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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE MEDICINA
ESCUELA DE NUTRICIÓN Y DIETÉTICA
ESTIMACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE UNA BEBIDA ACHOCOLATADA
MEDIANTE PRUEBAS ACELERADAS POR TEMPERATURA
AUTOR:
Barboza B., Yoelinson A.
C.I.: 20.852.890
TUTOR:
Ing. Ostojich C., Zoitza
Mérida, Febrero 2016
ESTIMACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE UNA BEBIDA ACHOCOLATADA
MEDIANTE PRUEBAS ACELERADAS POR TEMPERATURA
Trabajo especial de grado presentado por: Yoelinson Antonio Barboza
Beltran C.I.: 20.852.890 como credencial de merito para la obtención del
título de Licenciado en Nutrición y Dietética.
Universidad de Los Andes
Facultad de Medicina
Escuela de Nutrición y Dietética
Estimación de la vida útil de una bebida achocolatada mediante pruebas aceleradas por temperatura.
Autor:
Barboza B., Yoelinson A.
Resumen
El objetivo principal del presente estudio fue la determinación del tiempo de vida útil de una bebida achocolatada comercial reformulada mediante métodos de aceleración por temperatura, siguiendo el modelo de Arrhenius. La muestra fue de 60 litros del producto almacenados a 8°C y 14°C que se evaluaron periódicamente utilizando técnicas de análisis sensorial de tipo afectivas y descriptivas, basándose en un panel entrenado de 9 jueces. De manera simultánea se determinó la carga de coliformes totales, aerobios mesófilos, mohos y levaduras, así como las propiedades fisicoquímicas (pH, densidad y °Brix), con la finalidad de establecer el momento en el cual el alimento es rechazado. Los datos obtenidos se procesaron con el paquete estadístico Microsoft Excel®, aplicando coeficientes de correlación de Pearson y regresiones lineales. Con esto se determinó que el aroma ácido es la variable de deterioro para este producto y su vida útil a 8°C es de 14 días con una “k” de 0,003817 –día, mientras que a 14°C es de 5 días con una “k” de 0,01131 –día; la energía de activación fue -14602. Finalmente se elaboró una formula experimental para estimar el tiempo de vida útil de la bebida a diferentes temperaturas de almacenamiento.
Palabras Clave: Vida útil, bebida achocolatada, pruebas de estabilidad
aceleradas, variable de deterioro.
INTRODUCCIÓN
La norma ISO 9000 define el término “calidad” como el conjunto de
propiedades y características de un producto o servicio que le confieren su
actitud para satisfacer necesidades al consumidor. Hoy en día, ningún
producto sale al mercado sin antes ser sometido a un riguroso control de
calidad que garantice su aceptación para ser comercializado (Zumbado,
2002).
Uno de los principales requisitos de calidad de un producto es el etiquetado,
el cual debe informar al consumidor acerca de las principales características
del alimento; siendo una de las más importantes la presentación de la fecha
de caducidad, la cual es calculada en base a la vida útil. Esta es definida
como “el periodo de tiempo, después de la elaboración y/o envasado y bajo
determinadas condiciones de almacenamiento, en el que el alimento sigue
siendo seguro y apropiado para su consumo” (Labuza, 1994 cit. en Cabeza,
2011).
El marco legal que existe en materia de etiquetado a nivel nacional e
internacional, le otorga un carácter prioritario al momento de que empresas o
investigadores desarrollen productos alimentarios. Por lo tanto, el presente
estudio pretendió ensayar una metodología de estimación de vida útil
ampliamente utilizada en distintos alimentos a nivel mundial por su
practicidad, la cual consiste en acelerar el deterioro del producto al someterlo
a temperaturas superiores a las ideales.
Para llevar a cabo la investigación se analizó una bebida achocolatada a
través de técnicas de tipo sensoriales, microbiológicas y fisicoquímicas, con
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la finalidad de recolectar la mayor cantidad de información posible acerca del
comportamiento de dicho producto. Con los datos obtenidos se hicieron
extrapolaciones siguiendo el modelo de cinética de la velocidad de Arrhenius,
el cual establece que la velocidad de las reacciones químicas se duplica
aproximadamente cada 10°C de aumento de la temperatura. Finalmente se
encontró la variable de deterioro del producto cuyo análisis único permitirá,
en futuras ocasiones, establecer el fin de la vida de anaquel de la bebida sin
necesidad de realizar nuevamente estudios de vida útil con grandes
cantidades de producto terminado, lo cual se traduce en un ahorro de tiempo,
reactivos, material de análisis, y producto para las empresas.
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del problema
Desde la aparición de la actividad comercial existe un gran interés en la
preservación de los alimentos por mayor tiempo sin que se vean afectadas
las diferentes propiedades del mismo. Debido a esto se han desarrollado
numerosos métodos y técnicas de conservación a través los años, surgiendo
la necesidad de identificar el tiempo de vida útil (Navas, 2007).
La Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) define la vida
útil como el tiempo durante el cual el producto conserva sus especificaciones
de calidad, bajo las cuales es ofrecido al consumidor, en cuanto a sus
características básicas aceptables, desde el punto de vista sensorial,
nutricional, fisicoquímico y microbiológico, cuando éste es mantenido y
conservado en las condiciones recomendadas durante toda la cadena de
comercialización hasta su consumo (COVENIN, 2001b).
En la actualidad, conocer la vida útil de un producto mediante la fecha de
vencimiento rotulada en el empaque, es uno de los requerimientos más
importantes del consumidor para la compra de un alimento procesado. Más
allá de esto, la Food and Agriculture Organization of the United Nations y la
Comisión Venezolana de Normas Industriales establecen la obligatoriedad de
un etiquetado que suministre esta información al público (F.A.O. & O.M.S.,
1985).
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En Venezuela la determinación de la vida útil representa una problemática
constante para muchas empresas productoras de alimentos, ya que el
acceso limitado a las divisas necesarias para la importación de materia prima
y las fallas en el aparato productivo nacional dificultan el mantenimiento de
una misma formulación de los productos. Estos cambios en los ingredientes,
el proceso y otros aspectos, son factores que afectan directamente el tiempo
de vida útil de un alimento procesado, haciendo necesario un estudio
permanente del comportamiento de los productos cada vez que sufran una
variación en su formulación original o en su proceso de elaboración (Riveros
& Baquero, 2004).
Formulación del problema
Dado que la investigación estuvo enfocada en la estimación de la vida útil
de una bebida achocolatada mediante pruebas aceleradas por temperatura,
se plantearon las siguientes interrogantes:
¿Cuál será el tiempo de vida útil de la bebida achocolatada a la temperatura
óptima de almacenamiento?
¿Es realmente aplicable y eficiente la metodología de aceleración por
temperatura para la estimación de la vida útil de este tipo de productos?
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Objetivos de la Investigación
General:
Estimar la vida útil de una bebida achocolatada mediante pruebas aceleradas
por temperatura.
Específicos:
Determinar las posibles variables de deterioro sensorial de la bebida
achocolatada.
Determinar las posibles variables de deterioro físico-químicas de la
bebida achocolatada.
Determinar las posibles variables de deterioro microbiológicas de la
bebida achocolatada.
Establecer la Variable Indicadora de Deterioro.
Observar el comportamiento de la variable indicadora de deterioro a
temperaturas superiores a las recomendadas por el fabricante.
Aplicar la ecuación de Arrhenius para calcular la vida útil de la bebida
achocolatada a temperaturas diferentes a las del estudio.
Justificación
El creciente interés de la sociedad por la calidad y el marcado de la fecha
de caducidad en los productos alimenticios y los grandes cambios
legislativos a nivel mundial, le dan al tema de la vida útil una gran
importancia para todo fabricante de alimentos que necesite cumplir con los
aspectos reglamentarios y legales de etiquetado a fin de satisfacer a sus
consumidores (Fiszman & Hough, 2005).
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Para estimar la vida útil de sus productos, la industria de alimentos debe
contar con métodos que sean prácticos, rápidos y confiables; de todas las
metodologías conocidas, las pruebas de aceleración de la vida útil por
temperatura (altas con respecto a la recomendadas), es quizás la más
empleada hoy día para calcular la vida útil de un alimento, ya que suministra
resultados confiables en un corto periodo de tiempo (Cabeza, 2011).
Además del cumplimiento de las normas, este tipo de estudios es
necesario para que las empresas conozcan el comportamiento de sus
productos cada vez que se hagan cambios en condiciones que pueden
influenciar negativamente los atributos de calidad de los alimentos, tal como
su composición, las materias primas usadas, el proceso a que es sometido,
el tipo o material de envase, las condiciones de almacenamiento y
distribución y la manipulación (Man & Jones, 1994).
Por otra parte este ensayo pone a la disposición de la Escuela de
Nutrición y Dietética de la Universidad de Los Andes, una metodología
practica para la determinación de la vida útil que puede ser adaptada y
aplicada no solo a las bebidas, sino a todo tipo de productos alimentarios que
se desarrollen en los laboratorios de dicha casa de estudio; lo cual, como ya
se ha expuesto, es de suma importancia al momento de realizar un
etiquetado.
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
Antecedentes
Los estudios que se describen a continuación, guardan relación con la
investigación desarrollada:
Una investigación realizada en Costa Rica titulada “Evaluación de la vida útil
de una pasta de tomate mediante pruebas aceleradas por temperatura”, tuvo
como objetivo estimar la vida útil de una pasta de tomate cuyos ingredientes
principales son pulpa de tomate, agua y sal. Se utilizó el color como indicador
de deterioro, debido a que es el atributo que en mayor grado es afectado por
las condiciones de proceso y almacenamiento según la naturaleza de este
alimento. El producto se almacenó a 40°C, 45°C y 50°C durante 110
días, 120 días y 42 días, respectivamente. Se realizaron como mínimo 6
muestreos para cada temperatura y los resultados obtenidos se utilizaron
para definir la cinética de esta reacción de deterioro. La cinética de la
reacción encontrada era de orden cero y las constantes cinéticas obtenidas
fueron 0,031día-1, 0,064 día-1, y 0,097 día-1, en orden creciente de
temperatura. Con estas velocidades de reacción y el modelo de Arrhenius se
obtuvo además un valor de la energía de activación de 95680 J/mol. La vida
útil estimada del producto a 40ºC, 45°C y 50°C es de 150 días, 62 días y
44 días, respectivamente. Por último, se obtuvo una relación para estimar la
vida útil de la pasta de tomate, cuya ecuación general es Vida útil= 10 (4,259-
0,053xT). La ecuación de vida útil establecida permite predecir el
comportamiento del producto a diferentes condiciones de temperatura
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que pueden encontrarse en las diferentes regiones del país (Baldizón,
Chacón, & Molina, 2011).
Otro estudio, realizado en Honduras titulado “Predicción de la vida útil de
leche saborizada con chocolate con base en el conteo de psicrófilos,
temperatura y ATECAL” fue llevado a cabo con el objetivo de elaborar una
regresión matemática para poder predecir la vida útil en leche con chocolate.
La importancia de conocer su vida de anaquel radica en comercializar un
producto de calidad e inocuidad constante. Estos productos pueden ser
afectados por diferentes factores tales como: Temperatura de
almacenamiento en los cuartos fríos, la acidez inicial de la leche expresada
en ATECAL y la cantidad de psicrófilos y psicrótrofos contenidos en la
misma. Para predecir la vida de anaquel se analizaron los tres factores
mencionados, evaluando 3 muestras de leche con chocolate con ATECAL en
rangos de 0,20 y 0,27% correlacionándolo con el pH y el número de días en
el que se alcanzaban esos niveles. Se realizó un panel sensorial de 25
panelistas no entrenados, con tres repeticiones, para evaluar los atributos de
color, aroma, acidez y aceptación general. Se analizaron
microbiológicamente 21 muestras de la leche entre los uno, tres, cinco, siete,
nueve, once y trece días a 4 y 7°C. Se evaluó la cantidad de psicrófilos y
psicrótrofos presentes, determinándose en el estudio que la calidad se
mantiene constante hasta un nivel de ATECAL de 0,22%. Finalmente al
combinar los tres factores mediante una regresión múltiple, se obtuvo una
correlación alta positiva de 0,927. La ecuación obtenida fue: Vida de anaquel
(días) = 65,13 - 287,33*ATECAL - 4,1x10-5*Cantidad de microorganismos
psicrófilos/psicrotrofos (R2=0,862). Se determinó además que la diferencia en
temperaturas de 4 y 7°C no fue un factor significativo en la vida de anaquel
del producto (P>0,05). Se validó la ecuación con 12 muestras en diferentes
días obteniendo valores similares entre los resultados obtenidos por la
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regresión y experimentalmente, obteniendo una correlación alta (R2=0.986)
(Peña, 2009).
Por último, una investigación realizada en Bogotá, Colombia, llamada
“Estimación de la vida útil sensorial y fisicoquímica de la mayonesa baja en
grasa”, tuvo como objetivo Identificar el comportamiento de la mayonesa baja
en grasa “San Jorge”, a 37°C y a temperatura ambiente de almacenamiento,
durante 8 semanas y de esta manera estimar la vida útil sensorial. El estudio
se basó en la evaluación de un panel de 10 jueces que fueron entrenados
durante 6 meses en evaluación de mayonesa y un grupo de 66
consumidores que realizaron dos pruebas hedónicas para las muestras de
mayonesa baja en grasa almacenada a 37°C y 22°C. Se escogió la rancidez
como descriptor crítico porque es la característica que más limita la vida útil
de la mayonesa en general, debido a que aumenta con mayor rapidez
durante su vida comercial (Navas, 2007).
Bases teóricas
La bebida achocolatada objeto de estudio está compuesta por leche
pasteurizada, sólidos lácteos, cacao en polvo, extracto de malta, vainilla y
estabilizantes. Puede ser considerada una leche aromatizada y/o leche
saborizada, por el agregado de sustancias aromatizantes naturales o
sintéticas de uso permitido por las autoridades sanitarias competentes, y
sometido a tratamiento térmico adecuado, previo a su envasado.
(Pasteurizadora Táchira, 2010) (COVENIN, 2001a)
Las principales características de la bebida achocolatada son:
Aspecto: homogéneo, muy fluido y sin separación de fases.
Color: marrón oscuro.
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Olor: moderado aroma a chocolate, ligero olor a vainilla, libre de
aromas extraños desagradables.
Sabor: fuerte sabor a chocolate, ligero sabor a vainilla, libre de
sabores extraños desagradables (Pasteurizadora Táchira, 2010).
Análisis Sensorial
La división de evaluación sensorial del Instituto de Tecnólogos de
Alimentos (IFT) de los Estados Unidos, lo define como “la disciplina científica
utilizada para evocar, medir, analizar e interpretar las reacciones a aquellas
características de alimentos y otras sustancias que son percibidas por los
sentidos de la vista, olfato, gusto, tacto y oído” (Fiszman & Hough, 2005).
Pruebas utilizadas en evaluación sensorial Pruebas de discriminación
Se deben usar cuando un investigador desea determinar si dos muestras
son perceptiblemente diferentes. Estas pruebas pueden ser clasificadas en
dos grupos principales: las pruebas de diferencia global y las pruebas para
diferenciar atributos.
Las pruebas de diferencia global son pruebas, como la de triángulo y la dúo-
trío, diseñadas para evaluar si los panelistas pueden detectar alguna
diferencia entre las muestras, mientras que las pruebas para diferenciar
atributos son aquellas en las que se evalúa si se encuentran diferencias en
un atributo (o en unos pocos) en particular (Olivas, Nevarez, & Gastelum,
2009).
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Pruebas descriptivas
Son las que permiten describir, comparar y valorar las características de
las muestras en función de unas categorías o tipos (patrones) definidos
previamente. Los resultados comprenden una descripción completa de los
productos y proveen la base para determinar las características sensoriales
que son importantes para la aceptabilidad.
Dentro de las aplicaciones de este tipo de pruebas se encuentran: la
monitorización de la competencia, la realización de pruebas de
almacenamiento, el desarrollo de nuevos productos y en especial, en el área
de investigación, la identificación de diferencias sensoriales del producto que
se correlacionan con diferencias en medidas instrumentales (Sancho, Bota, &
De Castro, 1999).
Pruebas afectivas
El principal propósito de los métodos afectivos es evaluar la respuesta
(reacción, preferencia o aceptación) de consumidores reales o potenciales de
un producto. Están basadas en el agrado o desagrado que provoca un
producto o conjunto de productos.
La elección de un ensayo de preferencia o aceptabilidad dependerá de los
objetivos de la prueba. Si lo que se busca es comparar un producto con otro,
ya sea en el mejoramiento del propio producto o buscando paridad con la
competencia, entonces lo indicado es un ensayo de preferencia (de
elección). Si lo que se busca es determinar el nivel de aceptación de varias
muestras, lo indicado es un ensayo de aceptabilidad (Fiszman & Hough,
2005).
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Condiciones para el desarrollo de pruebas de evaluación sensorial
Al utilizar personas como instrumentos de medición, es necesario controlar
estrictamente todas las condiciones en las cuales se desarrollarán las
pruebas, a fin de evitar los errores causados por factores psicológicos.
Debido a que el objetivo de la evaluación sensorial es lograr la mayor
confiabilidad posible en los resultados, Ibañez & Barcina (2001) y Navas
(2007) indican que para realizar una evaluación sensorial adecuada se hace
necesario contar con los siguientes factores:
Lugar para realizar las pruebas: La norma ISO 8589 “Sensory Análisis-
General Guidance for the Design of Test Rooms” sirve de guía en la
instalación de los lugares de ensayo para análisis sensorial. El lugar físico
donde se realizan las pruebas debe diseñarse para maximizar los
prejuicios del sujeto, maximizar su sensibilidad y eliminar las variables
que no provengan del producto que se va evaluar. Es aconsejable utilizar
un área de evaluación sensorial especial en la que se eviten distracciones
y se puedan controlar todas las condiciones. Para la mayoría de las
pruebas, los evaluadores deben emitir juicio sin dependientes, por eso se
utilizan cabinas individuales para prevenir una posible comunicación entre
ellos.
Luz: debe ser uniforme, libre de sombras y de intensidad suficiente para
evitar que influya en la apariencia del producto que se va a evaluar. Se
debe buscar la iluminación que más se parezca a la del hogar, para que
sea agradable y no afecte el estado de ánimo de los evaluadores.
Hora: La hora del día en que se desarrollan las pruebas pueden influir en
los resultados; los mejores momentos serían al finalizar la mañana y a la
media tarde.
Muestras: Los evaluadores pueden verse afectados por algunas
características de los alimentos que son irrelevantes. Es por ello que debe
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lograrse que estas muestras, aunque provengan de distintos tratamientos
sean idénticas en todas sus características. Es importante definir la
temperatura de su evaluación. Para ensayos de aceptabilidad, lo mejor es
servir las muestras a la temperatura que normalmente se consumen.
Codificación: Los recipientes que contienen las muestras deben estar
codificados preferiblemente usando números de tres dígitos elegidos
aleatoriamente.
Neutralizante: Durante la sesión de trabajo los evaluadores deben recibir
algún agente para el enjuague de la boca entre las muestras. En general
se utiliza agua a temperatura ambiente y/o galletas de soda.
Entrenamiento: Brindar a los evaluadores conocimientos básicos de los
productos que se van a evaluar, desarrollar su capacidad para detectar,
reconocer y describir estímulos sensoriales. Entrenar a los evaluadores
para que usen sus cualidades sensoriales y puedan llegar a ser expertos
en el uso de métodos con productos particulares. Al comienzo del
programa de entrenamiento se debe enseñar a los evaluadores la forma
correcta de evaluar las muestras.
Motivación: Un factor importante es la motivación, ya que los evaluadores
muchas veces pierden las ganas de evaluar antes que su capacidad.
Análisis Físico-químico
Implica la caracterización de los alimentos desde el punto de vista físico-
químico, haciendo énfasis en la determinación de su composición química,
es decir, en evaluar cuales sustancias están presentes en un alimento
(proteínas, grasas, vitaminas, minerales, hidratos de carbono, contaminantes
metálicos, residuos de plaguicidas, toxinas, antioxidantes, etc.) y en qué
cantidades se encuentran estos compuestos (Zumbado, 2002).
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Análisis Microbiológico
Actualmente son numerosos los microorganismos utilizados en la
elaboración de alimentos; sin embargo, muchos otros intervienen en la
descomposición de los mismos, ocasionando pérdidas económicas y, en
algunos casos, hasta patologías e intoxicaciones que representan problemas
de salud pública. De ahí la gran importancia que reviste la aplicación del
análisis microbiológico de los alimentos en la industria (Vandevenne &
Escola, 2002). Entre los microorganismos analizados en la bebida
achocolatada se encuentran:
Coliformes Totales: Son bacterias anaerobias y aerobias facultativas; gram
positivas, capaces de fermentar la lactosa produciendo gas y ácido en 48
horas a 35 °C. El microorganismo de mayor relevancia dentro de este grupo
es la E. coli, cuyo hábitat es el intestino del hombre y los animales. Este
estudio debe ser aplicado a todo tipo de alimentos de consumo humano ya
que la presencia de este tipo de bacterias supone un alto riego para la salud
(Instituto interamericano de cooperación para la agricultura, 2001).
Aerobios Mesófilos: Refieren la flora total, sin especificar tipos de
gérmenes. Esta determinación refleja la calidad sanitaria de los productos
analizados indicando, además de las condiciones higiénicas de la materia
prima, la forma como fueron manipulados durante su elaboración (Pascual &
Calderon, 2000).
Levaduras: son microorganismos aerobios mesófilos que, en cinco días a
25°C, se desarrollan en la superficie del medio sólido, formando colonias
mates o brillantes, presentando frecuentemente contorno regular y una
superficie más o menos convexa.
Mohos: Microorganismos aerobios mesófilos, filamentosos, que en la
superficie de un medio solido a 25 °C, desarrollan colonias; este desarrollo
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puede proceder de la germinación de esporas o del crecimiento del
crecimiento de fragmentos micelares (Vandevenne & Escola, 2002).
Estudio de vida útil
Consiste en realizar una serie de controles preestablecidos en el tiempo,
de acuerdo con una frecuencia establecida, hasta alcanzar el deterioro
elegido como limitante o hasta alcanzar los límites prefijados.
Los puntos clave al diseñar un ensayo de vida útil son el tiempo durante el
cual se va a realizar el estudio siguiendo una determinada frecuencia de
muestreo y los controles que se van a llevar a cabo sobre el producto hasta
que presente un deterioro importante (Hough, 2005).
Diseño del estudio
Selección de las condiciones del ensayo
Para diseñar un estudio de Vida Útil (V.U.) hay que seleccionar la
temperatura, humedad e iluminación que se van a emplear en el mismo,
determinando si se van a usar condiciones normales o aceleradas. Si se va a
realizar un ensayo acelerado hay que seleccionar tanto las temperaturas de
ensayo del producto, como la temperatura de almacenamiento del control
(testigo). (Gambaro, 2005).
Selección de los tiempos de muestreo
Siempre se debe seleccionar un mínimo de seis tiempos de muestreo; si
se ensayan menos tiempos, la confianza en la determinación de la VU
disminuye.
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Existen diversas posibilidades:
Seleccionar intervalos de tiempo de muestreo iguales.
Incrementar el número de muestras en el período durante el cual sea
más probable que el producto falle.
Si se tiene una estimación del valor de Q10 (variación de la velocidad
de la reacción de deterioro por cada diez grados centígrados) y se
está realizando un ensayo a varias temperaturas, se puede emplear la
siguiente fórmula:
Donde: f1 es la frecuencia a la temperatura alta T1; f2 es la frecuencia a la
temperatura baja T2, y ΔT = T1 - T2. (Gambaro, 2005)
Determinación de los descriptores críticos
Un descriptor crítico es aquella característica que limita la VU del producto,
ya sea por disminución durante la vida comercial (contenido en vitaminas,
funcionalidad de un aditivo, carácter crujiente, olor típico, etc.) o por aumento
del mismo (pardeamiento, carga microbiana, olor o sabor extraño, sabor
rancio, etc.).
Determinación del número de muestras necesarias para el ensayo
La determinación del número de muestras es un punto crítico en el caso
de pruebas sensoriales ya que en ellas se usa una cantidad importante de
muestras (véanse más adelante los cálculo de cantidad de muestra
necesaria en los diseños experimentales básico y escalonado).
Diseño experimental
Existen dos tipos de diseños aplicables a los estudios de VU: el diseño
básico y el diseño escalonado.
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Diseño básico: Consiste en almacenar un lote de muestra en las
condiciones seleccionadas e ir haciendo un muestreo en los tiempos
prefijados. En cada muestreo se realizan todos los análisis
correspondientes.
Diseño escalonado: Consiste en almacenar diferentes lotes de
producción en las condiciones seleccionadas a diferentes tiempos, de
forma de obtener en un mismo día todas las muestras con los
diferentes grados de deterioro y en ese día analizarlas.
Selección del criterio de falla
Se puede establecer el punto final sensorial como una disminución
específica de la aceptabilidad o un cambio perceptible en el producto en uno
o más atributos críticos (Labuza, 1994).
Definición de Términos Básicos
Aceptación: Acto, individual o colectivo, de aceptar un producto para su
consumo.
Acidez: Propiedad organoléptica de los compuestos puros o de sus mezclas,
cuya degustación provoca un sabor ácido.
Aroma: Propiedad organoléptica perceptible mediante el órgano olfativo por
vía directa o retronasal durante la degustación.
Aspecto: Conjunto de propiedades visibles de una sustancia o de un objeto.
Color: Sensación producida por la estimulación de la retina mediante ondas
luminosas de longitud de ondas variables.
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Organoléptico: Califica toda propiedad de un producto susceptible a ser
percibida por los órganos de los sentidos.
Sabor: Sensaciones percibidas como consecuencia del estimulo de las
papilas gustativas por algunas sustancias solubles.
Textura: Conjunto de propiedades, mecánicas, geométricas y de superficie
de un producto, perceptibles mediante mecano receptores (Sancho, Bota, &
De Castro, 1999)
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
Tipo de investigación
El presente estudio fue de tipo pre-experimental; consistió en hacer
seguimiento de una bebida achocolatada, empleando para ello un panel
sensorial entrenado, así como equipos y técnicas de análisis fisicoquímicos y
microbiológicos para determinar su vida útil y estimar el comportamiento del
producto a diferentes temperaturas por medio de extrapolación de los datos
obtenidos.
Diseño de la investigación
Se realizó siguiendo una determinada frecuencia de controles que se
llevaron a cabo sobre muestras de bebida achocolatada que se almacenaron
en condiciones seleccionadas, hasta que presentaron un deterioro
importante. Para cada momento de control se programaron pruebas de
análisis microbiológico, fisicoquímico y sensorial de manera simultánea.
Muestra
Para llevar a cabo el estudio se seleccionó una muestra no probabilística
de 60 litros de bebida achocolatada, envasada en su presentación comercial
de 1 litro en envase Tetrapac. Las muestras fueron tomadas con un máximo
de 24h desde el momento de su elaboración, de tres lotes con fechas de
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elaboración diferentes, que posteriormente se dividieron y almacenaron en
dos neveras a 8 °C y 14 °C.
Por otra parte se seleccionaron 9 jueces entrenados que conocían bien las
características organolépticas de la bebida achocolatada para que la
evaluaran mediante pruebas descriptivas y afectivas (aceptación y nivel de
agrado). Para escoger a los panelistas más idóneos se tomaron en cuenta
los siguientes criterios de inclusión y exclusión:
Criterios de Inclusión: aquellos panelistas entrenados que se mantengan
activos y se declaren consumidores habituales del producto (más de 2 veces
por semana), que decidan participar en el estudio de manera voluntaria y
tengan más de un año de experiencia en evaluación sensorial.
Criterio de Exclusión: aquellos que no estén familiarizados con el producto
y/o rechacen la muestra fresca (muestras con menos de un día de
envasadas).
Instrumentos y técnicas de recolección de datos
Análisis Sensorial: El formato diseñado para la evaluación sensorial (Anexo
1) consta de un área de identificación, seguido de las instrucciones para el
llenado del formulario y 15 características organolépticas clasificadas y
tabuladas, que debieron ser calificadas según 2 escalas:
Intensidad: Nada/No perceptible (0); Comienza a ser perceptible (1);
Débil (2); Moderado (3); Fuerte (4); Muy Fuerte (5).
Nivel de agrado: Me disgusta extremadamente (1); Me disgusta
mucho (2); Me disgusta moderadamente (3); Me disgusta levemente
(4); Me es indiferente (5); Me gusta levemente (6); Me gusta
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moderadamente (7); Me gusta mucho (8); Me gusta extremadamente
(9).
Finalmente se presentó una pregunta cerrada la cual fue respondida
eligiendo si aceptan o rechazan de manera global cada una de las muestras
suministradas. (Pasteurizadora Táchira, 2010)
Análisis fisicoquímico: se aplicaron pruebas dirigidas a conocer la
composición del producto y sus posibles cambios en el tiempo, con el
propósito de reforzar los resultados de las evaluaciones sensoriales:
°Brix: Este análisis permite conocer la concentración de sacarosa en 100g
del producto. El procedimiento consiste en agregar una pequeña cantidad de
muestra con ayuda de una pipeta en un refractómetro digital modelo “PAL” de
marca ATAGO®, obteniendo un resultado de manera automatizada
(Pasteurizadora Táchira, 2010).
Viscosidad: Fue evaluada de manera automatizada mediante un
viscosímetro rotacional de lectura digital modelo “DV-E” de marca
Brookfield®. El aparato debe calibrarse según el producto a evaluar
ajustando las revoluciones por minuto y cambiando el número de aguja
según corresponda. Deben colocarse aproximadamente 200mL de muestra
en un envase de vidrio e introducir la aguja del equipo a la profundidad
indicada, obteniendo un resultado al cabo de aproximadamente 5 minutos
(Pasteurizadora Táchira, 2010).
pH: El potencial de hidrogeniones es inversamente proporcional a la acidez
del producto. Se mide utilizando un potenciómetro o también llamado pH-
metro modelo “HI-112” de marca HANNA®. El resultado suministrado por el
equipo se basa en la diferencia de potencial entre los 2 electrodos
sumergidos en la muestra (Pasteurizadora Táchira, 2010).
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Densidad: Se determinó relacionando empíricamente el volumen y el peso.
Se pesó en una balanza analítica digital 100mL de muestra contenida en un
cilindro graduado, previamente temperada a 20°C. El resultado obtenido se
expresó en g/mL (Pasteurizadora Táchira, 2010).
Análisis Microbiológico: De manera paralela al análisis sensorial y
físico-químico se hizo seguimiento microbiológico para hallar la relación entre
el deterioro del producto y la actividad de ciertos microorganismos. El
procedimiento consistió en sembrar 1 mL de las muestras, de manera directa
o diluida, en láminas de petrifilm específicas, debidamente rotuladas.
(COVENIN, 1989). Dichas muestras fueron posteriormente incubadas de la
siguiente manera:
Coliformes Totales: se incubaron a 35 ± 1°C por 24h ± 2h. El
resultado se obtuvo al contar las colonias de color rojo con presencia
de gas a su alrededor (COVENIN, 1997a; 1997b).
Mohos y levaduras: se incuban a 25°C por 3 a 5 días. El resultado se
obtuvo al contar las colonias observadas de color verde (en el caso de
las levaduras) y pardo oscuro (si había presencia de mohos)
(COVENIN, 1990).
Aerobios Mesófilos: se incubaron a 32 ± 1°C por 48h ± 3h. El
resultado se obtuvo al contar las colonias observadas de color verde
(COVENIN, 1997c).
Los resultados se expresaron en unidades formadoras de colonias por
mililitro de muestra (UFC/mL), multiplicando esto por el número de diluciones
aplicadas según el caso.
Procesamiento y análisis de los datos
Se utilizaron regresiones lineales y coeficientes de correlación de Pearson
para relacionar las diferentes características del producto con el tiempo y el
23
porcentaje de rechazo. Todo esto con el propósito de identificar la variable
más relevante en el proceso de deterioro (aquella que presentara mayor
variación en el tiempo y mayor vínculo con el rechazo de los consumidores)
(Martinez, 2012).
Una vez determinado el indicador de deterioro, se aplicó la ecuación de
Arrhenius para calcular la energía de activación, a través de la cual se pudo
finalmente estimar el tiempo de vida útil del producto a diversas temperaturas
de almacenamiento. Esta ecuación está basada en modelos de cinética de
las reacciones químicas implicadas en el proceso de deterioro de los
alimentos (Canales, Hernandez, Meraz, & Peñalosa, 1999).
Ecuación 1…
Dónde:
k será la constante cinética;
A: factor preexponencial;
Ea: energía de activación, expresada en J/mol;
R: constante universal de los gases.
24
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Para la identificación de la variable de deterioro o característica del
producto cuya variación tuvo mayor influencia en la aceptación de los
consumidores, se realizó un seguimiento de todos los atributos, tanto
positivos como negativos, propios de la naturaleza de este tipo de producto,
obteniendo como resultado 15 variables sensoriales, 3 fisicoquímicas y 3
microbiológicas.
Variables sensoriales
Color
La percepción del color del producto no sufrió alteraciones significativas a
lo largo del tiempo (Figura 1), por lo que el nivel de agrado se mantuvo
constante, con un puntaje promedio de 6,6 ± 0,5 (me gusta moderadamente),
durante todo el estudio según los evaluadores (Figura 2). Todo esto aunado
a la no correlación con la variable “porcentaje de rechazo” (R²=0) permitió
determinar que el color no es una variable de deterioro para este producto.
25
Figura 1. Intensidad del color de la bebida achocolatada en el tiempo.
Figura 2. Nivel de agrado del color de la bebida achocolatada en el
tiempo.
Grumosidad
A pesar de que en la bebida achocolatada puede llegar a observarse
formación de coágulos a partir de la grasa natural de la leche, como
consecuencia de una mala homogenización durante el proceso, o de una mal
proceso de mezclado de los Ingredientes de la bebida, este atributo se
R² = 0,0823
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
nsid
ad
Tiempo (dias)
R² = 0,0491
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
26
consideró nulo para este estudio ya que el panel no encontró presencia de
grumos en ninguna de las muestras evaluadas en ningún momento durante
el transcurso del estudio.
Viscosidad
Como se aprecia en la Figura 3, este atributo tubo una leve variación con
tendencia al aumento. La conducta observada es típica en este tipo de
productos debido a que los microorganismos presentes forman sustancias
que causan un espesamiento progresivo. Sin embargo, al medir el nivel de
agrado de la viscosidad, este aumentó ligeramente (Figura 4), indicando que
un cuerpo o textura más viscosa resulta ser más atractivo para los
consumidores.
Figura 3. Intensidad de la viscosidad de la bebida achocolatada en el
tiempo.
R² = 0,4966
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
nsid
ad
Tiempo (dias)
27
Figura 4. Nivel de agrado de la viscosidad de la bebida achocolatada en
el tiempo.
Aroma a Vainilla
La vainilla es utilizada como aditivo para realzar el sabor del producto, su
presencia aporta un discreto aroma que mejora el perfil organoléptico. Sin
embargo, a medida que se aproxima el final de la vida útil aparecen olores
desagradables que atenúan parcial o totalmente su percepción. La Figura 5
muestra esta situación; sin embargo, al no ser una característica fundamental
del producto, el nivel de agrado disminuye pero sin llegar a causar desagrado
en el consumidor siendo la calificación más baja obtenida de 5 (Figura 6). La
correlación entre el aroma a vainilla y el porcentaje de rechazo fue mínima,
permitiendo descartarla como variable significativa de deterioro (R²=0,4).
R² = 0,2614
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
28
Figura 5. Intensidad del aroma a vainilla de la bebida achocolatada en
el tiempo.
Figura 6. Nivel de agrado del aroma a vainilla de la bebida achocolatada
en el tiempo.
Aroma a Chocolate
Del mismo modo que el aroma a vainilla, la aparición de aromas extraños
tiende a disminuir la percepción del aroma a chocolate, aun cuando este es
uno de los atributos más intensos y característicos del producto (Figura 7).
R² = 0,371
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
ns
idad
Tiempo (dias)
R² = 0,8302
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
29
Por otra parte aunque el nivel de agrado del atributo disminuyó (Figura 8), su
correlación con el porcentaje de rechazo puede considerarse “regular” ya que
su coeficiente es de R²=0,77, convirtiéndolo en una variable de deterioro
poco relevante.
Figura 7. Intensidad del aroma a chocolate de la bebida achocolatada en
el tiempo.
Figura 8. Nivel de agrado del aroma a chocolate de la bebida
achocolatada en el tiempo.
R² = 0,4907
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
nsid
ad
Tiempo (dias)
R² = 0,4217
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
30
Aroma Ácido
La aparición del aroma ácido está estrechamente relacionado con la
proliferación de microorganismos, ya que son estos los responsables de la
producción de ácido láctico, gases y otras sustancias a partir del
metabolismo de los carbohidratos disponibles (sacarosa y lactosa), lo que
finalmente modifica moderadamente la composición y por ende la percepción
sensorial del alimento. Esta relación se observará mejor cuando se analicen
las variables microbiológicas. En la Figura 9 se observa un claro aumento de
este atributo a partir del día 8, alcanzando eventualmente una intensidad de
2 en la escala, al tiempo que el nivel de agrado disminuye (Figura 10); al
correlacionar estos datos con el porcentaje de rechazo se obtuvo un
coeficiente de R²=0,98 (Excelente), revelando que el aroma ácido es un buen
indicador de la finalización de la vida útil del producto.
Figura 9. Intensidad del aroma ácido de la bebida achocolatada en el
tiempo.
R² = 0,7228
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
ns
ida
d
Tiempo (dias)
31
Figura 10. Nivel de agrado del aroma ácido de la bebida achocolatada
en el tiempo.
Aroma fermentado
El aroma fermentado comparte el mismo origen que el aroma ácido, por lo
que se esperaba su aparición en proporciones similares; sin embargo, tal y
como se observa en la Figura 11, este fue mucho menos percibido por los
panelistas. En cuanto a la escala hedónica aplicada de forma individual, los
evaluadores no manifestaron disgusto a los niveles de aroma fermentado
presentes (Figura 12). El coeficiente de correlación entre esta variable y el
porcentaje de rechazo fue de R²=0,78 (Regular).
R² = 0,5307
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
32
R² = 0,7561
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
nsid
ad
Tiempo (dias)
Figura 11. Intensidad del aroma fermentado de la bebida achocolatada
en el tiempo.
Figura 12. Nivel de agrado del aroma fermentado de la bebida
achocolatada en el tiempo.
Sabor a chocolate
Este atributo es el más perceptible en este tipo de producto y su intensidad
característica pudo solapar la aparición de otros sabores considerados
extraños, tal y como se ha concluido en estudios similares (Peña, 2009); en
la Figura 13, se aprecia que esta propiedad se mantuvo estable en el tiempo
con una intensidad que osciló entre 3 y 4 (De moderado a fuerte), y un nivel
R² = 0,2909
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
33
de agrado de 6,8 ± 0,5 (Gustó de leve a moderadamente), como se puede
apreciar en la Figura 14. Se obtuvo una correlación de R²=0,07 entre la
variable sabor a Chocolate y el porcentaje de rechazo de los panelistas.
Figura 13. Intensidad del sabor a chocolate de la bebida achocolatada
en el tiempo.
Figura14. Nivel de agrado del sabor a chocolate de la bebida
achocolatada en el tiempo.
R² = 0,0723
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
R² = 0,0046
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
nsid
ad
Tiempo (dias)
34
Sabor a vainilla
La intensidad del sabor a vainilla también se mantuvo constante a lo largo
del estudio, con un puntaje promedio de 1,9 ± 0,2 (Figura 15). De igual
manera el nivel de agrado tampoco sufrió alteraciones significativas (6,2 ±
0,4) presentando un R²=0,03 (Figura 16).
Figura 15. Intensidad del sabor a vainilla de la bebida achocolatada en
el tiempo.
Figura 16. Nivel de agrado del sabor a vainilla de la bebida achocolatada
en el tiempo.
R² = 0,0012
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
nsid
ad
Tiempo (dias)
R² = 0,031
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
35
Sabor a leche
En la Figura 17 se puede observar que como la leche es el principal
ingrediente del producto, su sabor perduró con una intensidad entre 2,5 ±0,3
con una ligera tendencia a la baja. Aunque su nivel de agrado también tuvo
tendencia a disminuir (Figura 18), este atributo tampoco pudo ser
considerado como variable de deterioro ya que su correlación con el
porcentaje de rechazo es de R²=0,46.
Figura 17. Intensidad del sabor a leche de la bebida achocolatada en el
tiempo.
Figura 18. Nivel de agrado del sabor a leche de la bebida achocolatada
en el tiempo.
R² = 0,3885
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
ns
idad
Tiempo (dias)
R² = 0,3868
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
36
Sabor dulce
A pesar de que los procesos de fermentación y de producción de ácido
son producidos por el metabolismo bacteriano de los carbohidratos, el sabor
dulce no sufrió alteraciones importantes en su intensidad o nivel de agrado
(Figuras 19 y 20), de manera que fue descartada como variable de deterioro
(correlación con porcentaje de rechazo: R²=0,2).
Figura 19. Intensidad del sabor a dulce de la bebida achocolatada en el
tiempo.
Figura 20. Nivel de agrado del sabor a dulce de la bebida achocolatada
en el tiempo.
R² = 0,2625
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
ns
idad
Tiempo (dias)
R² = 0,2204
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
37
Sabor Ácido
Aunque el sabor y el aroma ácido deberían presentarse en proporciones
parecidas, al observar el comportamiento del sabor ácido en el tiempo
(Figura 21), resultó que este tiende a percibirse de manera tardía con
respecto al aroma ácido. Esto hace evidente que los consumidores rechazan
el producto por aroma ácido desagradable antes de que el sabor sufra
alteraciones notorias.
Lo anterior puede deberse a que el sabor a chocolate es más fuerte que el
aroma, enmascarando los sabores extraños por un tiempo prolongado. Sin
embargo, para el día 16 del estudio ya el sabor ácido es percibido
considerablemente por los panelistas, lo cual disminuye significativamente su
nivel de agrado (Figura 22).
Figura 21. Intensidad del sabor ácido de la bebida achocolatada en el
tiempo.
R² = 0,2898
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
nsid
ad
Tiempo (dias)
38
Figura 22. Nivel de agrado del sabor ácido de la bebida achocolatada
en el tiempo.
Sabor amargo
El sabor amargo es un atributo estándar de este tipo de producto, puesto
que el cacao en polvo es uno de los ingredientes fundamentales en la
formulación. A lo largo de la vida útil de la bebida achocolatada, se
reportaron escasas variaciones y una ligera tendencia al aumento (Figura
23), sin llegar a afectar el nivel de agrado hacia este sabor, manteniendo una
calificación positiva de 6,7 ± 0,4 según el panel entrenado (Figura 24).
Figura 23. Intensidad del sabor amargo de la bebida achocolatada en el
tiempo.
R² = 0,3562
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
nsid
ad
Tiempo (dias)
R² = 0,1777
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
39
Figura 24. Nivel de agrado del sabor amargo de la bebida achocolatada
en el tiempo.
Sabor a fermentado
Es de esperarse que en todos los alimentos que contengan una alta
concentración de carbohidratos se perciba un sabor a fermentado cuando se
acerca el final de su vida útil, indicando que se están llevando a cabo
procesos de degradación por acción de microorganismos. Aunque la bebida
achocolatada tiene una alta adición de sacarosa, el sabor característico del
proceso de fermentación fue poco perceptible y no afectó el nivel de agrado
en el tiempo.R²=0,08 (Figuras 25 y 26).
Figura 25. Intensidad del sabor a fermentado de la bebida achocolatada
en el tiempo.
R² = 0,0001
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
R² = 0,2498
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
nsid
ad
Tiempo (dias)
40
Figura 26. Nivel de agrado del sabor a fermentado de la bebida
achocolatada en el tiempo.
Regusto (Sabor Residual)
Al evaluar este atributo se pretendió englobar todos los sabores
residuales, tanto agradables como desagradables, que permanecen en la
boca aun después de tragar el producto. Aunque la percepción de regusto
pareció aumentar con el paso del tiempo (Figura 27), no hubo cambios en el
nivel de agrado (6,5 ± 0,2), incluso cuando el alimento finalizó su vida útil,
demostrando que este no puede tomarse como indicativo de deterioro en la
bebida achocolatada (Figura 28).
Figura 27. Intensidad del regusto de la bebida achocolatada en el
tiempo.
R² = 0,0824
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
R² = 0,213
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
nsid
ad
Tiempo (dias)
41
Figura 28. Aceptación del regusto de la bebida achocolatada en el
tiempo.
Aceptación global
Esta variable se refiere a la apreciación generalizada de todas las
características organolépticas del producto, las cuales llevan al consumidor a
decidir si el alimento es agradable o no para el consumo. La Figura 29 fue
construida a partir de los datos del ítem “aceptación global”, en el cual los
panelistas debían responder de manera cerrada (si o no) si consumirían la
muestra de bebida. Se observa que después del día 9 comienza a
manifestarse rechazo, superando el 40% para el día 15 de vida útil.
Figura 29. Porcentaje de rechazo hacia el producto a través del tiempo.
R² = 0,0006
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Niv
el d
e a
gra
do
Tiempo (dias)
y = 0,049x - 0,2273
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
% R
ech
azo
Tiempo (días)
Rechazo
Lineal (Rechazo)
42
Variables microbiológicas
Coliformes totales
El tamaño de la muestra estudiada no suministró información concluyente
que permitiera establecer una relación entre el conteo de coliformes y el
tiempo de vida útil, ya que el desarrollo de este grupo de bacterias fue
heterogéneo entre los diferentes lotes estudiados a pesar de que en todas
las muestra frescas se registraron < 1 UFC/mL (Figura 30); asimismo, se
observaron tiempos de vida útil similares en los grupos de muestras que
contenían mayor número de coliformes y las que se encontraban a niveles
seguros. Además, en aquellos lotes a 8°C donde se registraron niveles altos
de contaminación por este tipo de microorganismos al momento de su
finalización, su homologo a 14°C no caducó en las mismas condiciones
(finalizaron con< 1 UFC/mL), indicando que no es esta la causa de las
características desagradables percibidas.
Figura 30. Conteo de coliformes totales expresado en Unidades Formadoras de Colonias presentes en la bebida achocolatada a través del tiempo.
0,0E+00
5,0E+05
1,0E+06
1,5E+06
2,0E+06
2,5E+06
3,0E+06
3,5E+06
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
ufc
/mL
*10
Tiempo (dias)
1er Lote
2do Lote
3er Lote
43
Mohos y levaduras
El conteo de mohos se mantuvo por debajo de 10 UFC/mL a lo largo del
tiempo. Sin embargo, hacia el final de la vida útil (Figura 31), las levaduras
alcanzaron cantidades muy por encima de los parámetros estipulados por la
empresa (<50 UFC/mL); esto parece indicar una posible relación de esta
variable con el rechazo por parte de los panelistas. Al aplicar el coeficiente
de correlación este resultó igual a 0,84.
Figura 31. Conteo de Unidades Formadoras de Colonias de mohos y
levaduras presentes en la bebida achocolatada en el tiempo.
0
100
200
300
400
500
600
700
0 5 10 15 20
ufc
/mL
Tiempo (dias)
Levaduras
Mohos
44
Aerobios Mesófilos
La Figura 32 muestra el conteo de Unidades Formadoras de Colonias
presentado en logaritmo base 10 para hacer visible el crecimiento
exponencial de los aerobios mesófilos de forma lineal a lo largo de la vida útil
del producto. El nivel máximo estipulado por la empresa (< 2,0E+3 UFC/mL)
es superado aproximadamente durante el día 4 de almacenamiento a 8°C.
Este comportamiento fue similar en todos los lotes observados y se presentó
acelerado en las muestras sometidas a 14°C, alcanzando hasta 3,7E+9
UFC/mL en 7 días. En este grupo de microorganismos se encuentra
englobada una gran cantidad de bacterias que pueden desarrollarse a 30°C,
incluyendo todos los géneros bacterianos considerados patógenos, que
además de deteriorar el alimento pueden representar un riesgo para la salud
por lo que no se conocen niveles seguros para el consumo humano.
Tomando esto en cuenta, puede establecerse una correlación aceptable al
hacer la comparación con el porcentaje de rechazo (R²=0,85), por lo que
podría decirse que la presencia de uno de estos microorganismos no
diferenciados es el motivo de finalización del producto.
Figura 32. Conteo de UFC/mL de aerobios mesófilos presentes en la
bebida achocolatada Vs el tiempo.
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Lo
g (
ufc
/mL
)
Tiempo (dias)
45
Variables físico-químicas
Densidad
Tal y como se muestra en la Figura 33, la densidad se mantuvo constante
a través del tiempo siendo sus variaciones poco significativas (1,048 g/mL ±
0,004). Esta medición se aplica como parte de una rutina de control de
calidad al producto terminado y aunque su valor debe estar dentro de un
parámetro estandarizado, se evaluaron muestras ligeramente por debajo del
límite establecido, pero sin reflejarse cambios perceptibles a nivel sensorial.
Figura 33. Densidad de la bebida achocolatada Vs el tiempo.
Grados Brix
La concentración de sacarosa medida en grados Brix (°Bx) se mostró
relativamente constante durante la vida útil del producto, con un valor medio
de 17,65 ± 0,32 (Figura 34), esto quiere decir que por cada 100 mL de la
bebida estudiada existe un contenido de aproximadamente 18 g de azúcar.
Aunque esto excede el consumo diario de carbohidratos simples
1,000
1,020
1,040
1,060
1,080
1,100
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
g/m
L
Tiempo (dias)
Densidad
Lineal (Densidad)
46
recomendado para la población venezolana el cual es de 25 g/1000Kcal
(INN, 2012), se ajusta a las especificaciones pautadas por el fabricante.
Figura 34. Medición de grados Brix en la bebida achocolatada a través
del tiempo.
pH
En cuanto al pH, se observa un claro descenso que se pronuncia durante
el día 15 de Vida útil (Figura 35), estos resultados están directamente
relacionados con el aroma ácido como principal indicador de deterioro
sensorial (R²=0,9). Esto se debe a que dicha medida es inversamente
proporcional a la acidez de una sustancia, por tanto puede ser utilizada para
dar soporte y precisión al resultado de la evaluación del panel entrenado. La
correlación con el porcentaje de rechazo se considera excelente (R²=0,92)
16,00
16,50
17,00
17,50
18,00
18,50
19,00
19,50
20,00
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Bx
Tiempo (dias)
Brix
Lineal ( Brix)
47
Figura 35. Comportamiento del pH en la bebida achocolatada a través del tiempo.
Cálculo de la vida útil
Selección de la variable indicadora de deterioro
Después de hacer seguimiento de todas las características del producto
mediante diferentes análisis de rutina, haciendo énfasis en las variables
sensoriales (por ser las causantes directas de la disminución de la
aceptación global del producto), se pudo realizar un descarte basado en la
evaluación de la conducta de cada variable a lo largo del tiempo (tanto de su
intensidad como el nivel de agrado) y la aplicación de coeficientes de
correlación de Pearson para contrastar cada variable con el porcentaje de
rechazo (Tabla 1), obteniéndose como resultado:
R² = 0,5166
6,00
6,20
6,40
6,60
6,80
7,00
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
pH
Tiempo (dias)
pH
Lineal (pH)
48
Tabla 1. Coeficiente de correlación de Pearson de las diferentes
variables con respecto al porcentaje de rechazo.
Tipo de variable Variables Índice de correlación
Sensoriales
Color 0
Grumosidad 0
Viscosidad 0,63
Aroma a vainilla 0,40
Aroma a chocolate 0,77
Aroma ácido 0,98
Aroma a fermentado 0,78
Sabor a chocolate 0,25
Sabor a vainilla 0
Sabor a leche 0,46
Sabor a dulce 0,20
Sabor ácido 0,75
Sabor amargo 0,21
Sabor a fermentado 0,78
Regusto 0,27
Microbiológicas
Aerobios Mesófilos 0,85
Coliformes Totales _*
Mohos 0
Levaduras 0,84
Fisicoquímicas
Densidad 0,03
°Brix 0,10
pH 0,51
*No pudo establecerse una correlación por las discrepancias entre las muestras encontradas
durante el análisis microbiológico.
49
El “Aroma ácido” fue la característica sensorial que sufrió mayor
cambio en el tiempo y a su vez mostró una gran relación con respecto
al rechazo (R²=0,98). Además fue el primer defecto perceptible en el
producto y uno de los que se pudo evaluar por mayor tiempo por solo
involucrar el sentido del olfato.
Los cultivos de Aerobios Mesófilos mostraron la actividad más
relevante con un crecimiento sostenido y proporciones similares en
todas las muestras evaluadas, la relación con el porcentaje de
rechazo fue R²=0,85.
Las variaciones más significativas en los análisis fisicoquímicos fueron
las de pH, ya que su comportamiento es inversamente proporcional al
grado de acidez del producto (correlación con el porcentaje de
rechazo igual a 0,92).
Determinación del Punto de Corte
Tras determinar que la variable “Aroma ácido” es la que más influye en el
rechazo de los consumidores, se graficó la intensidad a la que se percibió
esta propiedad a lo largo de la vida útil en función del porcentaje de rechazo
para conocer a qué intensidad del aroma se produce el 45% del rechazo
(basándose en los estándares utilizados en estudios similares citados en la
bibliografía). Según la fórmula de la recta en la Figura 36, esto se produce
cuando la intensidad es de 1,054 (comienza a ser perceptible) (Fiszman &
Hough, 2005).
50
Figura 36. Intensidad del aroma ácido vs porcentaje de rechazo.
Cálculo de las constantes de velocidad de reacción (K)
Al ubicar el punto de corte (intensidad 1,054) en la gráfica que contrasta la
intensidad del “aroma ácido” con el tiempo (Figura 9) se revela que
aproximadamente a los 14 días de almacenamiento es que el 45% de los
panelistas rechazan el producto por presencia de este defecto a 8°C, lo cual
significa el final de la vida útil del producto; posteriormente se repitió el
procedimiento a 14°C haciendo enfoque en los aromas, percibiéndose el
aroma acido desagradable en un menor tiempo y con mayor intensidad que
en las muestras a 8°C (Figura 37).
y = 0,4276x - 0,0008 R² = 0,9771
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 1 2 3 4 5
% R
ech
azo
Intensidad
Aroma Acido
Lineal (Aroma Acido)
51
Figura 37. Intensidad del aroma ácido a las temperaturas de
almacenamiento.
Una vez determinados los tiempos de finalizaciones de vida útil
(expresados en días) a cada temperatura de estudio, se procedió a calcular
la velocidad a la cual el aroma ácido alcanzó una intensidad de 1,054, según
el panel entrenado, aplicando la Ecuación 2.
…Ecuación 2.
Dónde:
A = calidad del factor medido,
t = tiempo,
k = constante de la velocidad de reacción, dependiente de la temperatura,
n = exponente indicativo del orden de reacción,
= la proporción del cambio de A en función del tiempo.
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Inte
ns
ida
d
Tiempo (dias)
A. Acido (8 C)
A. Acido (14 C)
52
Tomando en cuenta que se trata de una variable de primer orden (n=1) por
su conducta no lineal, la ecuación anterior se adapta de forma lineal
incorporando logaritmos naturales de la siguiente manera:
Ln(A) = Ln(A0) –kt ...Ecuación 3.
Los resultados fueron:
k a 8°C = 0,003817 -día
k a 14°C = 0,01131 -día
Calculo de la energía de activación
Al obtener las constantes de velocidad de reacción a 8°C y 14°C, se pudo
representar gráficamente la ecuación de Arrhenius linealizada mediante
logaritmos (Ecuación 4). En la Figura 37, resultante del cruce de la inversa de
la temperatura (1/T) y los logaritmos naturales de k (Ln (k)), la pendiente será
igual a la energía de activación (m=EA/R) (Tabla 2).
...Ecuación 4.
Finalmente, mediante la fórmula de la recta, visible en la Figura 38, puede
hallarse las constantes de velocidad a otras temperaturas diferentes a las del
estudio (Ecuación 5). Conociendo este dato es posible hacer estimaciones
de la vida útil (Tabla 3), determinando la variable tiempo (t) al despejarse la
Ecuación 3 (Ecuación 6).
...Ecuación 5.
53
Tabla 2. Datos para la construcción de la Figura 38.
Figura 38. Logaritmo de la constante de velocidad de reacción (k) vs. la
inversa de la temperatura (1/T).
…Ecuación 6.
T(°C) T(°K) 1/T k Ln(k)
8 281 0,00356 0,003817 -5,5684
14 287 0,00348 0,01131 -4,48205
y = -14602x + 46,395
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0,00348 0,00350 0,00352 0,00354 0,00356 0,00358
Ln
(K)
1/T
Energia de Activacion
54
Tabla 3. Tiempo de vida útil de la bebida achocolatada a otras
temperaturas.
T(°C) T(°K) 1/T Ln (k) k tV.U.* (días)
5 278 0,00360 -6,129552 0,00217756 24
7 280 0,00357 -5,7543767 0,00316888 17
9 282 0,00355 -5,3845229 0,00458703 11
11 284 0,00352 -5,0198784 0,00660533 8
13 286 0,00350 -4,6603338 0,0094633 6
15 288 0,00347 -4,3057829 0,01349032 4
*t V.U.: tiempo aproximado de vida útil expresado en días.
55
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
De acuerdo a los objetivos propuestos se pueden destacar las siguientes
conclusiones:
El resultado de mayor interés para el fabricante fue la disminución de la
vida útil del producto con la nueva formulación (según los datos de la
empresa el producto tenía una vida media de 18 días a 8°C
aproximadamente). Lo que llevó a plantearse la idea de un nuevo rotulado
para el producto con ajuste de la fecha de vencimiento.
Para el análisis sensorial se seleccionaron 15 atributos que fueron
evaluados por 9 panelistas entrenados y familiarizados con el producto,
utilizando dos tipos de escalas. Este panel arrojó los datos más importantes
para la investigación, determinando que el principal motivo de rechazo es la
aparición de un aroma ácido desagradable (R²=0,98) que comienza a ser
perceptible a partir del día 14 después del envasado del producto, y que
continúa aumentando paulatinamente hasta hacerse totalmente inaceptable.
Esta percepción es sucedida por un sabor ácido y fermentado junto a la
disminución del aroma a chocolate característico.
Los resultados del seguimiento de las variables fisicoquímicas, °Brix y
densidad, no fueron relevantes puesto que no se observaron variaciones a lo
largo de la vida útil del producto. A diferencia de las anteriores, el pH sufrió
una disminución notoria (hasta 6,13), siendo de utilidad para reforzar los
56
resultados del análisis sensorial al comprobar la existencia de un proceso de
acidificación de la bebida.
Al aplicar los análisis microbiológicos se buscó identificar los posibles
microorganismos vinculados a las percepciones desagradables que
ocasionan el rechazo del alimento. Aunque se encontró actividad de los tres
grupos de microorganismos estudiados, no pudo asociarse con certeza un
tipo específico de estos al proceso de deterioro. Las levaduras fueron
encontradas hacia el final de la vida útil a 8ºC pero no se observaron en las
muestras a 14ºC. La presencia de coliformes fue muy irregular entre las
muestras por lo que solo pudieron hacerse conjeturas al respecto. La
proliferación de aerobios mesófilos tuvo una alta correlación con el rechazo
(R²=0,85), sin embargo se presentaron concentraciones peligrosas mucho
antes de aparecer los primeros aspectos negativos.
Después de estudiar el comportamiento de la bebida achocolatada
comercial reformulada a través de los diferentes métodos de análisis
fisicoquímicos, sensoriales y microbiológicos se pudo observar el
comportamiento a 8°C y comprobar una aceleración significativa del
deterioro a 14°C.
Conociendo que la vida útil a 8°C fue de 14 días y a 14°C fue de 5 días,
pudo calcularse la constante de velocidad de reacción “k”, que fue igual a
0,003817 -día y 0,01131 –día respectivamente. Al graficar las constantes, se
pudo encontrar la energía de activación (Ea= -14602); este valor permitió la
construcción de una ecuación para calcular la velocidad de reacción a
numerosas posibles temperaturas de almacenamiento (neveras, cuartos
fríos, cavas transportadoras).
57
La ecuación final consiste en la relación de la concentración del indicador
de deterioro (según el punto de corte) y la constante de velocidad de
reacción estimada a otra temperatura para hallar el tiempo de vida útil. Dicho
método no solo puede ser aplicado para el estudio de la bebida
achocolatada, sino de una gran variedad de alimentos a nivel industrial, o
aquellos desarrollados por investigadores y estudiantes universitarios, ya que
es económico y requiere de poco tiempo.
Recomendaciones
Se recomienda ampliamente el uso del método de estimación de vida útil
acelerada por temperatura para cualquier tipo de producto alimentario, en
especial los no perecederos, ya que es un método práctico que permite
obtener resultados en un corto periodo de tiempo.
Se recomienda a todo fabricante de alimentos que rotule los empaques
con una fecha de vencimiento lo más precisa posible para satisfacer los
estándares del consumidor y cumplir con las normativas nacionales e
internacionales que regulan este campo.
Es importante resaltar que a mayor número de temperaturas de estudio
menor será el margen de error haciendo más precisas las estimaciones, por
lo que se recomienda manejar más de dos temperaturas.
Para futuras investigaciones de esta índole se recomienda preferir las
técnicas de análisis sensorial sobre las fisicoquímicas y microbiológicas por
ser mas económicas y suministrar una precisión aceptable. Para mejores
58
resultados se deben incluir tanto panelistas entrenados como consumidores
no entrenados en las pruebas.
Se recomienda a la empresa fabricante de la bebida achocolatada
reforzar las medidas higiénicas durante el proceso productivo para evitar la
contaminación de los alimentos con microorganismos patógenos como los
coliformes fecales encontrados en algunas muestras.
Puesto que en este estudio no pudo definirse el microorganismo o grupo
de microorganismos responsable del deterioro y el proceso de acidificación
que sufre el producto, se recomienda profundizar el análisis microbiológico
con pruebas más especializadas.
Conociendo la importancia de conocer la vida útil de los alimentos, se
recomienda la incorporación de prácticas de este tema en el programa
académico del departamento de tecnología de alimentos de la escuela de
nutrición y dietética de la Universidad de Los Andes.
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62
ANEXOS
ANEXO 1. Formato suministrado al panel para la evaluación sensorial.
PRUEBA SENSORIAL PARA LA BEBIDA ACHOCOLATADA
Nombre: ______________________________ Fecha: __________________ Instrucciones: Pruebe las muestras de izquierda a derecha e indique la intensidad con que percibe sus atributos, así como el nivel de agrado o desagrado que le produzca cada una de los mismos de acuerdo con las siguientes escalas hedónicas: Intensidad: Nivel de agrado: (0) Nada/No perceptible (1) Me disgusta extremadamente (1) Comienza a ser perceptible (2) Me disgusta mucho (2) Débil (3) Me disgusta moderadamente (3) Moderado (4) Me disgusta levemente (4) Fuerte (5) Me es indiferente (5) Muy Fuerte (6) Me gusta levemente (7) Me gusta moderadamente (8) Me gusta mucho (9) Me gusta extremadamente
Atributos COD= COD= COD=
Inten Acep Inten Acep Inten Acep Apariencia Color
Textura Grumosidad Viscosidad
Aroma
A vainilla A chocolate
Ácido Fermentado
Otro*
Sabor
A chocolate
A vainilla A Leche
A dulce Ácido
Amargo Fermentado
Regusto Otro*
Aceptación Global
Acepta Rechaza
*percepción extraña no identificada.