cocción. De ahí la importancia de clasificar adecuadamente la fruta destinada a la
elaboración de mermeladas (Bergeret, 1995).
2.3.6. Se produce fermentación y crecimiento de hongos
Bajo nivel de °Brix finales. El producto no alcanza a los 65 - 68% de sólidos solubles. Muy alta
humedad relativa en el sitio de almacenamiento, con lo que el producto absorbe humedad y su
disponibilidad de agua sube, permitiendo que microorganismos se desarrollen. Alta
contaminación de los envases o tapas; pueden llegar a desarrollarse microorganismos osmófilos
que resisten alta presión osmótica del medio.
La determinación de las causas de la fermentación requieren del control de la humedad y
temperatura de almacenamiento, recomendándose humedades inferiores al 80% y la
temperatura, sin necesidad de ser de refrigeración, si se busca que sea la más baja posible.
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Finalmente se recomienda mantener los envases cerrados para evitar la absorción de agua y la
contaminación ambiental del producto (Bergeret, 1995).
2.4. TUNA (Opuntia ficus-indica) Y SU ELABORACIÓN EN MERMELADA.
A nivel mundial, la popularidad de la tuna se ha incrementado notablemente, considerando
conveniente diversificar los mercados y la presentación del producto, para hacerlo más atractivo
a los consumidores.
Dentro de las características tecnológicas importantes de la tuna para su procesamiento en
mermelada son sus azúcares, pigmentos, acidez, aroma, y otros componentes que juegan un
papel muy importante dentro de las características propias de los frutos. Diferentes autores han
descrito la composición química y mineral de las tunas, considerándolas similares al valor
nutritivo de otras frutas. El contenido de sólidos solubles en la pulpa alcanza valores mayores al
17 %, constituido principalmente por 53 % de glucosa y fructosa. Otros componentes en la pulpa
de tunas, tales como proteínas (0.21 a 1.6) %, grasas (0.09 a 0.7) %, fibra (0.02 a 3.15) % y
cenizas (0.4 a 1) %, son similares a otras frutas (Berger y Sáenz, 2006). Presentan un alto nivel
de ácido ascórbico que puede llegar a valores de 40 mg /100 g; tal contenido es mayor que el
encontrado en la manzana, la pera y la uva. Las tunas son ricas también en calcio y fósforo, 15.4
a 32.8 mg /100 g; 12.8 a 27.6 mg /100 g, respectivamente (Sáenz, 2006). El contenido de sodio y
potasio de la tuna indica que es una buena fuente de este último (217 mg /100 g) y que presenta
un bajo contenido de sodio (0.6 a 1.19 mg /100 g), lo que es una ventaja para ser consumido por
personas con problemas renales o de hipertensión arterial. El contenido total de aminoácidos
libres (257.24 mg /10 g) es mayor que el promedio de otros frutos; un valor muy cercano sólo se
encuentra en los cítricos. Los pigmentos se encuentran en los frutos, cáscara y flores, y tanto las
betalaínas como los carotenoides pueden estar presentes en la cáscara y en la pulpa de las
diversas variedades.
Este conjunto de características tecnológicas de
las tunas, las hace una materia prima de excelente
calidad para el procesamiento de mermeladas,
con excepción de su baja acidez, lo cual no
representa una limitante, dado que puede ser
ajustada con la pulpa de la tuna de xoconostle
(fruto de alta acidez) o con algún acidificante
orgánico.
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Algunos autores han efectuado estudios sobre la elaboración de mermeladas de tuna, entre ellos
los efectuados por Vignoni et al., (1997), quienes probaron dos formulaciones, una a la que se
agregó 55 % de azúcar, jugo y cáscara de limón y otra sólo con 55 % de azúcar, no
encontrándose diferencias sensoriales entre los dos tipos. Anteriormente, Aguirre et al., (1995),
probaron distintas especies de nopales y diferentes formulaciones de mermeladas, utilizando la
tuna entera con y sin cáscara, o sólo la pulpa, agregándole azúcar, ácido cítrico y pectina,
envasadas en frascos de vidrio. Los resultados indicaron que la mejor calificada fue la
mermelada elaborada utilizando tuna entera con cáscara, lo que es una ventaja para el proceso ya
que evita la operación de pelado de la fruta que suele ser manual.
En estudios más recientes, se ha empleado la pulpa de mezclas de variedades tunas adicionada
de cáscara triturada en formulaciones de mermeladas, con muy buena aceptación sensorial
(Arias y Herrera, 2008).
2.5. Chalarina (Casimoroa edulis)
Dentro de su área de distribución natural, la chalarina
se consume con frecuencia de manera directa. La pulpa de los
frutos maduros se pueden agregar a cocteles de frutas y
ensaladas o como postre servido solo, pero lo mejor es cortado
en secciones y servido con crema y azúcar. A veces se añade a
las mezclas para helados o batidos con leche, o se hace
en mermelada. (Chrispeels y Sadava, 1977)
En la tabla 2 se presenta la composición nutricional por cada
100 g de pulpa fresca, demostrando que posee gran cantidad
de ácido ascórbico, caroteno, niacina, tiamina y rivoflavina,
los cuales son esenciales para el metabolismo bioquímico en
los humanos.
En la semilla se han identificado principalmente alcaloides,
edulina, histamina, los derivados metil y dimetilados, palmitamida y zapotidina; alcaloides
quinolínicos, casimiroidina, casimiroina y edulitina, y el alcaloide isoquinolínico N-benzoil-
tiramina; cumarinas, 9- hidroxi-4-metoxi-furano-benzopiranona, felopterín, el 5 y el 8 geraniol-
oxi-psoralén, además del derivado metoxilado; flavonoides, zapotin y zapotinin; triterpenos,
obacunona y zapoterin, y los esteroles, daucosterol y beta-sitosterol. De la semilla se extrajo un
aceite en el que se identificaron los ácidos grasos, esteárico, linoleico, linolénico y oleico, el
alcano ipuranol, la obawnona, la casimiroidina y casimiroina, el beta sitosterol y el flavonoide
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camferido. En las cortezas del tronco y la raíz se han detectado los alcaloides casimiroina,
eduleina, edulinina edulitina, gama-fagarina, y casimiroinol, dictamnina y skimianina sólo en la
corteza del tronco; este último alcaloide, casimiroina, edulén y metil-fenilquinolona se han
localizado en las ramas, además de la cumarina escopoletín- -metil-éter. La corteza del tronco y
raíz contienen los flavonoides 5-6-dimetoxi-flavona y zapotin, y sólo en raíz, el zapotin; y las
cumarinas bergapten e iso-pimpinelín en raíz, y escopoletín en tallo. En las hojas se ha
identificado la metil y dmetil-histamina y el flavonoide rutín. (Badui, 1999)
Tabla 2: Composición química de la chalarina fresca (100 g parte comestible)
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III. MATERIALES Y METODOS
3.1. MATERIALES:
a) Materia Prima
Tuna (Opuntia ficus-indica) variedad morada y chalarina (Casimiroa edulis)
b) Insumos de experimentación
Agua, Azúcar, Pectina, ácido cítrico y Conservante.
c) Materiales de laboratorio
Material de cocina: Ollas de acero inoxidable, cilindros plásticos, tinas de plástico,
jarras, coladores, tabla de picar, cuchillos, cucharas de medida, tamiz, cucharon de
madera, paletas, mesa de trabajo, botellas, tapas.
Material de vidrio: Probetas, vasos de precipitación, pipetas y envases de vidrio
d) Equipos e instrumentos
Licuadora
Cocina a gas
Balanza Analítica
Balanza semi analítica
Refractómetro
Termómetro Marca
3.2. METODOLOGÍA
3.2.1. Proceso de obtención de la mermelada de Tuna (Opuntia ficus-indica) y
Chalarina (Casimiroa edulis)
Las frutas fueron sometidas a un procedimiento experimental se desarrolló en el Laboratorio
Multifuncional de la UNT - Sede Huamachuco; Laboratorio de Tecnología de los Productos
Agroindustriales y el Laboratorio Multifuncional de la Facultad de Ciencias Agropecuarias
de la Universidad Nacional de Trujillo siguiendo los tratamientos que se detallan a
continuación y en la Figura 1.
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FLUJO DE PROCESAMIENTO
Figura 1. Diagrama de flujo para la obtención de mermelada de
Tuna (Opuntia ficus-indica) y chalarina (Casimiroa edulis).
(Fuente: Elaboración propia_2011)
Pectina (0.16, 0.4, 0.35) %
Sorbato de potasio: 0.05% º Brix = (50, 60, 65, 70, 75)
SELECCIÓN
PESADO
LAVADO
PELADO
LICUADO
COCCIÓN
ENVASADO
ENFRIADO
ETIQUETADO
ALMACENADO
MERMELADA
TUNA
SELECCIÓN
PESADO
LAVADO
PELADO
CHALARINA
DESPIPETADO
ESTANDARIZACIÓN
Proporción: Tuna/charalina
= 0.7359
°Brix iniciales
pH = 3
No menos de
85°C
Pepas
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Selección
Las frutas fueron traídas del mercado de Huamachuco, en donde fueron seleccionadas las que se
encuentran en mejor estado de madurez, eliminando aquellos en estado de podredumbre.
Pesado
Es importante para determinar rendimientos y calcular la cantidad de los otros ingredientes que
se añadirán posteriormente.
Lavado
Se procedió a lavar con cuidado la tuna y chalarina para retirar algún material extraño presente
en los productos que puedan contaminar la mermelada durante su elaboración.
Pelado
En el caso de la tuna, empleando cuchillos se eliminó las espinas presentes, eliminando la
cáscara.
En cuanto a la chalarina, empleando cuchillos se retiró la cascara.
Licuado/Despipetado
En el caso de la Tuna se procedió licuar por un tiempo muy corto, con la finalidad de retirar las
pepas sin que las cuchillas de la licuadora las corten.
En el caso de la chalarina se procedió a extraer las pepas, partiendo por la mitad el fruto ya
pelado.
Pesado
La pulpa de charalina y el extracto de tuna, se pesaron de acuerdo a la proporción según el
método experimental.
Estandarización
En esta parte se agregó las proporciones de tuna y chalarina respectivas, el ácido cítrico hasta un
pH (pH = 3), se midió los °Brix de la mezcla para hacer el cálculo del azúcar a agregar.
Cocción
Una vez lista las frutas, se realizó la cocción agregando una tercera parte de azúcar a una
temperatura de 86ºC por 3 minutos por muestra luego los dos tercios azúcar y casi al final de la
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cocción se le agrega la pectina con la última parte de azúcar, alcanzando los Grados Brix
deseados (dependiendo de cada tratamiento). El tiempo de cocción depende de la variedad y
textura de la materia prima. Al respecto un tiempo de cocción corto es de gran importancia para
conservar el color y consistencia natural de la fruta y una excesiva cocción produce un
oscurecimiento de la mermelada debido a la caramelización de los azúcares. (Coronado e
Hilario, 2001).
Envasado
Se realizó en caliente a una temperatura no menor a los 85°C. Esta temperatura mejora la fluidez
del producto durante el llenado y a la vez permite la formación de un vacío adecuado dentro del
envase por efecto de la contracción de la mermelada una vez que ha enfriado (Coronado e
Hilario, 2001).
Enfriado
El producto envasado debe ser enfriado rápidamente para conservar su calidad y asegurar la
formación del vacío dentro del envase.
Etiquetado
Se procederá a colocar la etiqueta respectiva en donde se apreciara la calidad, marca, fecha de
vencimiento y los ingredientes utilizados para producto.
Almacenado
El producto se almaceno en un lugar fresco, limpio y seco; con suficiente ventilación a fin de
garantizar la conservación del producto para luego hacer las pruebas respectivas al cabo de una
semana.
3.2.2. Análisis sensorial
En el laboratorio de agroindustria previamente acondicionado (área ventilada, de buena
iluminación y libre de olores extraños). Se llevó a cabo el análisis sensorial con un panel de 15
evaluadores no entrenados.
Se fijó un modelo de perfil común a todos los paneles en el mundo. En dicha hoja se analizó la
aceptabilidad del panelista no entrenado sobre las 5 muestras de mermelada, cada una con
diferente formulación. A los cuales se les suministró una hoja de evaluación (hoja de perfil). A
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continuación se presenta la ficha empleada con la escala no estructurada de 10 cm para evaluar
la consistencia según el consumidor (panelista) como se observa en la figura 2.
FICHA DE EVALUACIÓN
Por favor sírvase a degustar el producto ―Mermelada de tuna y charalina‖
y marque sobre la línea con una ―X‖ de acuerdo a su preferencia.
Código Consistencia
Gracias por su colaboración
Figura 2. Ficha de evaluación y escala de consistencia (Fuente:
elaboración propia_2011)
No me
agrada
mucho
No me
agrada ni
desagrada
Me
agrada
mucho
25016
No me
agrada
mucho
No me
agrada ni
desagrada
Me
agrada
mucho
36016
No me
agrada
mucho
No me
agrada ni
desagrada
Me
agrada
mucho
46540
No me
agrada
mucho
No me
agrada ni
desagrada
Me
agrada
mucho
57035
No me
agrada
mucho
No me
agrada ni
desagrada
Me
agrada
mucho
57535
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Para el resultado final se elaboró una plantilla tanto para la consistencia y aceptabilidad general
con las 11 muestras y los 40 evaluadores como se observa en la tabla 1
3.2.3. Análisis estadístico:
Empleando el software STATISTICA 7.0, y teniendo como variables independientes a los °Brix
y porcentaje de pectina y dependiente a la consistencia, se procedió a analizar mediante el
método de superficie de respuesta y con ello determinar los óptimos de °Brix y % de pectina
para la elaboración de la mermelada.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES
Se obtuvo cinco tipos de mermeladas, a las cuales, después de aplicar la ficha de evaluación para
determinar la consistencia más adecuada, se obtuvo, como es de esperar, diferentes resultados
(Tabla 1), a cada cual se sacó un promedio a todos los evaluadores (n = 15).
Tabla 1: datos no paramétricos obtenidos de la ficha de evaluación de consistencia de la
mermelada de tuna y chalarina. (Fuente: Elaboración propia_2011)
ensayo
(panelista)
Código de la muestra
25016 36016 46540 57035 57535
1 6.5 3.8 5.4 8 4.4
2 4.9 6 5 8.2 3.2
3 5.1 5.3 5.9 6.4 4.7
4 7.8 5.1 8.1 9.2 3.3
5 4.2 9.5 8.1 6.1 5.9
6 2.9 3.7 6.6 8.7 8
7 1 2.8 6.2 7.2 6.1
8 7.7 5.4 6.9 8.2 2.8
9 6.2 7.6 8.2 6.7 1.5
10 3 6.1 7.1 8.8 3.2
11 5.5 3.3 2.7 7.6 7.4
12 5.3 5.9 6.1 6.9 2.1
13 3.1 5.4 7.5 6.8 5.2
14 3.1 4.1 7.6 7.1 3.7
15 3 3.2 8.5 8.1 5.8
Promedio(Ẋ) 4.62 5.146667 6.66 7.6 4.486667
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Tabla 2: Codificación de las muestras para ser sometidas a la evaluación sensorial
(Fuente: elaboración propia_2011)
Código °Brix %
pectina
25016 50 0.16
26016 60 0.16
46540 65 0.4
57035 70 0.35
57535 75 0.35
Al comparar la tabla 1 con la 2, se deduce que la mermelada con mayor aceptación fue la
codificada con 57035, es decir aquella que en su composición presenta 70 °Brix iniciales de la
pulpa, con 0.35 % de pectina.
Para corroborar este resultado se presenta la superficie de respuesta (Figura 1-a) obtenida con el
programa estadístico STATISTICA 7.0.
Los coeficientes de regresión para la consistencia (Y), los datos de la tabla 3 arrojada por el software
permitieron elaborar un Modelo Matemático de segundo orden, donde fueron considerados todos los
factores, excepto la interacción entre las dos variables.
Y = 4.7762+ 2.6867X1 – 0.4658 X12
+ 4.5042 X2 - 11.8108 X22
Donde:
Y = Consistencia
X1 = °Brix X2 = Porcentaje de pectina
Tabla 3. Coeficientes de regresión para la Consistencia.
Factor Coeficiente
Regresión
Mean/Interc. 4.7762
(1)°Brix(L) 2.6877
°Brix(Q) -0.4658
(2)% Pectina(L) 4.5042
% Pectina(Q) -11.8108
(L) =lineal; (Q)= cuadrática
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Con esto es posible construir la superficie de respuesta y el grafico de contornos para la consistencia.
El análisis de la superficie de respuesta y curva de contorno permite definir las condiciones
más adecuadas que maximizan la consistencia. Así, de la Figura 1 (a) y (b), se verifica que
cuando los valores de °Brix oscilan entre (52.5 – 60.5) y pectina entre (0.27 - 0.32%), la
consistencia alcanza valores mayores de 7.5. Es decir, no se necesita cantidades altas de
sacarosa en cambio se necesita cantidades normales de pectina, sin embargo se puede
emplear cantidades mínimas de pectina. Según Garcia y Paredes (2001), utilizaron
concentraciones mínimas de pectina en la mermelada de guayaba para no afectar la buena
consistencia a fruta.
Figura 2: Superficie de respuesta y grafico de contornos para la consistencia. (Fuente: Elaboración
propia_2011)
El grado de madurez de las frutas influye en las características fisicoquímicas y sensoriales
del producto final. Es así como las frutas pintonas no han desarrollado completamente su
color, aromas y consistencia es característicos. Es deseable conseguir frutas de variedades
que posean características de color, aroma y consistencia fuertes. Además que su contenido
en pectina y el rendimiento en pulpa sean altos.
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V. CONCLUSIONES
A través de la metodología de superficie de respuesta se obtuvieron los niveles óptimos
de la proporción °Brix desde 53 - 65 y pectina 0.27 – 0.32 %, con un consistencia final
de 7.6 en la mermelada.
Se evaluó además el color y sabor de la más aceptable, siendo la más aceptable la de 70
°Brix con 0.35 % de pectina.
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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nopal tunero (Opuntia spp.). In: VI Congreso Nacional y IV Congreso Internacional
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disponible en: https://3903858684263978928-a-unitru-edu-pe-s-
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Perú. Disponible en URL: http://infoagro.net/shared/docs/a5/Gtecnol12.pdf
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VII. ANEXOS
Anexo 1: operación de lavado.
Figura 2: etapa de pesado
Anexo3: pelado y trozado/licuado
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Anexo 4: estandarizado de las pulpas
Anexo 6: formulación de los tratamientos
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Anexo 7: etapa de cocción
Anexo 8: mermelada final
Anexo 9: Evaluador no calificando realizando el análisis de consistencia.
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Investigadores:
Marceliano Sánchez Lubberto
Peña Paredes Juan Samuel
2011
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