UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS

ESTUDIO PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LA FORMULACIÓN DEL

NÉCTAR DE NARANJA CON ZANAHORIA PARA MEJORAR EL

SABOR Y REDUCIR LAS MERMAS

TESIS PREVIA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA DE ALIMENTOS

NATALIA LIZBETH SARAVIA ROJAS

DIRECTOR: ING. JUAN BRAVO

QUITO, JUNIO 2011

© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2011

Reservados todos los derechos de reproducción

i

DECLARACIÓN

Yo NATALIA LIZBETH SARAVIA ROJAS, declaro que el trabajo aquí descrito es

de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación

profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este

documento.

La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad

Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.

_________________________

Natalia Lizbeth Saravia Rojas

1720211828

ii

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Optimización de la

formulación del néctar de naranja con zanahoria para mejorar el sabor y

reducir mermas”, que, para aspirar al título de Ingeniera de alimentos fue

desarrollado por Natalia Lizbeth Saravia Rojas, bajo mi dirección y supervisión,

en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas

por el reglamento de Trabajos de Titulación.

___________________

Ing. Juan Bravo

100136741-4

DIRECTOR DEL TRABAJO

iii

iv

DEDICATORIA

A las dos guías y ángeles de mi vida; al amigo, hermano y compañero de juegos y

tareas; al hombre que amo y es mi apoyo incondicional; al ser de mis entrañas quien me

da fuerza e impulso para seguir; les dedico más que un trabajo escrito, el esfuerzo, la

dedicación y la inspiración.

v

AGRADECIMIENTOS

Agradezco al Ing. Jorge Viteri, Decano de la Facultad, y en su nombre a todas las

autoridades y docentes de la Universidad Tecnológica Equinoccial, de quienes he

recibido apoyo y formación tanto para la carrera como para la vida.

Al Ingeniero Juan Bravo, director de tesis, quien ha sido un excelente tutor para la

realización del trabajo.

A la empresa ALIMENTOS KILMU en la que pude realizar el proyecto de tesis,

gracias a la disposición tanto de las instalaciones como de sus integrantes.

A todas las personas que hicieron posible la realización de las pruebas sensoriales, por

su tiempo, disposición, y colaboración.

vi

ÍNDICE DE CONTENIDOS

Índice de tablas ................................................................................................................. x

Índice de figuras ............................................................................................................. xii

Índice de anexos ........................................................................................................... xiii

Resumen ........................................................................................................................ xiv

Summary ........................................................................................................................ xv

CAPÍTULO 1

1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1

1.1. Objetivo General……………………………………………………………..1

1.2. Objetivos Específicos………………………...………………………....……2

CAPÍTULO 2

2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ....................... …………………………………….3

2.1. Zanahoria……………………….……………………………...……….…….3

2.2. Naranja………………………………………….…………………………...6

vii

2.3. Néctar de frutas…………………………………………………....…………9

2.3.1. Elaboración de néctar de frutas .............................................................. 10

2.3.2. Tipos de estabilizantes …………………………………………………14

2.4. Mermas en los procesos…………………………….………………...…...17

2.5. Optimización de procesos…………………………………………………19

2.6. Análisis costo – beneficio………………………………………………….21

2.7. Análisis sensorial…………………………………………………….….….23

2.7.1. Prueba triangular.... …………………………………………………...24

2.7.2. Prueba dúo – trío .................................................................................. 24

2.7.3. Prueba de comparaciones múltiples ..................................................... 25

2.7.4. Prueba de ordenamiento ....................................................................... 25

CAPÍTULO 3

3. METODOLOGÍA ................................................................................................... 26

3.1. Caracterización de la materia prima y producto final………........................26

3.1.1. Determinación de grados brix............................................................... 26

3.1.2. Determinación de pH ............................................................................ 26

3.1.3. Análisis microbiológico ........................................................................ 27

3.2. Determinación de la formulación……………………………………...……28

3.2.1. Relación de la dilución pulpa-agua del néctar ...................................... 28

viii

3.2.2. Análisis sensorial .................................................................................. 28

3.2.3. Análisis de estabilidad a la sedimentación ........................................... 29

3.3. Reducción de mermas……………………………………………..………..30

3.3.1 Mermas en el proceso de elaboración del néctar de naranja con

zanahoria .......................................................................................................... 30

3.3.2 Escaldado de zanahoria ........................................................................ 30

3.4. Análisis de costo beneficio……………………………………………….…31

3.5. Formulación óptima de producción……………………………………...…32

CAPÍTULO 4

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................ 33

4.1. Caracterización de materia prima…………………………………………...33

4.1.1. Grados brix ........................................................................................... 33

4.1.2. pH…………………………………………………………………….34

4.1.3. Resultados de análisis microbiológico ................................................. 34

4.2. Determinación de la formulación………………………………………...…36

4.2.1 Relación de la dilución pulpa-agua del néctar........................................ 36

4.2.2 Análisis sensorial .................................................................................... 37

4.2.3 Análisis de estabilidad a la sedimentación ............................................. 37

4.3. Determinación de mermas en el proceso …………………………………..39

ix

4.3.1. Mermas en proceso de elaboración del néctar de naranja con

zanahoria………………………………………………………………..….....39

4.3.2. Escaldado de zanahoria ........................................................................ 40

4.4. Caracterización del producto final…………………………………...……..41

4.4.1. Grados brix ... …………………………………………………………41

4.4.2. pH…………………………………………………………………….41

4.4.3. Resultados del análisis microbiológico…………………………….…42

4.5. Análisis costo beneficio…………………………………..………………...43

4.6. Formulación óptima de producción………………………………..……….44

CAPÍTULO 5

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………....…………..45

5.1. Conclusiones…………………………………………………….………….45

5.2. Recomendaciones………………………………………………..……...…..47

BIBLIOGRAFÍA ………………………………………………………………………48

x

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla1. Aditivos en la formulación actual del néctar de naranja con zanahoria ............. 1

Tabla 2. Composición de la zanahoria en 100 g de sustancia comestible ....................... 3

Tabla 3. Principales países productores de zanahoria ..................................................... 4

Tabla 4. Clasificación de la zanahoria por tipos ............................................................ 5

Tabla 5. Valor nutricional de la naranja en 100 g de sustancia comestible..................... 6

Tabla 6. Principales países productores de naranja (en toneladas) ................................. 7

Tabla 7. Clasificación por tipos de naranjas según su tamaño ........................................ 8

Tabla 8. Tiempo de escaldado para algunos alimentos, en 8 litros de agua a ebullición

por kilogramo de alimento. ............................................................................................. 11

Tabla 9. Relación de la dilución pulpa-agua de algunas frutas .................................... 12

Tabla 10. Parámetros y métodos de ensayo para análisis microbiológico de jugo y

néctar .............................................................................................................................. 27

Tabla 11. Relación de la dilución pulpa- agua para elaboración del néctar .................. 28

Tabla 12. Grados brix de jugo de zanahoria y jugo de naranja ..................................... 33

Tabla 13. pH del jugo de naranja .................................................................................. 34

xi

Tabla 14. Análisis microbiológico del jugo de zanahoria ............................................. 35

Tabla 15. Análisis microbiológico del jugo de naranja ................................................. 35

Tabla 16. Variación pulpa, agua y azúcar en la elaboración del néctar ........................ 36

Tabla 17. Intensidad de sabor de las muestras. ............................................................. 37

Tabla 18. Acción de los estabilizantes en néctar de naranja con zanahoria, luego de 12

horas ............................................................................................................................... 38

Tabla 19. Determinación de mermas en los procesos (%) ............................................ 39

Tabla 20. Rendimiento de jugo de zanahoria (%) ......................................................... 40

Tabla 21. Grados brix del producto final ...................................................................... 41

Tabla 22. pH del producto final …………………………………………………….....41

Tabla 23. Análisis microbiológico del néctar de naranja con zanahoria ....................... 42

Tabla 24. Análisis costo beneficio entre formulación con relación 1 y formulación con

relación 2 ........................................................................................................................ 43

Tabla 25. Variables, función objetivo y restricciones para encontrar la formulación

óptima………………………………………………………………………………….44

Tabla 26. Formulación óptima ...................................................................................... 44

xii

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Esquema del proceso de néctar de frutas ....................................................... 13

Figura 2. Análisis costo beneficio de las dos relaciones representada en dólares ........ 43

xiii

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo 1. Formato para la evaluación de sabor .............................................................. 53

Anexo 2. Fotografías de las pruebas sensoriales ............................................................ 54

Anexo 3. Resultados del Análisis microbiológico del jugo de naranja ......................... 55

Anexo 4. Resultados del Análisis microbiológico del jugo de zanahoria ...................... 56

Anexo 5. Resultado del Análisis estadístico de la prueba de rendimiento del

escaldado ....................................................................................................................... 57

Anexo 6. Fotografías de las pruebas de estabilidad a la sedimentación ........................ 58

Anexo 7. Resultados del Análisis microbiológico del néctar de naranja con

zanahoria ......................................................................................................................... 62

Anexo 8. Gráfico de la formulación óptima para la elaboración del néctar de naranja

con zanahoria .................................................................................................................. 63

xiv

RESUMEN

La presente investigación consistió en optimizar la formulación del néctar de naranja

con zanahoria de la empresa Alimentos Kilmu. Analizado el proceso de elaboración del

néctar, se identificó que la extracción del jugo de naranja y el despulpado de zanahoria,

son los procesos que generan mayor porcentaje de merma, el primero no fue posible

reducir debido a la propia naturaleza de la fruta y para el caso de la zanahoria se escaldó

la hortaliza, variando el tiempo y la temperatura del escaldado.

Se planteó la reducción de mermas mediante una nueva formulación, cambiando la

relación de la dilución pulpa-agua. Aplicadas las pruebas sensoriales de comparación

múltiple, la relación de la dilución pulpa-agua 2:1 fue identificada por los jueces como

la de mayor intensidad de sabor.

Después de cambiar la relación del néctar de naranja con zanahoria, las características

en Grados Brix y pH del néctar con relación de la dilución pulpa-agua 2:1 se

mantuvieron similares con las del producto actual elaborado por la empresa, y en el

análisis microbiológico, se indicó esterilidad por lo que no hay riesgo en su consumo.

Después de realizar las pruebas con el escaldado de zanahoria, se concluye que mayor

rendimiento se obtiene con la zanahoria sin escaldar.

Los resultados obtenidos en el análisis costo-beneficio fueron de 2.04 dólares de retorno

para cada dólar gastado para la formulación actual y 2.13 dólares de retorno para cada

dólar gastado para la formulación con la relación de la dilución pulpa-agua 2:1, la

última se indicó como la formulación óptima en el resultado de la programación lineal

ya que maximizó las ganancias.

xv

SUMMARY

The present investigation was to optimize the formulation of the nectar of orange carrot

Kilmu Food Company. Analyzed the process of nectar, it was found that the extraction

of orange juice and carrot pulp removal is the processes that generate the highest

percentage of waste, the former could not be reduced due to the nature of the fruit and

the If the carrots are blanched vegetables, varying the time and temperature of

blanching.

It raised the waste reduction through a new development, changing the relationship of

the pulp-water dilution. Applied sensory testing of multiple comparison, the ratio of

pulp-water dilution 2:1 was identified by the judges as the most intense flavor.

After changing the ratio of the nectar of orange carrots, the characteristics Brix and pH

of nectar in relation to the pulp-water 2:1 dilution remained similar to the current

product developed by the company, and microbiological analysis, indicated infertility

so it is safe for consumption. After testing the scaling of carrot, it is concluded that

higher yields were obtained with unblanched carrots.

The results of cost-benefit analysis were $2.04 return for every dollar spent for the

current folmulation an $2.13 return for every dollar spent on making the relationship of

the pulp-water dilution 2:1, the last was identified as the optimal formulation in the

result of linear programming and that maximized profits.

Revisado por:____________________________

Ing. Juan Bravo

Director

CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN

1

1. INTRODUCCIÓN

El néctar de naranja con zanahoria que elabora la empresa Alimentos Kilmu, tiene

buena acogida entre los consumidores, posiblemente por el retorno a las costumbres

naturales en la alimentación, ratificándose que los zumos de frutas y verduras son

excelentes para fortalecer la salud.

La formulación actual del néctar de naranja con zanahoria de esta empresa tiene una

relación de la dilución pulpa-agua 3:1 y los aditivos que se indica en la Tabla 1.

Tabla1. Aditivos en la formulación actual del néctar de naranja con zanahoria

Aditivo Porcentaje (%)

Goma Xanthan 0.10

Sorbato de Potasio 0.05

(Kilmu, 2009)

En el proceso de elaboración del néctar, existe un alto porcentaje de merma, por lo que

se proponen los siguientes objetivos:

1.1. OBJETIVO GENERAL

Optimizar la formulación de néctar de naranja con zanahoria disminuyendo mermas y

mejorando el sabor.

2

1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

1. Caracterizar la materia prima, que será utilizada en la elaboración del néctar de

naranja con zanahoria.

2. Modificar la formulación de néctar de naranja con zanahoria sin alterar el sabor.

3. Identificar las mermas en el proceso.

4. Determinar el costo-beneficio de la nueva formulación del néctar de naranja con

zanahoria.

CAPÍTULO 2

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

3

2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

2.1. ZANAHORIA

La zanahoria, es originaria del centro asiático y del mediterráneo, pertenece a la familia

de las Umbelliferae y su nombre científico es Daucus carota L (Infoagro, 2011a).

La zanahoria tiene un alto contenido en antioxidantes, los cuales protegen al organismo

de los radicales libres que atacan las células del cuerpo y producen enfermedades

degenerativas, cáncer y envejecimiento prematuro, además contiene elevados niveles

de beta caroteno, que es precursor de la vitamina A, cada molécula consumida se

convierte en dos moléculas de vitamina A, que ayuda a mejorar la vista y a evitar la

ceguera, en la Tabla 2 se puede apreciar la composición nutricional de la zanahoria

(Ayuso, 2007; Polo, 2009).

Tabla 2. Composición de la zanahoria en 100 g de sustancia comestible

Componente

Agua (g) 88.6

Carbohidratos (g) 10.1

Lípidos (g) 0.2

Calorías (cal) 40

Vitamina A (U.I.) 2 000-12 000 según variedades

Vitamina B1 (mg) 0.13

Vitamina B2 (mg) 0.06

Vitamina B6 (mg) 0.19

Vitamina E (mg) 0.45

Ácido nicotínico (mg) 0.64

Potasio (mg) 0.1

(Polo, 2009)

4

Los principales países productores de zanahoria en el mundo son China, Estados

Unidos, Rusia, y Ucrania; China representa a la tercera parte del área producida cada

año, tal como se muestra en la Tabla 3 (Agrytec, 2008).

Tabla 3. Principales países productores de zanahoria

(2008)

En el Ecuador, la zanahoria se ha cultivado principalmente en la Sierra, gracias a sus

favorables condiciones climáticas, produciendo 33 353 toneladas en el año 2009

(INEN, 1990; M. d. A. MAGAP, Ganadería, Acuacultura y Pesca, 2009).

Según el Vademécum Agrícola del Ecuador, las variedades de zanahoria existentes en

el país son Nantes, Chantenay y Chanan, tienen las siguientes características

(EDIFARM, 2010):

La zanahoria Nantes, tiene un peso entre 250 y 450 gramos, un elevado

contenido de carotenos y una alta conversión en producción de jugos, además

País Hectáreas totales Principal período de

cosecha Principal tipo

China 350000 Mayo – Diciembre Kuroda

Rusia 100000 Junio – Noviembre Nantes, Chantenay

Estados Unidos 45000 Todo el año Emperador

Ucrania 39000 Junio – Noviembre Nantes, Flakkee

Brasil 35000 Todo el año Nantes

Polonia 31000 Junio – Noviembre Nantes

México 30000 Todo el año Nantes

Centro América 25000 Todo el año Berlicum, Chantenay

Indonesia 22000 Diciembre – Marzo Kuroda

Japón 20000 Mayo - Diciembre Kuroda

Total 1000000

5

tiene un buen rendimiento y tolera la manipulación de lavado, transporte y no se

deshidrata ni se mancha, por lo que es recomendada tanto para mercado fresco

como para la industria.

La zanahoria Chantenay, tiene un peso cercano a 150 gramos y un largo que

varía entre 12 y 17 cm (Seragro, 2007).

La zanahoria Chanan, intermedia entre Chantenay y Nantes, tiene un peso entre

200 y 250 gramos, alta resistencia al lavado mecánico y buen sabor al ser

consumida fresca.

De acuerdo a la Norma INEN 1747(1990), la zanahoria, según su diámetro y longitud

se clasifica en tipos, tal como se indica en la Tabla 4:

Tabla 4. Clasificación de la zanahoria por tipos

TIPO (Tamaño) DIÁMETRO mm LONGITUD mm

I (grande) ≥ 65 ≥ 165

II (mediano) 55 – 64 125 – 164

III (pequeño) 40 – 54 85 – 124

(INEN, 1990)

6

2.2. NARANJA

La naranja es un cítrico, perteneciente a la familia Rutaceae, género Citrus, especie

Citrus Sinensis (L.) (Infoagro, 2011b).

Debido a su alto contenido en vitamina C es uno de los mejores antioxidantes y por

tanto ayuda a prevenir el cáncer, es baja en grasas saturadas y colesterol y es buena

fuente de fibra. Gracias a la presencia de ácido cítrico es desinfectante intestinal (Baca

Terán, 2006).

A continuación se indica la composición nutricional de la naranja en la Tabla 5.

Tabla 5. Valor nutricional de la naranja en 100 g de sustancia comestible

Componente

Agua (g) 87.1

Proteínas (g) 1.0

Lípidos (g) 0.2

Carbohidratos (g) 12.2

Calorías (Kcal.) 49

Vitamina A (U.I.) 200

Vitamina B1 (mg) 0.1

Vitamina B2 ( mg) 0.03

Vitamina B6 (mg) 0.03

Ácido nicotínico (mg) 0.2

Ácido pantoténico (mg) 0.2

Vitamina C (mg) 50

Ácido cítrico (mg) 980

Ácido oxálico (mg) 24

Sodio (mg) 0.3

Potasio (mg) 170

Calcio (mg) 41

Magnesio (mg ) 10

Manganeso (mg) 0.02

Hierro (mg) 0.4

Cobre (mg) 0.07

Fósforo (mg) 23

Azufre (mg) 8

Cloro (mg) 4

(Rimache, 2007)

7

En el mundo el mayor productor de naranja es Brasil, con el 37% de la producción

mundial y una producción promedio de 18 millones de toneladas anuales, seguido de

los Estados Unidos de América con el 15%, como se indica en la Tabla 6.

Tabla 6. Principales países productores de naranja (en Toneladas)

PAÍSES 2006 2007 2008

Brasil 18 032 313 18 685 000 18 389 752

Estados Unidos 8 166 480 7 357 000 9 138 980

India 3 435 200 4 266 900 4 396 700

México 4 156 907 4 248 715 4 306 633

China 2 806 225 3 172 910 3 454 125

España 3 397 011 2 740 300 3 367 000

Italia 2 346 071 2 197 304 2 527 453

Indonesia 2 565 543 2 625 884 2 322 581

Irán 2 500 000 2 300 000 2 300 000

Egipto 2 120 050 2 054 626 2 138 425

(FAO, 2008)

En Ecuador, según el Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca

(MAGAP), existe una producción nacional de 49 088 toneladas, de las cuales la mayor

parte pertenece a la Sierra con 29 509 toneladas y le sigue la región Costa con 19 258

toneladas en el año 2009 (MAGAP, 2009).

El Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), indica que

existe una producción aproximada del 70% de la naranja nacional, llamada “criolla”,

que tiene aproximadamente 20 semillas por fruto (A. Valarezo, entrevista personal,

Portoviejo, 21 de septiembre de 2010).

8

De acuerdo a la coloración, la naranja se clasifica en: verde, verde-amarillenta, pintona,

parda, además hay tipos de naranja de acuerdo al tamaño, como se indica en la Tabla 7

(INEN, 1992).

Tabla 7. Clasificación por tipos de naranjas según su tamaño

Tipo (tamaño) Diámetro (mm)

A ≥ 90

B 76 – 89

C 62 – 71

D 48 – 58

(INEN, 1992)

9

2.3. NÉCTAR DE FRUTAS

La Norma INEN 2337 (2008) señala que, néctar es el producto pulposo o no pulposo

sin fermentar, susceptible de fermentación, obtenido de la mezcla de jugo de fruta o

pulpa, concentrados o sin concentrar o la mezcla de éstos, provenientes de una o más

frutas con agua e ingrediente endulzantes o no. En la elaboración del néctar de frutas,

se deben cumplir instrucciones como:

Aplicar los Principios de Buenas Prácticas de Manufactura, es decir que el jugo

y la pulpa deben ser extraídos bajo condiciones sanitarias apropiadas, de frutas

maduras, sanas, lavadas y sanitizadas.

Llevar en suspensión parte de la pulpa del fruto finamente dividida.

No adicionar colorantes artificiales y aromatizantes.

Consiente el uso de ácido ascórbico como antioxidante en límites máximos de

400mg/kg.

Realizar procesos térmicos para la conservación del producto como

pasteurización, esterilización, refrigeración, congelación; excluyendo la

radiación ionizante.

Mezclar una o más variedades de frutas, tomando en cuenta que el contenido de

sólidos solubles (ºBrix), será ponderado al aporte de cada fruta presente.

10

2.3.1. ELABORACIÓN DE NÉCTAR DE FRUTAS

Según el Centro de Investigación, Educación y Desarrollo (CIED) (2001), para la

elaboración de néctares de fruta se sigue el proceso que se indica en el esquema de la

Figura 1 y se detalla a continuación:

Se inicia clasificando la fruta madura, y desechando las frutas verdes, las

excesivamente maduras o que presenten golpes y podredumbres; luego se pesa la fruta

usando balanzas limpias y calibradas, y se sumerge la fruta en una solución

desinfectante, se deja mínimo por 15 minutos para después enjuagar, y así eliminar

bacterias superficiales y suciedad adherida a la fruta.

Seguidamente, se escalda para ablandar la fruta, facilitar el despulpado, reducir la carga

microbiana presente e inactivar enzimas que producen el posterior pardeamiento de la

fruta, sin embargo produce efectos no deseados, tal como la eliminación de parte de

agua contenida en los tejidos(Baca Terán, 2006). Esta operación consiste en colocar la

fruta o verdura en agua a una temperatura de 80-100ºC por un tiempo de 3 a 5 minutos

y un enfriamiento inmediato. El tiempo está en función de la cantidad y tipo de fruta o

verdura; como ejemplo se indica en la Tabla 8 el tiempo para algunos alimentos.

11

Tabla 8. Tiempo de escaldado para algunos alimentos, en 8 litros de agua a ebullición

por kilogramo de alimento.

Alimento Tiempo

(minutos)

Brócoli 3

Vainitas 3

Col 5

Zanahorias 5

Coliflor 3

Maíz dulce 7

Berenjena 4

Hortalizas de hoja 2

Setas (hongos) 3 a 5

Arvejas 5

Papas 4 a 10

Calabacín (calabacitas) 3

(FAO, 1996)

Se continúa pelando la fruta, lo cual se puede hacer de forma mecánica o manual. Una

vez eliminadas las cáscaras, se despulpa empleando una despulpadora o un extractor de

jugos en el caso de cítricos.

Después de despulpar, se mezclan los componentes del néctar, regulando el dulzor, el

pH, la adición de conservantes y estabilizantes, además se establece la relación de la

dilución pulpa-agua, donde la cantidad de agua varía de acuerdo a la fruta, como se

indica en la Tabla 9.

12

Tabla 9. Relación de la dilución pulpa-agua de algunas frutas

FRUTA DILUCIÓN

PULPA- AGUA

Maracuyá 1 : 4 – 5

Granadilla 1 : 2 - 2.5

Piña 1 : 2 – 2.5

Guanábana 1 : 3 – 3.5

Manzana 1 : 2 – 3

Durazno 1 : 2 - 2.5

Uva Borgoña 1 : 2 – 3

Tamarindo 1 : 6 – 12

Mango 1 : 2.5 – 3

Tuna 1 : 3

Mora 1 : 3

(CIED, 2001)

Para asegurar la inocuidad del producto y reducir la carga microbiana, se pasteuriza el

néctar a la temperatura de ebullición por un tiempo de 1 a 3 minutos o a 65 °C durante

30 minutos, y se realiza un enfriamiento rápido del producto hasta una temperatura de

5 °C.

Luego se envasa a una temperatura de 85ºC y se llena de néctar hasta el tope del

contenido de la botella, evitando la formación de espuma, inmediatamente se coloca la

tapa, sea manualmente o usando una selladora de botellas.

Entre los materiales usados como envase se encuentran, el vidrio, resistente al ataque

químico e inocuo; el plástico, químicamente inerte, higiénico, y tiene una ventaja

económica ya que implica menores costos en tiempo y operatividad en su producción,

distribución y uso; y tetrapack, el cual es perfectamente reciclable (Plastivida, 2007;

Vitro, 2002; Yabar, 2010).

13

Según la Norma INEN 2337 (2008), el material de envase debe ser resistente a la

acción del producto y no alterar las características del mismo, asegurando su integridad

e higiene durante el almacenamiento, transporte y expendio.

Se termina colocando la etiqueta y acomodando los envases en gavetas para su

almacenamiento.

Figura 1. Esquema del proceso de Néctar de frutas

(CIED, 2001)

CLASIFICACIÓN

ESCALDADO

DESPULPADO

ESTANDARIZACIÓN

ENVASADO

ENFRIADO

PELADO

PASTEURIZACIÓN

ETIQUETADO

ALMACENADO

FRUTA

AGUA,

AZÚCAR,

ESTABILIZANTE,

CONSERVANTE

DESINFECCIÓN

14

2.3.2. TIPOS DE ESTABILIZANTES

Los estabilizantes son utilizados para mejorar la consistencia y evitar la separación de

fases, algunos de ellos son: Goma Xanthan, Carboximetilcelulosa de sodio (CMC),

Almidón nativo o modificado, Goma Arábiga, Goma Guar, Goma Tragacanto, Goma

Karaya.

Goma Arábiga: Es un hidrocoloide que se obtiene del árbol de acacia, utilizado en la

industria de bebidas por su alta capacidad emulsiva y facilidad de uso. Se utiliza como

agente de cuerpo y palatabilidad en polvos para preparar bebidas (GomasNaturales,

2006).

Carboximetilcelulosa de Sodio (CMC): Se utiliza como agente de cuerpo y

palatabilidad en jugos y bebidas saborizadas. Es estable en medios ácidos. En jugos con

pulpa se utiliza como agente de suspensión de sólidos (2006).

Goma Guar: Se utiliza en polvos para preparar bebidas proporcionando cuerpo y

palatabilidad. En algunos néctares es utilizada como agente espesante para

proporcionar cuerpo. Comúnmente se utiliza en combinación con otros hidrocoloides

para mejorar la estabilidad en medio ácido (2006).

Goma tragacanto: Es el exudado del árbol Astragalus gummifer presente en Irán y

Oriente Medio. Es resistente a los medios ácidos y se utiliza para estabilizar salsas,

sopas, helados, derivados lácteos y productos de repostería (MilkScience, 2000).

15

Goma Karaya: Se obtiene como exudado de un árbol de la india, llamado Sterculia

urens. Es una de las gomas menos solubles, de tal forma que en realidad lo que hace es

absorber agua, dando dispersiones extremadamente viscosas. Tiene aplicación en la

fabricación de helados, merengues y como agente de unión en productos cárnicos

(MilkScience, 2000).

Almidón: Abunda en los alimentos amiláceos (cereales, patatas) de los que se puede

extraer fácilmente, además tiene un costo bajo; el almidón más utilizado es el obtenido

a partir del maíz. Sin embargo, el almidón tal como se encuentra en la naturaleza no se

comporta bien en todas las situaciones que pueden presentarse en los procesos de

fabricación de alimentos.

Concretamente presenta problemas en alimentos ácidos o cuando éstos deben calentarse

o congelarse, lo que se puede mejorar en cierto grado modificándolo químicamente.

Los almidones modificados se utilizan en la fabricación de helados, conservas y salsas

espesas del tipo de las utilizadas en la cocina china (2000).

Goma Xanthan: Es un polisacárido natural de alto peso molecular, la cual se

industrializa por medio de la fermentación de cultivos puros del microorganismo

Xanthomonas Campestris.

Entre sus propiedades están que la temperatura no tiene efecto sobre la viscosidad de

soluciones de la goma, no muestra ningún cambio significante dentro de un amplio

rango de valores de pH, muestra una excelente estabilidad con alginatos y almidones.

16

En bebidas, el uso de la goma Xanthan es muy efectivo a muy bajas concentraciones

que van de 0.05% a 0.1% para los períodos largos de tiempo en estanterías. Provee a las

bebidas buena consistencia, uniformidad del sabor y una buena estabilidad del sistema

evitando las separaciones de fase. En bebidas a base de jugos, es particularmente útil

(QuimiNet, 2003).

17

2.4. MERMAS EN LOS PROCESOS

Merma, es la pérdida física en el volumen, peso o unidad de las existencias,

ocasionado por causas inherentes a su naturaleza o al proceso productivo.

Existen mermas generadas dentro del proceso productivo como subproductos,

desechos y desperdicios que se pueden vender, de tal manera que no incrementan el

costo unitario del producto.

Las mermas normales que no se pueden vender, se incluyen en la cuenta de

productos terminados, incrementando su costo unitario.

No es recomendable que toda la merma vaya al costo de producción ya que ello

traería como consecuencia el incremento excesivo del costo unitario del producto,

le restaría competitividad, y no se podría vender con facilidad dentro del mercado

(Solórzano, 2005).

En el sector alimenticio, no se puede llegar a la merma cero debido principalmente

a la fluctuación del rendimiento de las materias primas, su vida útil, el procesado, y

otros factores. Son frecuentes las diferencias entre los inventarios teóricos y los

inventarios físicos, lo que se puede observar en los registros de stocks y

procedimientos, y se comprobará que el desvío varía en función del tipo de materia

prima, la época del año, el proveedor, o incluso, el personal de trabajo. Al conocer

las causas de las mermas y el porcentaje de producto que se pierde en cada proceso

son la clave para reducir costos de producción y mejorar el rendimiento de los

procesos, ya que se los puede estandarizar ("El control de las mermas en la

producción de alimentos," 2011)

18

La mejora en la eficiencia de las operaciones de procesado requerirá del

conocimiento de su estado, del control de las propiedades del producto, de sus

características y de los parámetros del procesado. En particular, un buen control del

proceso puede mejorar la utilización de los recursos existentes y reducir las

pérdidas del procesado (Informaticaandina, 2011).

La filosofía de los japoneses en sus operaciones coincide con lo expuesto, ya que

buscan evitar los MURI (Excesos), los MUDA (Desperdicios/Mermas), y los

MURA (Seguridades/Desbalances), lo cual lo consiguen basándose en estrategias

como la calidad total, el justo a tiempo y el mantenimiento productivo total (Pérez

Muñoz, 2011).

19

2.5. OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS

La optimización busca encontrar el mínimo o el máximo de una función respecto a

ciertas restricciones. Esto significa obtener la mejor solución entre otras soluciones

factibles, la cual debe ajustar el flujo de tareas, entradas y salidas de manera que

entregue la mejor calidad al menor costo y en el menor tiempo (Seguel, 2008).

Existe una gran variedad de herramientas como los sistemas de información, los

métodos estadísticos, técnicas tradicionales de ingeniería industrial, evaluación

económica, investigación de operaciones, las que permiten incrementar la probabilidad

de tomar mejores decisiones en una organización.

La Investigación de Operaciones es un método que permite encontrar las relaciones

óptimas que funcionen mejor en un sistema, una vez establecido un objetivo específico,

para lo cual se utiliza la metodología científica, a través de modelos, para representar al

problema real y resolverlo. Los modelos utilizados son matemáticos, que permiten

calcular los valores exactos o aproximados de las variables controlables del sistema,

tomando en cuenta criterios establecidos (Prawna, 2004).

La programación matemática es una técnica muy importante de modelado, usada en el

proceso de toma de decisiones. Cuando se quiere resolver un problema de este tipo, la

primera etapa consiste en identificar las posibles decisiones que pueden tomarse; esto

lleva a identificar las variables del problema concreto, que generalmente son

cuantitativas y se buscan los valores que optimizan el objetivo.

20

En la segunda etapa se determinan que decisiones resultan válidas; esto lleva a un

conjunto de restricciones que se determinan teniendo presente la naturaleza del

problema en cuestión.

En la tercera etapa, se calcula el coste/beneficio asociado a cada decisión admisible;

esto supone determinar una función objetivo que asigna, a cada conjunto posible de

valores para las variables que determinan una decisión, un valor de coste/beneficio.

El conjunto de todos estos elementos define el problema de optimización. La

programación lineal (PL), que trata exclusivamente con funciones objetivos y

restricciones lineales, es una parte de la programación matemática, y una de las áreas

más importantes de la matemática aplicada. Se utiliza en campos como la ingeniería, la

economía, entre otras (Castillo, Conejo, Pedregal, García, & Alguacil, 2002).

21

2.6. ANÁLISIS COSTO - BENEFICIO

Según Oxenfeldt (1985), en las empresas, se toman dos tipos de decisiones que son de

carácter económico, las decisiones “globales” y las decisiones “aisladas”, las cuales

persiguen la meta económica de óptima asignación de recursos, que busca la utilización

más eficiente de los recursos, que se tiene cuando el excedente de producción sobre

insumos está en un máximo. Para esto se requiere identificar claramente los fines, las

metas, conocer qué recursos están disponibles, y saber cómo utilizarlos mejor para

producir lo que se desea, utilizando medidas concretas como son valores en dinero de

los costos y los productos.

Las decisiones “globales”, requieren que se seleccione combinaciones de estrategias y

se determine hasta dónde se avanzará con cada una de ellas. Las decisiones “aisladas”,

se originan por la ocurrencia de un problema o por la aparición de una oportunidad. Se

trata con una sola decisión en forma individual.

Uno de los pilares de las decisiones individuales es el análisis costo-beneficio. Este

análisis consiste en que el valor de cualquier proyecto, inversión o estrategia sea igual

al excedente de los beneficios que reporta, sobre los costos que ocasiona. En

consecuencia para escoger la mejor de las alternativas disponibles, debe estimarse los

beneficios netos que proporcionaría cada una de ellas y escoger aquella que ofrezca los

mayores beneficios netos.

Para determinar el costo- beneficio, lo primero que se debe elaborar son dos listas. En

la primera todo lo requerido para implantar el sistema como son costos de equipo, de

infraestructura, de personal, de materiales. En la segunda los beneficios que trae el

22

nuevo sistema como por ejemplo aumento de las cuentas debido al aumento de clientes

(INEI, 1996).

Según La Sociedad Latinoamericana de Calidad (2000), después de tener los costos

totales y los beneficios en dólares se ponen estas cifras en forma de la ecuación 2.1.,

para obtener la relación beneficio-costo.

[2.1]

El proyecto es rentable si la relación Beneficio/Costo (B/C) es mayor que uno.

B/C > 1 (VELNECS.A., 2002).

23

2.7. ANÁLISIS SENSORIAL

La evaluación sensorial es un análisis normalizado de los alimentos que se ejecuta con

los sentidos, éste es eficaz para control de calidad, comparación y evaluación de un

nuevo producto y aceptabilidad de alimentos. Tiene el fin de medir, analizar e

interpretar las reacciones de las personas hacia ciertas características de un alimento

como el sabor, olor, color y textura, para satisfacer al consumidor, ya que el producto

debe cumplir los requisitos mínimos de higiene, inocuidad y calidad (Anzaldúa, 1994).

Según Anzaldúa (1994), existen tres tipos de análisis, el análisis descriptivo, el

discriminativo y del consumidor.

1. El análisis descriptivo consiste en la descripción y medición de las propiedades

sensoriales.

2. El análisis discriminativo sirve para comprobar si hay diferencias entre

productos y cuánto difiere, pero no sus atributos. Para este tipo de análisis es

recomendable la participación de jueces semientrenados. Las pruebas

discriminativas más comunes son pruebas triangulares, pruebas dúo-trío,

pruebas de comparaciones múltiples y pruebas de ordenamiento.

3. En el test del consumidor, se determina si el producto es o no de agrado para los

evaluadores.

24

2.7.1. PRUEBA TRIANGULAR

Se presentan tres muestras al juez, de éstas, dos son iguales y se identifica la muestra

diferente. Esta prueba es más conveniente desde el punto de vista estadístico, la

probabilidad de que se acierte por casualidad es de 33.3%. La interpretación de las

respuestas se lleva a cabo mediante tablas, donde se encuentran el número mínimo de

respuestas correctas para el número de jueces que participan en una prueba y establecer

diferencia mínima significativa (Anzaldúa, 1994).

2.7.2. PRUEBA DÚO – TRÍO

Se presentan tres muestras al juez, de las cuales una muestra es de referencia, llamada

R, y las otras dos están codificadas y se debe identificar la muestra diferente. Es similar

a la triangular, pero su eficiencia es menor, debido a que existe un 50% de probabilidad

de acertar por casualidad. Generalmente se utiliza para reducir el número de muestras a

probar. La interpretación de los resultados se realiza por medio de la una tabla que se

utiliza para la comparación apareada simple, como prueba de una cola, debido a que se

conoce la respuesta correcta y se buscan el número de aciertos para establecer la

diferencia significativa (Anzaldúa, 1994).

25

2.7.3. PRUEBA DE COMPARACIONES MÚLTIPLES

Se utiliza cuando se tiene que analizar un número grande de muestras, en lugar de

realizar varias comparaciones apareadas o pruebas triangulares. Es muy útil para

evaluar el efecto de variaciones en la formulación, la sustitución de un ingrediente,

esto también puede realizarse mediante la prueba triangular, pero cuando hay que

evaluar pocos tratamientos. Los datos obtenidos se someten a un análisis de varianza y

se determina la significancia de cada fuente de variación y el estándar (Anzaldúa,

1994).

2.7.4. PRUEBA DE ORDENAMIENTO

En esta, se da a los jueces tres o más muestras que difieren en la intensidad de alguna

propiedad, y se pide ponerlas en orden creciente o decreciente de intensidad de dicha

propiedad (Anzaldúa, 1994).

CAPÍTULO 3

METODOLOGÍA

26

3. METODOLOGÍA

3.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA Y

PRODUCTO FINAL

Para la caracterización del jugo de naranja, jugo de zanahoria y producto final se midió

grados Brix, pH, y se realizó un análisis microbiológico.

3.1.1. DETERMINACIÓN DE GRADOS BRIX

Los grados Brix se determinaron, utilizando un brixómetro de marca BOECO

Germany, tipo BOE 30103, modelo VBR32, de un rango de 0 – 32% y una resolución

de 0.2%, para esto se realizaron 10 repeticiones en el caso de la materia prima y 3

repeticiones para el producto final.

3.1.2. DETERMINACIÓN DE pH

El pH se determinó con un pHmetro de marca HANNA Instruments, y se realizaron 10

repeticiones para la materia prima y 3 repeticiones para el producto final.

27

3.1.3. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO

El análisis microbiológico se realizó en el laboratorio LASA, especializado y

acreditado por el Organismo de Acreditación Ecuatoriano (OAE), utilizando los

métodos indicados en la Tabla 10, los resultados se compararon con los valores de la

Norma INEN 2337 (2008).

Tabla 10. Parámetros y métodos de ensayo para análisis microbiológico de jugo y

néctar

PARÁMETROS MÉTODO DE ENSAYO

Contaje total de aerobios mesófilos ufc/ml PEE- LASA-MB-03

APHA 9215 B

Coliformes totales NMP/100ml PEE- LASA-MB-01a

APHA 9221 B

Escherichia Coli NMP/100ml

PEE- LASA-MB-09a

APHA 9221 B

Hongos upc/ml

PEE- LASA-MB-04

BAM CAP. 18

Levaduras upc/ml.

PEE- LASA-MB-04

BAM CAP. 18

28

3.2. DETERMINACIÓN DE LA FORMULACIÓN

Para determinar la formulación se modificó la relación de dilución de la pulpa con el

agua, y para establecer si se alteró el sabor del néctar se aplicó el método sensorial de

comparación múltiple. Adicionalmente se usaron estabilizantes para mejorar el aspecto.

3.2.1. RELACIÓN DE LA DILUCIÓN PULPA-AGUA DEL NÉCTAR

Se utilizaron las proporciones indicadas en la Tabla 11 y se pesó la cantidad de néctar

obtenido con cada una.

Tabla 11. Relación de la dilución pulpa- agua para elaboración del néctar

RELACIÓN PARTES DE PULPA PARTES DE AGUA

3 3 1

2 2 1

1 1 1

3.2.2. ANÁLISIS SENSORIAL

Con un panel de 12 personas previamente entrenadas, se aplicó el método de

comparación múltiple, para lo cual se les presentó las tres muestras y una referencia,

pidiéndole que en la escala no estructurada de intensidad, de dulzor, sabor a zanahoria y

sabor a naranja, cuantifiquen la diferencia entre la muestra y la referencia; el formato

utilizado se indica en el Anexo 1, y en el Anexo 2 se muestran fotografías de las

pruebas sensoriales.

29

La escala utilizada tiene un valor máximo de 10, en la mitad de dicha escala se

encuentra la referencia, a su derecha se indica más intensidad y a su izquierda menos

intensidad.

Los resultados se analizaron por medio del análisis de varianza (Anova) unifactorial, y

la comparación de medias por el método de Fischer LSD, con un nivel de confianza

del 95%, para esto se utilizó el software Statgraphics Centurion XV.

3.2.3. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD A LA SEDIMENTACIÓN

Para determinar la estabilidad a la sedimentación, se elaboró el néctar con la

formulación previamente seleccionada, y se añadió los siguientes aditivos, goma

xanthan al 0.1%, almidón modificado al 3% y al 1%, y sin estabilizante; el porcentaje

de estabilizante se calculó tomando como 100% el total del néctar. A las 12 horas de

elaboradas las muestras, se observó el aspecto y se midió el volumen de la fase

sedimentada.

30

3.3. REDUCCIÓN DE MERMAS

3.3.1 . MERMAS EN EL PROCESO DE ELABORACIÓN DEL NÉCTAR

DE NARANJA CON ZANAHORIA

Para identificar las etapas del proceso en donde existían mermas, se procedió a

cuantificar todos los datos de la producción regular de la empresa Alimentos Kilmu,

obtenidos de los registros de la misma.

Estos datos establecidos para una unidad de néctar de naranja con zanahoria de 234mL

se analizaron por medio del Anova unifactorial.

Para disminuir las mermas en el despulpado del jugo de zanahoria, se aplicó a la

zanahoria un escaldado, variando la temperatura y tiempo (CIED, 2001).

3.3.2. ESCALDADO DE ZANAHORIA

Para el escaldado se utilizó una relación agua-peso de zanahoria de 4:1 y a las

temperaturas de 92ºC, 85ºC y 80ºC por un tiempo de cinco minutos, y a 80ºC por tres

minutos.

Se calculó el rendimiento de jugo extraído luego del escaldado y se comparó con el

obtenido con zanahoria sin escaldar.

Los datos se analizaron por medio del Anova unifactorial con el Statgraphics.

31

3.4. ANÁLISIS DE COSTO BENEFICIO

Para determinar el costo-beneficio se actualizaron los costos de producción y su efecto

en el precio de venta del producto, considerando el dimensionamiento actual de la línea

de producción de la empresa; tal como se explica en el numeral 2.6 de la revisión

bibliográfica.

32

3.5. FORMULACIÓN ÓPTIMA DE PRODUCCIÓN

Para desarrollar un proceso óptimo de producción se propusieron las opciones y

beneficio de cada una, como se explica en el numeral 2.5 de la revisión bibliográfica y

los datos se analizaron a través del método de programación lineal en el software

Quantitative Methods (QM).

CAPÍTULO 4

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

33

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Luego de aplicada la metodología indicada en el capítulo 3 se presentan los

siguientes resultados.

4.1. CARACTERIZACIÓN DE MATERIA PRIMA

4.1.1. GRADOS BRIX

Los datos de los grados Brix de los jugos de zanahoria y de naranja, que se obtuvieron

aplicando la metodología indicada en el numeral 3.1.1, se indican en la Tabla 12.

Tabla 12. Grados Brix de jugo de zanahoria y jugo de naranja

REPETICIONES GRADOS BRIX

JUGO DE

ZANAHORIA

JUGO DE

NARANJA

1 7.0 8.2

2 7.5 9.8

3 8.0 8.8

4 8.0 8.1

5 7.8 9.9

6 8.9 9.2

7 7.8 8.6

8 7.9 8.8

9 8.0 9.0

10 8.7 8.8

PROMEDIO

± Desviación

estándar

7.9 ± 0.54 8.9 ± 0.59

34

4.1.2. pH

Aplicada la metodología para determinar pH que se encuentra en el numeral 3.1.2., se

obtuvieron los resultados que se presentan en la Tabla 13.

Tabla 13. pH del jugo de naranja

REPETICIONES pH

1 3.30

2 3.22

3 3.20

4 3.70

5 3.00

6 3.74

7 2.57

8 3.20

9 3.90

10 3.70

PROMEDIO 3.35 ± 0.41

4.1.3. RESULTADOS DE ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO

Una vez que se usó la metodología indicada en el numeral 3.1.3, se presentan los

resultados en la Tabla 14 y 15, lo cual se puede corroborar en los informes entregados

por el laboratorio LASA en los Anexos 3 y 4.

35

Tabla 14. Análisis microbiológico del jugo de zanahoria

PARÁMETROS RESULTADO DE

ENSAYO

VALORES DE

REFERENCIA

CONTAJE TOTAL AEROBIOS

MESÓFILOS ufc/ml

34 x 103 < 10

COLIFORMES TOTALES

NMP/100ml

>1100 < 3

ESCHERICHIA COLI

NMP/100ml

< 3 < 3

HONGOS

upc/ml

< 10 < 10

LEVADURAS

upc/ml.

13 x 102 < 10

CLASIFICACIÓN B ( No satisfactorio)

Tabla 15. Análisis microbiológico del jugo de naranja

PARÁMETROS RESULTADO DE

ENSAYO

VALORES DE

REFERENCIA

CONTAJE TOTAL AEROBIOS

MESÓFILOS ufc/ml 51 x 10

1 < 10

COLIFORMES TOTALES

NMP/100ml < 3 < 3

ESCHERICHIA COLI

NMP/100ml < 3 < 3

HONGOS

upc/ml 19 x 10

1 < 10

LEVADURAS

upc/ml. 20 x 10

1 < 10

CLASIFICACIÓN A (Satisfactorio)

36

4.2. DETERMINACIÓN DE LA FORMULACIÓN

4.2.1. RELACIÓN DE LA DILUCIÓN PULPA-AGUA DEL NÉCTAR

Una vez aplicada la metodología indicada en el numeral 3.2.1, se exponen en la

Tabla 16 los resultados obtenidos.

Tabla 16. Variación pulpa, agua y azúcar en la elaboración del néctar

RELACIÓN

JUGO

NARANJA

JUGO

ZANAHORIA AGUA AZÚCAR

3 0.099 ± 0.001ª 0.067 ± 0.003ª 0.011 ± 0.002ª 0.059± 0.002b

2 0.082 ± 0.001b 0.055 ± 0.003

b 0.015 ± 0.002ª 0.059 ± 0.002

b

1 0.071 ± 0.001c 0.048 ± 0.003

c 0.015 ± 0.002ª 0.102 ± 0.100

a

Promedio ± Desviación estándar

Letras diferentes en una misma columna indica que existe diferencia

estadísticamente significativa (P<0,05).

El jugo de naranja y el jugo de zanahoria representan a la pulpa del néctar; como se

indica en la Tabla 16, se utiliza menor cantidad de pulpa en las relaciones 2 y 1 que

en la relación 3, que es la formulación actual de la empresa Alimentos Kilmu. En

cuanto a la cantidad de agua, no existe diferencia significativa entre ninguna de las

relaciones.

37

4.2.2. ANÁLISIS SENSORIAL

Una vez aplicada la metodología mostrada en el numeral 3.2.2, se obtuvieron los

resultados que se indican en la Tabla 17.

Tabla 17. Intensidad de sabor de las muestras.

Promedio ± Desviación estándar

Letras diferentes en una misma fila indica que existe diferencia

estadísticamente significativa (P<0,05).

Los resultados de la tabla indican que la relación 2 tiene mayor intensidad de sabor

ya que sus valores son los más altos entre las relaciones 1 y 3.

4.2.3. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD A LA SEDIMENTACIÓN

Se realizaron las pruebas siguiendo las indicaciones del numeral 3.2.3, y se

obtuvieron los resultados que se muestran en la Tabla 18 y algunas fotografías de

las mismas se indican en el Anexo 6.

RELACIÓN

SABOR

1 2 3

DULCE 4,808 ± 0,430c 5,708 ± 0,302ª 4,217 ± 0,539

b

ZANAHORIA 5,033 ± 0,418c 5,363 ± 0,577ª 4,425 ± 0,458

b

NARANJA 4,829 ± 0,361c 5,092 ± 0,520

a 4,808 ± 0,767

b

38

Tabla 18. Acción de los estabilizantes en néctar de naranja con zanahoria, luego de

12 horas

ESTABILIZANTE PORCENTAJE OBSERVACIONES

GOMA XANTHAN 0.1% Buena textura

No existió sedimentación.

ALMIDÓN MODIFICADO

3% Dificultad de diluir cuando

se aplicó el almidón

modificado.

No existió sedimentación.

Se formaron grumos al

fondo.

1% Existió poca sedimentación,

de 5.4 mL

SIN ESTABILIZANTE

Existió separación de fases,

hubo una sedimentación de

136 ml

El almidón modificado presentó dificultad al momento de diluirlo para su

incorporación en el néctar, así mismo se requiere una mayor cantidad respecto a la

goma xanthan. En cambio la goma xanthan mantiene estable la textura original del

néctar. Por lo que se decidió mantener el estabilizante utilizado por la empresa

Alimentos Kilmu.

39

4.3. DETERMINACIÓN DE MERMAS EN EL PROCESO

4.3.1. MERMAS EN PROCESO DE ELABORACIÓN DEL NÉCTAR DE

NARANJA CON ZANAHORIA

De acuerdo a la metodología que se indica en el numeral 3.3.1 se identificaron los

procesos donde se producían mermas, y se indican en la Tabla 19 con su respectivo

porcentaje de merma.

Tabla 19. Determinación de mermas en los procesos (%)

PROCESO NARANJA ZANAHORIA NÉCTAR

Selección de materia prima 0.58 ± 0.17 1.08 ± 0.61

Pelado de zanahoria 22.89 ± 0.14

Despulpado de naranja y zanahoria 54.95 ± 8.02 38.92 ± 5.15

Envasado de néctar 2.34 ± 1.70

Promedio ± Desviación estándar

Como se puede apreciar en la Tabla 19, el proceso que producía mayor porcentaje de

merma es el despulpado de la naranja, debido a sus características no es posible

disminuir las pérdidas o extraer mayor pulpa de naranja, por lo que se trabajó en

mejorar el despulpado de la zanahoria.

40

4.3.2. ESCALDADO DE ZANAHORIA

Una vez aplicados los métodos para el escaldado de la zanahoria que se indican en el

numeral 3.3.2., se obtuvieron los resultados expuestos en la Tabla 20 y en el Anexo 5 se

indica el gráfico estadístico.

Tabla 20. Rendimiento de jugo de zanahoria (%)

MUESTRAS

ESCALDADO

1 2 3 4 5 PROMEDIO

Escaldado 5 min 50.00 41.66 41.66 46.83 48.67 45,76 ± 3,91b

Escaldado 3 min 47.50 42.83 45.67 49.50 45.67 46,23 ± 2,47b

Sin escaldado 52.50 53.33 58.33 62.50 54.16 56,16 ± 4,19a

Promedio ± Desviación estándar

Letras diferentes en una misma columna indica que existe diferencia

estadísticamente significativa (P<0,05).

Como se puede observar en la tabla, se obtiene mayor rendimiento con la zanahoria sin

escaldar, lo que se dio por la pérdida de agua en los tejidos de los vegetales al realizar

este proceso (Baca Terán, 2006).

41

4.4. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL

4.4.1. GRADOS BRIX

Para determinar grados Brix se siguió la metodología mostrada en el numeral 3.1.1, y

se obtuvo los resultados que se exponen en la Tabla 21.

Tabla 21. Grados Brix del producto final

REPETICIONES ºBx

1 12.8

2 12.75

3 12.25

PROMEDIO 12.60 ± 0.30

Promedio ± Desviación estándar

La empresa Alimentos Kilmu estableció en 12.5 ± 0.4 los grados Brix para su néctar de

naranja con zanahoria, en este caso se obtuvo un promedio similar de 12.6 ± 0.3.

4.4.2. pH

Luego de aplicar la metodología del numeral 3.1.2, para determinar el pH del néctar,

se obtuvieron los resultados que se presentan en la Tabla 22.

Tabla 22. pH del producto final

REPETICIONES pH

1 4.29

2 4.21

3 4.21

PROMEDIO 4.24 ± 0.05

Promedio ± Desviación estándar

42

El resultado obtenido en la Tabla 22 es de 4.24 ± 0.05, valor que se encuentra cercano

al pH de los registros de la empresa Alimentos Kilmu que es de 4.18 ± 0.19.

4.4.3. RESULTADOS DEL ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO

Una vez que se aplicó la metodología indicada en el numeral 3.1.3, se presenta los

resultados en la Tabla 23, también en el Anexo 7 se puede observar el informe

entregado por el laboratorio LASA.

Tabla 23. Análisis microbiológico del néctar de naranja con zanahoria

PARÁMETROS RESULTADO DE

ENSAYO

VALORES DE

REFERENCIA

CONTAJE TOTAL AEROBIOS

MESÓFILOS ufc/ml < 10 < 10

COLIFORMES TOTALES

NMP/100ml < 3 < 3

ESCHERICHIA COLI NMP/100ml < 3 < 3

HONGOS

upc/ml < 10 < 10

LEVADURAS

upc/ml. < 10 < 10

CLASIFICACIÓN A (Satisfactorio)

Los resultados expuestos en la Tabla 23 indican ausencia de microorganismos, ya que

no excede los valores de referencia, por lo que es apto para el consumo humano.

43

4.5. ANÁLISIS COSTO BENEFICIO

Siguiendo el procedimiento descrito en el numeral 3.4., se estimó producir al año

123 076 unidades de 234 mL, y se obtuvo los siguientes resultados indicados en la

Tabla 24 y en la figura 2.

Tabla 24. Análisis costo beneficio entre formulación con relación 1 y formulación con

relación 2

RELACIÓN 3 RELACIÓN 2

COSTO (USD) BENEFICIO (USD) COSTO (USD) BENEFICIO (USD)

30235,45 61538,00 28834,62 61538,00

ANÁLISIS C/B 2,04 ANÁLISIS C/B 2,13

Figura 2. Análisis costo beneficio de las dos relaciones representada en dólares

Los análisis costo beneficio obtenidos fueron mayores a 1, lo que indica que estas

opciones son rentables, por otro lado el análisis C/B de la formulación con relación

3 es menor que el análisis C/B de la formulación con relación 2.

1,95

2

2,05

2,1

2,15

3 2

USD

RELACIÓN

44

4.6. FORMULACIÓN ÓPTIMA DE PRODUCCIÓN

Para optimizar la formulación se aplicó la metodología indicada en el numeral 3.5, y las

condiciones se resumen en la Tabla 25; el resultado se muestra en la Tabla 26; el

gráfico de la formulación óptima se encuentra en el Anexo 8.

Tabla 25. Variables, función y objetivo y restricciones para encontrar la formulación

óptima

RELACIÓN 3 RELACIÓN 2 RESTRICCIÓN

Cantidad pulpa (kg) 0.16 0.14 <= 83.86

Cantidad néctar (unidad) 1 1 <= 512

Beneficio (USD) 2.04 2.13

Tabla 26. Formulación óptima

RELACIÓN 3 RELACIÓN 2 BENEFICIO MÁXIMO (USD)

0 512 1 090.56

512 0 1 044.48

Como se aprecia en la Tabla 26 se maximiza el beneficio produciendo el néctar con la

formulación que tiene la relación 2.

CAPÍTULO 5

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

45

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Tras el desarrollo del presente trabajo, y después de analizar los resultados

obtenidos, se puede extraer las siguientes conclusiones y sugerir unas

recomendaciones.

5.1. CONCLUSIONES

1. Es necesario y conveniente seguir manteniendo el proceso de pasterización de

los jugos de zanahoria y de naranja, porque los resultados obtenidos en la

caracterización de materia prima, en la parte microbiológica, determinó que

persiste la presencia de microorganismos.

2. La relación 2 permitió optimizar la formulación, por cuanto utiliza menor

cantidad de pulpa que en la formulación actual de la empresa Alimentos

Kilmu; además el análisis sensorial demostró que presenta mayor intensidad

de sabor.

3. Se mantuvo el estabilizante utilizado por la empresa Alimentos Kilmu, el cual

mostró un mejor desempeño al disminuir la separación de fases en

comparación a los resultados que se obtuvieron con la utilización del almidón

modificado y sin uso de estabilizantes.

46

4. No se realizaron cambios en la extracción del jugo de naranja, proceso que

produce mayor porcentaje de merma, debido a las características de la fruta

que tiene una cáscara gruesa y dura.

5. Se decidió no escaldar la zanahoria, debido a que el escaldado produce mayor

cantidad de mermas y menor rendimiento.

6. La formulación con la relación 2 aporta mayor beneficio económico según los

resultados del análisis costo-beneficio.

47

5.2. RECOMENDACIONES

1. Realizar estudios de optimización en áreas de producción diferentes a la

formulación, de tal manera que se consiga reducir costos en un mayor

porcentaje

2. Diversificar el tipo de producto, que permita utilizar la capacidad instalada en

la empresa Alimentos Kilmu.

3. Investigar alternativas de uso para las mermas del proceso de elaboración del

néctar.

48

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ANEXOS

53

ANEXO 1. FORMATO PARA LA EVALUACIÓN DE SABOR

Nombre: ………………..………………..... Fecha: …………………. Hora: ………… Producto: Néctar de Zanahoria con Naranja. Método: Comparación múltiple. Usted está recibiendo cuatro muestras y una muestra Referencia (marcada con R), por favor pruebe cada una de las muestras y compare con la Referencia e indique si encuentra diferencia en cada uno de los siguientes atributos; señale con una línea vertical y el número de muestra que corresponda en la intensidad de diferencia que considere apropiada.

DULCE menos más Intenso Intenso

SABOR A ZANAHORIA menos más Intenso Intenso

SABOR A NARANJA

menos más Intenso Intenso

COMENTARIOS: …………………………………………………………………….…… ……………………….…………………………………………………………………….… ……………………….…………………………………………………………………….…

MUCHAS GRACIAS SU COLABORACIÓN

R

R

R

54

ANEXO 2. FOTOGRAFÍAS DE LAS PRUEBAS SENSORIALES

55

ANEXO 3. RESULTADOS DEL ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO

DEL JUGO DE NARANJA

56

ANEXO 4. RESULTADOS DEL ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO

DEL JUGO DE ZANAHORIA

57

ANEXO 5. RESULTADO DEL ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LA

PRUEBA DE RENDIMIENTO DEL ESCALDADO

Figura 1. Gráfico de medias ANOVA (Statgraphics)

3 min 5 min Sin escaldar

Medias y 95,0% de Fisher LSD

ESCALDADO

43

47

51

55

59

RE

ND

IMIE

NT

O

58

ANEXO 6. FOTOGRAFÍAS DE LAS PRUEBAS DE

ESTABILIDAD A LA SEDIMENTACIÓN

Figura 1. Néctar de naranja con zanahoria (formulación relación 2) con Goma Xanthan

0.1 %

59

Figura 2. Néctar de naranja con zanahoria (formulación relación 2) con Almidón

modificado 1%

60

Figura 3. Néctar de naranja con zanahoria (formulación relación 2) con Almidón

modificado 3%

61

Figura 4. Néctar de naranja con zanahoria (formulación relación 2) sin estabilizante

62

ANEXO 7. RESULTADOS DEL ANÁLISIS

MICROBIOLÓGICO DEL NÉCTAR DE NARANJA CON

ZANAHORIA

63

ANEXO 8. GRÁFICO DE LA FORMULACIÓN ÓPTIMA PARA

LA ELABORACIÓN DEL NÉCTAR DE NARANJA CON

ZANAHORIA

Figura 1. Gráfico de la formulación óptima (punto óptimo) del software Quantitative

Methods (QM).