UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS ELABORACIÓN DE UNA BEBIDA ENERGIZANTE A BASE DE LACTOSUERO EN LA PASTEURIZADORA QUITO S.A TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO DE ALIMENTOS MARCELO FERNANDO TIPÁN MORALES DIRECTOR: ING. MANUEL CORONEL Quito, Marzo, 2015 © Universidad Tecnológica Equinoccial. 2015 Reservados todos los derechos de reproducción DECLARACIÓN Yo MARCELO FERNANDO TIPÁN MORALES, 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. ______________________________ MARCELO FERNANDO TIPÁN MORALES CI. 1719861757 CERTIFICACIÓN Certifico que el presente trabajo que lleva por título “ELABORACIÓN DE UNA BEBIDA ENERGIZANTE A BASE DE LACTOSUERO EN LA PASTEURIZADORA QUITO S.A”, que, para aspirar al título de Ingeniero de Alimentos fue desarrollado por Marcelo Fernando Tipán Morales, 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 artículos 18 y 25. _______________________ ING. MANUEL CORONEL DIRECTOR DEL TRABAJO C.I. 1710625227 CARTA DE LA EMPRESA DEDICATORIA Dedico esta tesis a Dios, quien ha sido mi guía y soporte en los momentos más difíciles de mi vida. A mi abuelita Genoveva, que siempre estuvo pendiente de mí. A mis amados padres y hermanos, quienes me apoyaron incondicionalmente todo el tiempo. A mi novia Karina quien me apoyo y alentó para continuar, cuando parecía que me iba a rendir. A los mijines, por la ayuda que cada uno presto en esta tesis. A mis maestros que con sus conocimientos me apoyaron a concluir este objetivo. Para ellos es esta dedicatoria de tesis, pues es a ellos a quienes se las debo por su apoyo incondicional. AGRADECIMIENTO Mi infinito agradecimiento a mi Padre y mi Madre; que con su esfuerzo, sacrificio, trabajo diario y enseñanzas me han formado como persona y profesional a lo largo de mi vida. Ah Pasteurizadora Quito S.A, por permitirme desarrollar mi trabajo de titulación. A mi director de tesis, Ing. Manuel Coronel, por ser coparticipe de este logro. ÍNDICE DE CONTENIDOS PÁGINA RESUMEN ....................................................................................................vii ABSTRACT .................................................................................................viii 1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................1 2. MARCO TEÓRICO .....................................................................................3 2.1. LA LECHE 3 2.2. EL QUESO 4 2.3. EL SUERO 4 2.3.1. PROTEÍNAS DEL LACTOSUERO 6 2.3.2. CARBOHIDRATOS DEL LACTOSUERO 7 2.3.3. VITAMINAS DEL LACTOSUERO 8 2.3.4. PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DEL LACTOSUERO 8 2.3.5. USOS DEL SUERO 9 2.3.6. BEBIDAS A BASE DE LACTOSUERO 10 2.4. BEBIDA ENERGIZANTE 11 2.5. ANÁLISIS SENSORIAL 11 2.5.1. PRUEBAS DISCRIMINATIVAS 12 3. METODOLOGÍA .......................................................................................13 3.1. MATERIA PRIMA 3.1.1. LACTOSUERO 3.2. ELABORACIÓN DE LA BEBIDA 3.2.1. ELABORACIÓN DE LACTOSUERO 13 13 15 15 i 3.2.2. MEZCLA 15 3.2.3. PASTEURIZACIÓN 15 3.2.4. ENVASADO 16 3.2.5. ENFRIAMIENTO 16 3.3. SELECCIÓN DE LA FORMULACIÓN 17 3.4. ANÁLISIS FÍSICO- QUÍMICO 18 3.4.1. DETERMINACIÓN DE PH 18 3.4.2. DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE ACIDEZ 19 3.4.3. DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS SOLUBLES 19 3.4.4. DETERMINACIÓN DE HUMEDAD 19 3.5. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO 4. 19 3.5.1. RECUENTO DE MOHOS Y LEVADURAS 20 3.5.3. RECUENTO DE COLIFORMES TOTALES 20 3.6. ANÁLISIS SENSORIAL 21 3.7. ANÁLISIS DE COSTOS 21 ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................24 4.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICO QUÍMICA LACTOSUERO DEL 24 4.2. ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICO DE LA BEBIDA BASE DE SUERO. 25 4.3. FORMULACIONES 4.4. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO ENERGIZANTE 4.5. ANÁLISIS SENSORIAL 26 DE LA BEBIDA 28 29 4.5.1. OLOR 29 4.5.2. SABOR 31 4.5.3. SABOR LÁCTEO 32 4.5.4. COLOR 32 4.5.5. TEXTURA 33 4.5.6. ACEPTABILIDAD GLOBAL 34 4.6. ANÁLISIS DE COSTOS 34 ii 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................39 5.1. CONCLUSIONES 39 5.2. RECOMENDACIONES 39 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................41 ANEXOS ...................................................................................................... 43 iii ÍNDICE DE TABLAS PÁGINA Tabla 1. Composición de la leche 3 Tabla 2. Requisitos físico-químicos del suero de leche líquido 5 Tabla 3. Distribución de las proteínas de la leche 7 Tabla 4. Formulaciones de la bebida energizante en porcentaje 17 Tabla 5. Ingredientes de las formulaciones de manera porcentual 18 Tabla 6. Composición Físico Química del suero 24 Tabla 7. Resultados de los análisis físico-químicos realizados a la bebida energética. 25 Tabla 8. Formulación #1 y #2, con diferente cantidad de colorante y saborizante 27 Tabla 9. Formulación # 3 y #4, con diferente cantidad de colorante y saborizante 27 Tabla 10. Resultados del análisis microbiológico de la bebida energizante. 28 Tabla 11. Evaluación sensorial análisis 29 iv ÍNDICE DE FIGURAS PÁGINA Figura 1. Diagrama de flujo de proceso de obtención de queso fresco 14 Figura 2. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de la bebida energizante. 16 Figura 3. Nivel de aceptación de las bebidas en olor. 30 Figura 4. Nivel de aceptación de las bebidas en sabor. 31 Figura 5. Nivel de aceptación de las bebidas en sabor lácteo. 32 Figura 6. Nivel de aceptación de las bebidas en color. 33 Figura 7. Nivel de aceptación de las bebidas en textura. 34 Figura 8. Nivel de aceptación de las bebidas en aceptabilidad global. 34 v ÍNDICE DE ANEXOS PÁGINA ANEXO I NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 2411:2008 “BEBIDAS ENERGÉTICAS. REQUISITOS” 43 ANEXO II EQUIPOS USADOS EN LOS ANÁLISIS DE LABORATORIO 44 ANEXO III PROCESO DE ELABORACIÓN DE BEBIDA 46 ANEXO IV FORMATO DE EVALUACIÓN SENSORIAL 49 ANEXO V ANÁLISIS SENSORIAL 51 ANEXO VI ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DEL PRODUCTO TERMINADO 52 ANEXO VII ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICOS DEL PRODUCTO TERMINADO 53 vi RESUMEN El objetivo del presente trabajo de titulación fue elaborar una bebida energizante a partir de Lactosuero, producto de la elaboración de queso fresco en la empresa Pasteurizadora Quito S.A. el cual fue desarrollado viendo la necesidad de utilizar este subproducto, que es vertido hacia las alcantarillas y no tiene ningún valor comercial. En Pasteurizadora Quito S.A se procesan diariamente 10000 litros de leche proveniente de tambos de la región, obteniendo un promedio de 7000 litros de lactosuero tras la producción de queso fresco. La empresa hizo un estudio previo de mercado en el cual se manifestó el deseo de utilizar el lactosuero desperdiciado, en el que determinaron qué sabor y cuáles serán las futuras rentabilidades que desean obtener. Se realizaron pruebas previas para obtener los porcentajes más adecuados de color y saborizante que se incorporó en las fórmulas finales. El sabor a Mandarina fue solicitado por la empresa; para lo cual se utilizó porcentajes de 0,50 y 0,75 % de saborizante, colorante (amarillo #6) en un porcentaje del 0,005 y 0.0075 %. Combinando las variables de diseño se obtuvieron 4 formulaciones o tratamientos. La unidad experimental fue de 1 litro de bebida para cada formulación. Para seleccionar la formulación óptima se realizaron análisis físico – químicos, materia seca, proteína, grasa, cenizas, pH, acidez titulable y sólidos solubles totales, además una evaluación sensorial (olor, textura, acidez, sabor, sabor lácteo, aceptabilidad global) y microbiológicos (recuento de mohos y levaduras, recuento de aerobios mesófilos y recuento de Coliformes totales). Con el análisis sensorial se seleccionó la formulación correspondiente a 0.75 % de saborizante a mandarina y 0.0075 % de colorante amarillo # 6. El aprovechamiento de lactosuero para desarrollar este tipo de bebidas se basó en normativas locales como la NTE INEN N° 2 411-2008, con la finalidad de obtener productos inocuos e innovadores con una buena rentabilidad. El costo de producción de la bebida fue de $ 0,51 por cada litro elaborado, y un precio de venta de $ 0,72 con una rentabilidad del 30% solicitado por la empresa. vii ABSTRACT The aim of this study was to develop a titration energy drink from whey, a product of cheese making in the company Pasteurizadora Quito SA which was developed seeing the need to use this product, being poured into sewers and has no commercial value. In Pasteurizadora Quito SA are processed daily 10,000 liters of milk from dairy farms in the region, obtaining an average of 7000 liters of whey after the production of cheese. The company made a preliminary study of the market in which the desire to use whey wasted, in which they determined what flavor and what the future performance will be wanting to get manifested. Preliminary tests were conducted to obtain the most appropriate percentages of color and flavor which was incorporated in the final formulas. Tangerine flavor was requested by the company; for which percentages of 0.50 and 0.75% flavor, color (yellow # 6) at a rate of 0.005 and 0.0075% was used. Combining four design variables or treatment formulations were obtained. The experimental unit was 1 liter of beverage for each formulation. To select the optimal formulation physical analyzes were performed - chemical, total soluble dry matter, protein, fat, ash, pH, titratable acidity and solid addition sensory evaluation (odor, texture, acidity, flavor, milk flavor, overall acceptability) and microbiological (yeast and mold count, total plate count and total coliform count). With the sensory analysis corresponding to 0.75% formulation mandarin flavoring and 0.0075% yellow dye # 6 was selected Harnessing whey to develop this type of beverage was based on local regulations as NTE INEN No. 2 411-2008 , in order to obtain safe and innovative products with a good profitability. The cost of production of the drink was $ 0.51 per liter produced, and a selling price of $ 0.72 with a yield of 30% required by the company. viii 1. INTRODUCCIÓN 1. INTRODUCCIÓN El desarrollo de la siguiente investigación se llevó a cabo para contribuir en el aprovechamiento del lactosuero de quesería en la Pasteurizadora Quito S.A. Dicha empresa procesa diariamente para quesos alrededor de 1000 litros de leche. El 80% es el residuo de lactosuero de la elaboración de queso fresco. El lactosuero es fundamentalmente el responsable del grado de contaminación de los efluentes de la industria láctea. Para apreciar el grado de contaminación, no solo se tiene en cuenta la composición química cuantitativa, sino la demanda bioquímica de oxigeno (DBO) que se expresa en miligramos de oxigeno exigidos para la destrucción, por oxidación microbiana de las materias orgánicas. En lo que se refiere a la capacidad de depuración de un sistema, se considera habitualmente la DBO5, es decir la demanda de oxígeno al cabo de 5 días (Alais, 1985). El lactosuero es uno de los mayores contaminantes que existe en la industria alimentaria, ya que, cada 1,000 litros de lactosuero contiene cerca de 35 kg de demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y cerca de 68 kg de demanda química de oxígeno (DQO). Esta fuerza es equivalente a las aguas negras producidas en un día por 450 personas (Inda, 2000). En la fabricación de quesos, por lo menos el 50% en peso de los nutrientes de la leche se quedan en el lactosuero, lo que implica que 1000 litros de lactosuero contienen más de 9 kg de proteína de alto valor biológico, 50 kg de lactosa, y 3 kg de grasa de leche. Esto es equivalente a los requerimientos diarios de proteína de cerca de 130 personas y a los requerimientos diarios de energía de más de 100 personas. Entre los usos convencionales de lactosuero para las empresas pequeñas y medianas está el empleo como fertilizante y complemento alimenticio para cerdos y becerros, mientras que las empresas grandes pueden fabricar suero en 1 polvo y jarabes edulcorantes concentrados para la industria de bebidas refrescantes (Inda, 2000). En países como Estados Unidos y algunos de la Unión Europea ya se están comercializando productos derivados de Lactosuero, como suplementos alimenticios y bebidas para deportistas y que favorecen el incremento y reparación muscular, para ancianos por la facilidad del consumo de nutrientes en forma de bebidas y no comida sólida (Sagrange, 2001). El gran consumo en la actualidad de bebidas energizantes nos ha permitido aprovechar el Lactosuero para el desarrollo de la misma, dando así una variedad al consumidor, así como el aprovechamiento del Lactosuero que produce la empresa Pasteurizadora Quito S.A en la producción de queso fresco. El objetivo principal del presente trabajo de titulación fue elaborar una bebida energizante a base de lactosuero en la Pasteurizadora Quito S.A., y para su desarrollo se plantearon los siguientes objetivos específicos: Caracterizar el lactosuero. Desarrollar la formulación para la elaboración de una bebida con lactosuero de queso. Realizar análisis físico químicos y sensoriales. Determinar costos de producción (Estudio económico financiero). 2 2. MARCO TEÓRICO 2. MARCO TEÓRICO 2.1. LA LECHE Según la norma Técnica Ecuatoriana 0003-1984 de Leche y Productos Lácteos “La leche cruda es el producto integro sin adición ni sustracción alguna, exento de calostro, obtenido por ordeño higiénico de vacas sanas y bien alimentadas” (INEN, 1984). La composición de la leche de vaca se puede observar en la Tabla 1. Tabla 1. Composición de la leche Componentes Cantidad (*) Calorías 68 Proteínas 3.3 Grasas 3.6 Hidratos de carbono 4.8 Agua 87 Cloro 109 Calcio 140 Fosforo 90 Potasio 140 Vitamina A 0.03 Vitamina B1 0.04 Vitamina C 1.0 (Madrid, 1996) (*) Calorías por cada 100 g. Proteínas, grasa, hidratos y agua en %. Minerales y vitaminas en mg/ 100 g. 3 2.2. EL QUESO El queso es un producto fresco o madurado que se obtiene por coagulación de la leche debida a la acción del cuajo o de agentes coagulantes y la eliminación parcial del suero resultante de dicho proceso. En la elaboración de quesos se utilizan ingredientes básicos como cultivos lácticos, cuajo o enzimas coagulantes, sal y aditivos autorizados para la elaboración de diferentes tipos según la legislación de cada país (Madrid, 1996). Los quesos están formados, en lo fundamental, por la caseína coagulada que a su vez retiene grasas, proteínas del suero, sales y otros componentes menores; además contienen compuestos aromáticos típicos, producidos en procesos fermentativos microbianos, que son específicos de cada una de las numerosas clases de queso que ofrece el mercado (Primo, 1998). Una etapa muy importante durante la elaboración de quesos es el desuerado, el cual se da posterior a la formación de la cuajada mediante el fenómeno de sinéresis. Este proceso se acelera al aumentar la acidez y al alcanzar una temperatura entre 28 y 33 °C. Como resultado de esta operación se obtiene el suero, el cual es considerado de poco uso y altamente contaminante debido a su importante contenido de lactosa (Revilla, 1996). 2.3. EL SUERO A partir de 10 litros de leche se produce de 1 a 2 kg de queso y de 8 a 9 kg de suero de leche, del cual existen dos tipos que se diferencian por su forma de obtención: a) el llamado suero dulce, proveniente de los quesos fabricados con renina, y b) el suero ácido, que utiliza ácido acético para su coagulación (Badui, 2006). 4 Según la NTE INEN 2594-2011, el suero se define como “el producto lácteo liquido obtenido durante la elaboración del queso, la caseína o productos similares, mediante la separación de la cuajada, después de la coagulación de la leche pasteurizada y/o los productos derivados de la leche pasteurizada. La coagulación se obtiene mediante la acción de enzimas del cuajo (INEN, 2011)”. A continuación, en la Tabla 2, se presenta la composición del suero. Tabla 2. Requisitos físico-químicos del suero de leche líquido SUERO DE LECHE DULCE SUERO DE LECHE ÁCIDO REQUISITOS MÉTODO DE ENSAYO Min. Max. Min. Max. Lactosa, % (m/m) --- 5,00 --- 4,30 AOAC 984.15 Proteína láctea, % (m/m) (1) 0,8 --- 0,8 --- NTE INEN 16 Grasa láctea, % (m/m) --- 0,3 --- 0,3 NTE INEN 12 Ceniza, % (m/m) --- 0,7 --- 0,7 NTE INEN 14 Acidez titulable, % (calculada como ácido láctico) --- 0,16 0,35 --- NTE INEN 13 pH 6,8 6,4 5,5 4,8 AOAC 973.41 (1) el contenido de proteína láctea es igual a 6,38 por el % nitrógeno total determinado (INEN, 2011) El suero posee un alto valor nutritivo, contiene más del 50 % de los sólidos de la leche, incluyendo proteínas, lactosa, minerales y vitaminas (Smithers, 2008). 5 La eficiencia de las proteínas del Lacto suero es incluso superior a la de la soya, arroz, maíz y frejol: pudiendo ser usado como complemento para suplir los aminoácidos limitantes de estos alimentos, ya que no tiene aminoácidos esenciales limitantes, convirtiéndose en una fuente rica y balanceada de estos, por lo tanto la calidad de las proteínas del suero no se ve comprometida como es el caso de algunas proteínas vegetales. A las proteínas del Lactosuero se las puede comparar, por su alto valor biológico, incluso con las del huevo (Hugunin, 2008). El poder contaminante del suero lácteo y su atractivo valor nutricional han impulsado investigaciones que peritan su empleo en el desarrollo de ingredientes y productos alimenticios. Sin embargo, el pequeño y mediano productor quesero no dispone de recursos ni de equipos industriales para el tratamiento del efluente (Monsalve & González, 2005). 2.3.1. PROTEÍNAS DEL LACTOSUERO La leche contiene dos tipos de proteínas: las caseínas y las proteínas del suero; aunque las proporciones típicas pueden variar en función de la estación del año. En los primeros días de la lactancia y al final de la misma, el contenido de proteínas del suero es mucho más elevado, aumentando especialmente las proteínas de origen sanguíneo (Early, 2000). El Lactosuero es rico en proteínas con alto porcentaje de aminoácidos azufrados, haciéndolas nutricionalmente más ricas, pero lo más importante es que los aminoácidos azufrados parecen aumentar la función inmune del organismo, probablemente vía la regulación del tripeptido azufrado glutatión, el cual interactúa con las membranas celulares de los microorganismos provocándoles la muerte (Jiménez & García, 2006). En la Tabla 3, se muestra la distribución de las proteínas de la leche. 6 Tabla 3. Distribución de las proteínas de la leche Tipo de proteína Caseínas Proteínas del suero β-lactoglobulina α-lactoalbumina Albumina Componentes minoritarios Porcentaje (%) 82.2 9.6 3.8 1.4 3.0 (Davies & Law, 1980) 2.3.2. CARBOHIDRATOS DEL LACTOSUERO La lactosa es el componente mayoritario de la materia seca de la leche. Otros azúcares también están presentes, pero en cantidades vestigiales. Se trata generalmente de poliósidos, que contienen fucos y glúcidos nitrogenados (Spreer, Varnam, & Sutherland, 1991). El contenido de lactosa del suero, es de 4,5 – 5% m/v. En el proceso de elaboración de los quesos, un 95% de la lactosa se pierde en el lactosuero (Gutiérrez J. B., 2000). La lactosa es un glucósido reductor que pertenece al grupo de los diholósidos. Está formada por la unión de una molécula de α o β-glucosa y otra β-galactosa (González, Gómez, Mejía, & Ramírez, 1999). La hidrólisis enzimática también es posible. Algunas levaduras y numerosas bacterias poseen una lactasa que pueden provocarla. La evolución más frecuente, y a la vez, más importante, es su transformación en ácido láctico, llevada a cabo por las bacterias lácticas (Spreer, Varnam, & Sutherland, 1991). C12H22O11, H2O → 4 CH3-CH-CH-COOH Lactosa ácido láctico 7 La evolución más frecuente y a la vez, más importante, es su transformación en ácido láctico, llevada a cabo por las bacterias lácticas. Según el tipo de microorganismo presente, la lactosa sufrirá fermentaciones, que suele generar diferente productos secundarios (Gutiérrez, 2006). 2.3.3. VITAMINAS DEL LACTOSUERO El suero posee un contenido vitamínico importante, sobre todo de vitaminas del complejo B y de ácido ascórbico (Badui, 2006). Las vitaminas liposolubles son muy escasas, al carecer este subproducto de suficiente materia grasa (Badui, 2006). En cuanto a las vitaminas presentes en el suero, encontramos a las vitaminas del grupo B (tiamina, ácido pantoténico, riboflavina, piridoxina, ácido nicotínico, cobalamina) y ácido ascórbico (Parra, 2009). 2.3.4. PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DEL LACTOSUERO El lactosuero es fundamentalmente el responsable del grado de contaminación de los efluentes lácteos, para apreciar el grado de contaminación únicamente no se tiene en cuenta la composición química cuantitativa, sino la demanda bioquímica de oxigeno (DBO) que se expresa en miligramos de oxigeno exigidos para la destrucción, por oxidación microbiana de las materias orgánicas. En lo que se refiere a la capacidad de depuración de un sistema, se considera habitualmente la DBO5, es decir la demanda de oxígeno al cado de 5 días (Alais, 1985). El lactosuero es uno de los materiales más contaminantes que existen en la industria alimentaria. Cada 1000 litros de lactosuero generan cerca de 35 kg de demanda biológica de oxígeno (DBO) y cerca de 68 kg de demanda química de oxigeno (DQO) (Inda, 2000). 8 2.3.5. USOS DEL SUERO Afortunadamente, el tipo de desechos producidos por la industria láctea, no solo pueden ser fácilmente corregidos, sino que a partir de estos hay diversas maneras de dar un uso adecuado. Uno de los más aprovechables es el suero lácteo, el cual contiene un alto valor nutricional y su recuperación y transformación puede ser factible económicamente. El suero de la leche es utilizado de varias maneras. Una de ellas es en la alimentación de animales (porcino y vacuno), ya que contiene un alto valor nutricional (Salazar, 1999). Otra manera de aprovechar el suero es en la elaboración de queso Ricota. Este producto se hace por medio de la coagulación de la proteína (lactoglobulina) del suero lácteo en un medio ácido y por efecto del calor (Scott, 1991). De igual manera el suero puede ser utilizado en otros sectores de la industria de alimentos como base o parte de las mezclas para la elaboración de helados, leches maternizadas, confites y caramelos tipo toffe. También se utiliza en reposterías y panadería, especialmente la lactosa o azúcar de la leche (Ranken, 1988). Al suero se le puede dar valor agregado con deshidratación para obtener suero en polvo. En la preparación de suero en polvo es necesario concentrar los sólidos por evaporación y posterior secado. El suero en polvo desmineralizado, pasa por el mismo tratamiento excepto que se le eliminan las sales minerales previamente, por intercambio iónico o también por electrodiálisis (Madrid, 1996). Uno de los principales usos del Lactosuero a nivel mundial es la fabricación de alimentos para ganado, pero también se utiliza en muchos productos de alimentación humana. Por ejemplo, el concentrado de suero se utiliza como 9 sustituto de leche concentrada descremada en la elaboración de helados, postres, recubrimientos, sopas, salsas y otros (Early, 2000). Otra importante utilización del Lactosuero es la producción de margarina y otros productos grasos para untar. El Lactosuero dulce es el más utilizado para hacer los Concentrados Proteicos de Suero (WPC, por sus siglas en inglés), de los cuales existen muchos tipos, desde la especificación básica del WPC-35 hasta productos bajos en grasa, productos enriquecidos en proteínas funcionales especificas del suero y productos bajos en minerales (Early, 2000). 2.3.6. BEBIDAS A BASE DE LACTOSUERO Bebidas límpidas, dulces, aromatizadas, no alcohólicas, gaseosas o no, obtenidas a partir del lacto suero desproteinizado. Puede reducirse la adición de azúcar mediante hidrólisis de la lactosa con excepción de algunos éxitos locales, como en el caso de la “Rivella” suiza y holandesa, este tipo de bebidas se encuentran poco desarrolladas (Alais, 1985). Bebidas proteinizadas, en forma de leche, tras homogenización con la nata, o en forma de mezclas de zumo de frutas o de legumbres están poco extendidas (Alais, 1985). Bebidas alcohólicas: en cervecería se ensaya la introducción del lacto suero hidrolizado en el mosto. Puede hacerse un vino de lacto suero, con o sin adición de azúcar, con o sin adición de aromas (Alais, 1985). 10 2.4. BEBIDA ENERGIZANTE Según NTE INEN 2 411-2008 de Bebidas Energéticas “Bebidas energéticas son bebidas no alcohólicas, carbonatadas o no, desarrolladas para mejorar momentáneamente el rendimiento humano” (INEN, 2008). La resolución 4150 expedida en el año 2009 por el Ministerio de Salud y Protección Social de Colombia, establece que una bebida energizante es una bebida analcohólica, generalmente gasificada, compuesta básicamente por cafeína e hidratos de carbono, azúcares diversos de distinta velocidad de absorción, más otros ingredientes, como aminoácidos, vitaminas, minerales, extractos vegetales, acompañados de aditivos acidulantes, conservantes, saborizantes y colorantes (MINSALUD, 2009). Desde hace algunos años el mercado presenta oferta de bebidas denominadas "energizantes", que según sus productores, fueron creadas para "incrementar la resistencia física, mayor velocidad de reacción y mayor concentración, aumentar el estado de alerta mental (evitar el sueño), proporcionar sensación de bienestar, estimular el metabolismo y ayudar a eliminar sustancias nocivas para el cuerpo (Bosmediano, 2008). 2.5. ANÁLISIS SENSORIAL La evaluación sensorial es el análisis de alimentos u otros materiales utilizando los sentidos. Dicha evaluación es tan importante como los métodos químicos, físicos o microbiológicos a los cuales son sometidos los alimentos, con la ventaja de que los instrumentos a utilizar para realizarlos son nuestros propios sentidos (Anzalua, 1994). 11 2.5.1. PRUEBAS DISCRIMINATIVAS Como su nombre lo indica, este tipo de pruebas realiza comparaciones para determinar si hay diferencia o no entre dos o más muestras, así como también la importancia de esa diferencia. La prueba de comparaciones múltiples es un tipo de prueba discriminatoria, la cual es utilizada cuando se requiere analizar un número grande de muestras y es muy útil para evaluar el efecto de variaciones en una formulación (Anzalua, 1994). - Prueba de ordenamiento: Constituye una de las pruebas más sencillas de realizar, consiste en entregar a un juez tres o más muestras que difieren en contenido o presencia de algún componente o propiedad específica, y se les pide que pongan en orden creciente o decreciente de dicha propiedad. Esta prueba tiene la ventaja de ser rápida y permitir la evaluación de un número mayor de muestras, comparadas con las otras pruebas. Su aplicación en la industria de alimentos es muy amplia dada su sencillez, facilidad y rapidez (Anzalua, 1994). 12 3. METODOLOGÍA 3. METODOLOGÍA 3.1. MATERIA PRIMA 3.1.1. LACTOSUERO Para la elaboración de la bebida se usó suero procedente de la producción de queso fresco, elaborado en la procesadora de Lácteos PASTEURIZADORA QUITO S.A. cuyo diagrama de flujo se muestra en la Figura 1. El suero que se utilizó para elaborar la bebida láctea se almacenó en la cámara de enfriamiento de la Universidad Tecnológica Equinoccial a una temperatura de 5 °C por un periodo no mayor a 1 día, conservando un pH entre 6,3 - 6,5. Para la caracterización física química del suero se determinó el contenido de proteína (NTE INEN 16), acidez titulable calculado como % ácido láctico (NTE INEN 13), pH (AOAC 973.41) y sólidos totales (NTE INEN 14). Se realizó cuatro repeticiones a la muestra tomada de lactosuero en planta. 13 LECHE PASTEURIZACIÓN 65°C x 30 minutos ENFRIAMIENTO CUAJO LÍQUIDO 38 – 39 °C CUAJADO COAGULACIÓN CORTE Y BATIDO DESUERADO LACTOSUERO SALADO PRENSADO QUESO FRESCO Figura 1. Diagrama de flujo de proceso de obtención de queso fresco 14 3.2. ELABORACIÓN DE LA BEBIDA 3.2.1. ELABORACIÓN DE LACTOSUERO Para asegurar uniformidad del suero dulce, así como su inocuidad, se elaboró queso fresco en el laboratorio de Pasteurizadora Quito S.A, bajo los mismos procesos de producción en planta. Previo a la elaboración, la leche fue pasteurizada a 63°C por 30 min. El queso fresco se elaboró enfriando la leche a 38 °C y luego se le añadió cuajo para provocar la coagulación de la caseína, el suero obtenido se recolectó bajo condiciones sanitarias (limpieza y desinfección) y fue filtrado en lienzos (esterilizados) previo a su uso. 3.2.2. MEZCLA Los componentes de la bebida fueron cafeína, colorante, preservantes y estabilizantes, los cuales fueron añadidos de acuerdo a cada formulación, mientras que la adición de azúcar se realizó en relación de la cantidad de sólidos solubles totales del lactosuero para cumplir con las especificaciones de la norma INEN 2 411-2008. Se fueron mezclando manualmente cada uno de los ingredientes en un recipiente de acero inoxidable de 10 litros, añadiendo suero, componentes sólidos y finalmente el saborizante a una temperatura de 30°C. 3.2.3. PASTEURIZACIÓN Una vez realizada la mezcla de todos los componentes se pasteurizo la bebida, alcanzando una temperatura entre 75°C por un tiempo de 15 min. 15 3.2.4. ENVASADO Se envasó la bebida a una temperatura de 65°C con envases plásticos de poliuretano de alta densidad, mismos que se sellan inmediatamente. 3.2.5. ENFRIAMIENTO Se procede a enfriar las botellas, que contiene las bebidas, en agua con una temperatura de 2 °C, para finalmente enviarlas a la cámara de refrigeración a 4 °C. El diagrama de flujo del proceso de elaboración de la bebida se presenta en la Figura 2. LACTOSUERO AZÚCAR, COLORANTE, MEZCLA SABORIZANTE PASTEURIZACIÓN 75°C x 15 min ENVASADO ENFRIAMIENTO ALMACENAMIENTO 4 °C Figura 2. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de la bebida energizante. 16 3.3. SELECCIÓN DE LA FORMULACIÓN Para determinar las formulaciones, se utilizó la norma INEN N° 2 411-2008 norma ecuatoriana para bebidas energizantes. Se elaboró una bebida base con el mismo porcentaje de azúcar, cafeína, lactosuero, estabilizante y preservantes. En esta bebida se incorporó la cantidad en porcentaje de: saborizante de mandarina y colorante amarillo #6, como se muestra en la Tabla 4. Tabla 4. Formulaciones de la bebida energizante en porcentaje FORMULACIONES COLORANTE (%) SABORIZANTE (%) C1S1 0,0050 0,50 C2S1 0,0075 0,50 C1S2 0,0050 0,75 C2S2 0,0075 0,75 Combinando los porcentajes de las materias primas se obtuvieron 4 tratamientos, como se puede observar en la Tabla 4. La unidad experimental fue de 1 litro de bebida para cada uno. La Tabla 5 muestra las formulaciones descritas anteriormente con detalle en cuanto a los ingredientes utilizados para cada formulación. 17 Tabla 5. Ingredientes de las formulaciones de manera porcentual INGREDIENTES FORMULACIÓN (%) 1 2 3 4 Lactosuero 90 90 90 90 Azúcar 10 10 10 10 Cafeína 0,25 0,25 0,25 0,25 Saborizante 0,5 0,5 0,75 0,75 0,005 0,0075 0,005 0,0075 Colorante 3.4. ANÁLISIS FÍSICO- QUÍMICO Para realizar la selección de la mejor formulación se realizaron análisis físico-químicos y sensoriales. Todas las bebidas fueron sometidas a los análisis químicos por triplicado, el día en que fueron producidas en el laboratorio de Química de Alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial, utilizando los métodos descritos a continuación. 3.4.1. DETERMINACIÓN DE PH Para determinar en la bebida la acidez o alcalinidad activa, medida por el valor del PH, se empleó el método electro analítico conocido también como Potenciómetro, en el cual se determina la concentración de una sustancia por la medida del potencial de un electrodo indicador sumergido en la disolución. Todos los líquidos con agua como constituyente, contienen iones libres de hidrógeno (H+), con carga eléctrica positiva, e iones hidroxilos (OH), dotados de carga negativa. 18 3.4.2. DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE ACIDEZ Se empleó para la determinación del porcentaje de acidez, mediante el Método AOAC 18TH 942 15, el mismo que se basa en la acidez Titulable. Consiste en valorar la muestra con solución de hidróxido de sodio 0.1 N, frente a la fenolftaleína como indicador, hasta obtener un color rosa morado, el resultado suele ser expresado en función del ácido predominante en la muestra. Se presenta en el ANEXO II los equipos utilizados. 3.4.3. DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS SOLUBLES Para determinar el contenido de sólidos solubles o grados ° Brix se empleó el refractómetro marca BOECO. Este mide la concentración de solidos solubles en una solución acuosa (INEN, 2008). 3.4.4. DETERMINACIÓN DE HUMEDAD Para determinar el porcentaje de humedad presente en el alimento se empleó el Método Termo gravimétrico AOAC 7.007 (1996), que se basa en la pérdida de peso de una muestra desecada por calentamiento. 3.5. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO Los análisis microbiológicos se realizaron el mismo día en el cual fueron producidas las bebidas utilizando tres tipos de placas petrifilm para hacer estos ensayos: - Recuento de microorganismos Mesófilos aerobios. - Recuento de mohos y levaduras 19 - Recuento de Coliformes totales. Para preparar las muestras a ser analizadas se midió y homogenizó 10 ml de muestra junto con 90 ml de agua destilada estéril (10−1 ), se realizó 2 diluciones sucesivas tomando 1 ml de la dilución anterior junto con 9 ml de agua destilada estéril (10−2 y 10−3). 3.5.1. RECUENTO DE MOHOS Y LEVADURAS Se tomó una alícuota de 1 ml de cada dilución y se inoculo en la placa Petrifilm™ de recuento de mohos y levaduras, se incubo las placas según el método AOAC 997.02 durante 3-5 días a 20-25 °C. 3.5.2. RECUENTO DE AEROBIOS MESOFILOS Se inoculó 1 ml de cada dilución en placas Petrifilm ™ para el recuento de aerobios, se incubaron según el método AOAC 990.12 por 48h ± 3 h a 35 °C ± 1°C. 3.5.3. RECUENTO DE COLIFORMES TOTALES Se inoculó 1 ml de cada dilución en las placas Petrifilm ™ para el recuento de Coliformes totales y se incubaron según los métodos oficiales 986.33 y 989.10 de la AOAC, por 24h ± 2 h a 32 °C ± 1°C. 20 3.6. ANÁLISIS SENSORIAL Se analizó a las cuatro bebidas cada uno de los atributos (olor, sabor, sabor lácteo, color, textura, aceptabilidad global), en relación al porcentaje de: saborizante y colorante que varía en cada formulación. Para el análisis sensorial se utilizó una prueba de aceptabilidad, donde se trabajó con 100 consumidores quienes calificaron en una escala de 1 a 5, siendo 1 (Me disgusta mucho) y 5 (Me gusta mucho). Se entregó a cada consumidor cuatro muestras de bebida energizante sabor a mandarina, cada una con una formulación diferente. Cada vaso contenía 25 ml de muestra y tenía escrito un código aleatorio de tres dígitos. Se les pidió a los consumidores que califiquen cada código, de acuerdo a su percepción de olor, textura, acidez, sabor, sabor lácteo y grado de satisfacción (Anexo IV). Para la interpretación de los resultados se aplicó el análisis de varianza de datos transformados, determinando su media y la desviación estándar. 3.7. ANÁLISIS DE COSTOS Se realizó un análisis básico, de costos considerando una producción diaria de 500 unidades de 1 L cada una. Al realizar este análisis se consideraron los siguientes parámetros: Materias primas Lactosuero Saborizante Colorante 21 Cafeína Azúcar Mano de obra Mano de obra directa Materiales Envases Etiquetas Se tomó en cuenta los costos de: Agua potable Estabilizantes Servicios básicos Mantenimiento Suministros de limpieza Depreciaciones Suministros de oficina Se aumentó el 10 % para Gastos Administrativos y una rentabilidad del 30% para determinar el precio de venta. 22 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS Los resultados de los análisis físicos químicos del Lactosuero y de las bebidas se presentan a continuación. 4.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICO QUÍMICA DEL LACTOSUERO Las principales características químicas del suero fueron medidas y se presentan en la Tabla 6. Tabla 6. Composición Físico Química del suero ANÁLISIS RESULTADO Proteína (%) 0,84 ± 0,05 pH 6,62 ± 0,06 Grasa 0,2 ± 0,03 Solidos Solubles Totales( °Brix) 6,1 ± 0,8 Acidez Titulable (% ácido láctico) 0,13 ± 0,01 Estos resultados se obtuvieron luego de realizar 4 repeticiones a la muestra de lactosuero. El porcentaje de proteína obtenido en este análisis es de 0,83, similar al valor registrado en NTE INEN 2594:2011 de lactosuero dulce donde se menciona un rango mínimo de 0,8%. El valor del pH que se obtuvo en este suero fue de 6,65 acorde con NTE INEN de Suero de Leche, donde se presenta un rango de 6,8 y 6,4. 24 Monsalve & González (2005), en la elaboración de queso Ricota a partir de suero lácteo y leche fluida, determinaron que el suero utilizado posee una humedad de 93,56% (p/v),pH 6,03, acidez titulable (% Ac. láctico) de 0,12, proteínas (%p/v): 0,83, grasa (% p/v) 0,34, cenizas (%p/v) 0,62, sólidos totales (%p/v) 6,44, carbohidratos (%p/v) 4,65 y una densidad relativa (medida a 15ºC en gr/ml) de 1,025. Guerrero, Gómez, Castro, González Y Santos (2010), obtuvieron en la caracterización fisicoquímica del lactosuero lo siguiente: agua (93-95%), extracto seco (5-7%), lactosa (4,5-5,3%), proteínas (0,6-1,1%), grasa (0,10,4%), sales minerales (0,5-0,7%) y pH (6,45). 4.2. ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICO DE LA BEBIDA BASE DE SUERO. La norma INEN de Bebidas Energéticas no establece parámetros físico químicos en su regulación, en la tabla 7 se expresan los valores que la bebida base utilizada en cada una de las variantes de sabor y color. Tabla 7. Resultados de los análisis físico-químicos realizados a la bebida energética. Parámetro Método Min Max Resultado pH Acidez (% ác. láctico) Proteína (%) Solidos totales (°Brix) Potenciómetro Titulación Kjeldahl Refractómetro --------- --------- 4,64 0,15 0,81 12 Humedad (%) Termo gravimétrico --- -- 82,4 Grasa (%) Soxhlet -- --- 0,01 Cafeína (mg/l) HPLC 250 350 300 25 Una vez realizados estos análisis se pudo constatar que la bebida cumple con los parámetros establecidos por la Norma INEN 2411:2008 para bebidas energizante. Se obtuvo una acidez de 0,15% en la bebida energizante, mientras Borja (2010), al trabajar con bebidas de suero con frutas obtuvo una acidez de 0,36% (manzana), 0,37% (uva), 0,39% (naranja). Se obtuvo un valor de 4,64 en relación al pH en la bebida energizante. En otros estudios con una bebida saborizada con base en suero de queso mozzarella se obtuvo un pH referencial estimado entre 4,98 a 5,04 (Borja Washington, 2010). Morales y Gurza (2002), al trabajar en una bebida como alternativa al manejo de suero lácteo con 65% de suero y 35% de leche, encontraron un pH: 6,5 y un porcentaje de proteína 1,35. En la formulación y elaboración de dos bebidas refrescantes con base de suero dulce de queso fresco y sabores de frutas, utilizando el 50 % de suero y 43% de agua se encontró proteína en 0,39 %. (Mena, 2002). Torres (2001), en la elaboración de una bebida isotónica con un 10% de suero ultra filtrado y 83% de Agua, determinó los siguientes valores: proteína (0,22%), grasa (0,05%), pH (3,16). 4.3. FORMULACIONES Se elaboró cuatro formulaciones, con distinta cantidad de saborizante (0,50% y 0,75%) y colorante (0,005% y 0,0075%). Las formulaciones elaboradas se presentan en la Tabla 8. y Tabla 9. Se realizó un análisis de aceptabilidad y se presentan a continuación. 26 Tabla 8. Formulación #1 y #2, con diferente cantidad de colorante y saborizante (c1s1)0,005/0,50( 473) (c2s1)0,0075/0,50(392) FORMULACIÓN( bebida # 1) FORMULACIÓN( bebida # 2) Ingredientes Porcentaje Cantidad( gr) Ingredientes Porcentaje Cantidad(gr) Suero Azúcar Cafeína Saborizante Colorante ácido cítrico Sorbato Estabilizante 90,00% 10,00% 0,25% 0,50% 0,005% 0,10% 0,025% 0,125% Suero Azúcar Cafeína Saborizante Colorante ácido cítrico Sorbato estabilizante 90,00% 10,00% 0,25% 0,50% 0,0075% 0,10% 0,025% 0,125% 900 100 2,50 5,00 0,075 1,00 0,25 1,25 900 100 2,50 5,00 0,05 1,00 0,25 1,25 Tabla 9. Formulación # 3 y #4, con diferente cantidad de colorante y saborizante (c1s2) 0,005/0,75(582) (c2s2)0,0075/0,75(741) FORMULACIÓN( bebida # 3) FORMULACIÓN( bebida # 4) Ingredientes Porcentaje Cantidad(gr) Ingredientes Porcentaje Cantidad(gr) Suero Azúcar Cafeína Saborizante Colorante ácido cítrico Sorbato Estabilizante 90,00% 10,00% 0,25% 0,75% 0,005% 0,10% 0,025% 0,125% 900 100 2,50 7,50 0,05 1,00 0,25 1,25 Suero Azúcar Cafeína Saborizante Colorante ácido cítrico Sorbato estabilizante 90,00% 10,00% 0,25% 0,75% 0,0075% 0,10% 0,025% 0,125% 900 100 2,50 7,50 0,075 1,00 0,25 1,25 Al observar las cuatro formulaciones realizadas, las de mejor aceptabilidad fueron la bebida 1 y 3, con la misma cantidad de colorante pero con diferente aporte de saborizante. 27 4.4. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE LA BEBIDA ENERGIZANTE La siguiente tabla 10 expresa los parámetros microbiológicos máximos permisibles para bebidas energéticas de acuerdo a la Norma INEN 2411:2008, ella además incluye los resultados obtenidos luego del análisis. Tabla 10. Resultados del análisis microbiológico de la bebida energizante. Parámetro Recuento de Aerobios Mesófilos (ufc/g) Recuento de Coliformes Totales (ufc/g) Recuento de Mohos levaduras (UP/cm3) Método NTE INEN 1 529-5 Min 3,0 𝑥 101 Max ---- Resultado Menor 10 NTE INEN 1 529-7 ---- Menor a 2 Menor 10 NTE INEN 1 529-10 1 1,0 𝑥 101 Menor 10 El análisis microbiológico determinó que el recuento de aerobios Mesófilos, mohos y levaduras, en la bebida, están dentro de los parámetros permisibles que establece la norma INEN, mientras que en el recuento de Coliformes totales no cumple con lo establecido por la norma INEN. Choez (2010), en la elaboración de una bebida a base de lactosuero y enriquecida con vitaminas, con tres niveles de lactosuero (10, 20 y 30%) encontró: coliformes totales (ausencia), coliformes fecales (ausencia), hongos y levaduras (ausencia). Por otro lado, en la elaboración de una bebida de suero de leche sabor a mora, utilizando el 74% de lactosuero (Loaiza, 2011), se encontraron los siguientes resultados: recuento coliformes (menor a 10 ufc/ml), E. coli (menor a 10 ufc/ml), recuento de mohos (menor a 10 ufc/ml), recuento de levaduras (menor a 10 ufc/ml). 28 4.5. ANÁLISIS SENSORIAL Para el análisis sensorial se trabajó con 100 consumidores quienes calificaron de 1 a 5, siendo 1 me disgusta mucho y 5 me gusta mucho. Se mostrará un análisis de varianza estadístico de las encuestas que se realizaron. Para el Análisis sensorial se realizó un modelo AxB en donde se obtuvo promedios de cada evaluación sensorial en cuanto a olor, sabor, sabor lácteo, color y textura y aceptabilidad global de cada muestra o formulación junto con su respectiva desviación estándar y DMS por la prueba de TUKEY, resultados reportados en la Tabla 11. Tabla 11. Evaluación sensorial análisis TRATAMIENTOS OLOR C1S1 2,22±1,17 C1S2 SABOR C 2,31±1,16 3,45±1,22 B C2S1 3,21±1,07 C2S2 4,51±0,83 SABOR LÁCTEO COLOR C 3,28±1,14 B 2,12±0,97 3,52±1,04 B 3,42±1,04 B B 3,18±1,02 B 3,31±1,11 A 4,41±0,84 A 4,34±0,96 TEXTURA C 2,04±1,12 3,44±1,27 B B 3,31±1,11 A 4,28±0,98 ACEPTABILIDAD GLOBAL C 2,07±1,12 C 3,32±1,16 B 3,40±1,27 B B 3,18±1,06 B 3,15±1,15 B A 4,42±0,87 A 4,45±0,86 A Letras diferentes en la misma columna denotan diferencia significativa (P< 0,05) Al observar el cuadro de análisis de varianza podemos determinar que la bebida óptima en la de 0,0075% de colorante y 0,75% de saborizante siendo ésta el último tratamiento en el cual se obtuvo los mayores valores en cuanto a todos los análisis sensoriales realizados. 4.5.1. OLOR El olor tuvo una aceptabilidad muy amplia en la bebida ya antes mencionada como se observa en la Figura 3, en la misma se puede valorar que de las 29 cuatro bebidas establecidas la de mayor aceptación en la que obtiene mayor cantidad de colorante y mayor de saborizante siendo esta C2S2 como se puede observar es muy amplia la diferencia significativa existente. Figura 3. Nivel de aceptación de las bebidas en olor. El cuarto tratamiento en el atributo de olor obtuvo una ponderación de: 4,51±0,83’, que representa que los consumidores les agrado mucho la bebida sobre las tres bebidas sobrantes. Todas las muestras están evaluadas sobre 5 puntos, es la que más agradó a los consumidores y es la bebida con mayor cantidad de colorante y saborizante. En la elaboración de un bebida saborizada con base en suero de queso mozzarella, se desarrolló tres bebidas con sabor a naranja (75% suero), uva (50% suero) y manzana (50% suero). Se determinó que el 50% de los consumidores, en el atributo olor, prefiere la formulación con sabor a manzana Carrera (2010). Bermejo (2010), al trabajar con diferentes niveles de harina de quinua en una bebida proteica de lactosuero, tuvo la ponderación de 2,00/4,00 tanto para el 1 como para el 1,5 % de harina de quinua en la bebida, en relación al olor. 30 En la elaboración de una bebida de tipo funcional para la alimentación a partir de lactosuero, se encuestó un total de 100 consumidores durante 3 días, y se determinó que la bebida de mayor aceptación es la que utiliza el 50% de suero y 50% agua con néctar de durazno; para el atributo olor, en un total de 100 consumidores el 78% consideró que la bebida tiene un aceptación equivalente a buena en la escala hedónica de 4 puntos. (Morales, 2011) 4.5.2. SABOR Se puede observar la valoración con cuatro tratamientos expuestos en la metodología de este proyecto en la Figura 4, que presenta cual formulación es la que tiene mayor aceptación, obteniendo un 86.2% sobre las demás muestras sobre las 4 puntos que se realizó cada encuesta. Figura 4. Nivel de aceptación de las bebidas en sabor. Loaiza (2010), al elaborar una bebida funcional con fines de aprovechamiento de lactosuero, determinó que el 35,5 % de sus encuestados tiene una apreciación buena en cuanto a sabor en un producto con un 60% de inclusión de lactosuero. Morales & Gurza (2002), en la elaboración de una bebida alternativa con lactosuero, utilizó una escala hedónica no estructura de 15 puntos, y 31 encontró que la bebida de mayor aceptación en cuanto a sabor es la que posee un nivel del 65 % de lactosuero. Para el caso de una bebida fermentada, se determinó que el 59,7 % calificó con la menor aceptación por la bebida con un 75% de lactosuero (González, 2002). 4.5.3. SABOR LÁCTEO En cuanto al sabor lácteo, se obtuvo el más alto nivel de aceptabilidad para C2S2 con un promedio de 4,34±0,84 vs 3,28±1,14 para la formulación de menor concentración de saborizante y colorante en las bebidas. Se determinó que no existe diferencia significativa entre C1S2, C2S1 y C1S1, como se puede observar en el gráfico de barras de la Figura 5. Figura 5. Nivel de aceptación de las bebidas en sabor lácteo. 4.5.4. COLOR En cuanto al color, la bebida C2S2 que se presentó a los consumidores, estos indicaron que les agrada mucho la que posee la formulación con mayor cantidad de colorante, con un porcentaje de 85,6% vs la bebida de 0,0050% de colorante y 0,50% de saborizante con 42,4% con una del doble en cuanto a preferencia del consumidor. En la Figura número 6 se muestra el gráfico de barras del análisis sensorial del color. 32 Figura 6. Nivel de aceptación de las bebidas en color. Morales & Gurza (2002), en su elaboración de una bebida alternativa en la utilización de lactosuero, su panel sensorial tuvo una mayor apreciación por la bebida que contenía un 80% de lactosuero y sin variación de colorante y saborizante en el resto de bebidas. De 100 consumidores encuestados el 76% consideró que la bebida de tipo funcional para alimentación a partir de lactosuero, con néctar de durazno, tiene un color muy bueno según la escalda de 4 puntos. MORALES (2011). 4.5.5. TEXTURA Para la textura se mantiene la misma tendencia de que la bebida de mayor agrado para el consumidor es la de mayor cantidad de colorante y mayor cantidad de saborizante, en este caso tiene una aceptación de 4,42±0,87 vs los 2,04±1,12 de la bebida con menor cantidad de saborizante y colorante. La figura 7. Muestra el gráfico de barras del análisis antes expuesto. 33 Figura 7. Nivel de aceptación de las bebidas en textura. 4.5.6. ACEPTABILIDAD GLOBAL En cuanto a la aceptabilidad global de la bebida se puede observar en la Figura 8. El gráfico de barras nos demuestra la alineación y tendencia que tiene la bebida cuatro (C2S2) globalmente, siendo la que más agrado a los consumidores con 4,45±0,86 sobre una ponderación de 0 a 5. Figura 8. Nivel de aceptación de las bebidas en aceptabilidad global. 4.6. ANÁLISIS DE COSTOS El análisis de costos se hizo a escala experimental y se tomó en cuenta los datos proporcionados por Pasteurizadora Quito S.A. 34 Materias Primas Número de unidades a producir (presentación 1 L) Peso (g) Costo USD/ g Subtotal (USD) Lactosuero 500 900 0,0000450 20,25 Saborizante 500 7,5 0,00145 5,4375 Colorante 500 0,075 0,0125 0,46875 Cafeína 500 2,5 0,017 21,25 Azúcar 500 100 0,0008 40 Ácido cítrico 500 1 0,0356 17,8 Sorbato de potasio 500 0,25 0,0196 2,45 Estabilizante 500 1,25 0,01575 9,84375 TOTAL MATERIAS PRIMAS 117,5 MANO DE OBRA Total horas costo/hora Subtotal (USD) Mano de Obra Directa 8 1,6 12,8 TOTAL MANO DE OBRA OTROS COSTOS 12,8 Unidad a producir (1 l) Peso (g)/ Unidad Costo/ g Subtotal (USD) Agua 500 50 0,00000001 0,00025 Envases 500 1 0,21 105 Etiquetas 500 1 0,025 12,5 Servicios básicos 8 1 0,356 2,848 Mantenimiento maquinas 8 1 0,16 1,28 Suministros de limpieza 8 1 0,09 0,72 Depreciaciones 8 1 0,0874 0,6992 Suministros de oficina 8 1 0,015 0,12 TOTAL OTROS COSTOS TOTAL COSTOS DÍA Costo de prod por unidad de 1 L Gastos administrativos Costo total unitario % De rentabilidad PRECIO DE VENTA 123,17 253,47 10% 0,51 0,05 0,56 30% 0,72 35 El costo de producción de la bebida es de 0,51 USD en una presentación de 1 L en una jornada de trabajo de 8 horas y una producción diaria de 500 unidades. Según términos definidos por Pasteurizadora Quito S.A, si se aumenta un 10% por gastos administrativos y un 30% de rentabilidad sobre el producto terminado, tendría un precio en el mercado de 0.72 USD por cada unidad de 1 L. La bebida tiene un precio que podría competir en el mercado, considerando que otras bebidas energizantes oscilan entre $ 1.00 a $ 1.50 en presentación de 750 ml. 36 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1. CONCLUSIONES - El lactosuero obtenido después de la elaboración de queso fresco en Pasteurizadora Quito S.A posee los siguientes parámetros: proteína 0,84 %, pH 6,62, grasa 0,2 %, solidos solubles 6,1 °Brix y una acidez titulable de 0,13 %; estos parámetros se encuentran dentro de lo que establece la norma NTE INEN 2594:2011. - La bebida desarrollada obtuvo los siguientes parámetros físico químicos: pH (4,64), acidez (0,15%), proteína (0,81%), solidos totales (12 °Brix), humedad (82,4 %), grasa (0,01%) y cafeína (300 mg/l); cumpliendo con los parámetros exigidos por la norma NTE INEN 2411:2008. - La mejor formulación fue la que tiene 0,0075% de colorante y 0,75% de saborizante, esto según lo determinaron los consumidores encuestados. - El precio del producto terminado es de $ 0,72 por cada litro, con un margen de rentabilidad del 30%, establecido por Pasteurizadora Quito S.A. 5.2. RECOMENDACIONES - Realizar estudios con lactosuero proveniente de procesos correspondientes a otras variedades de queso (pasta hilada, maduros, queso crema). 39 - Estudiar otras posibilidades de aprovechamiento de lactosuero (filtración con membranas, fermentación, como medio para obtención de biomasas). - Realizar estudios de vida útil de bebidas a base de lactosuero de quesería. 40 BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA Alais, C. (1985). Ciencia de la leche: principios de técnica lechera. Barcelona: Reverté S.A. Anzalua, A. (1994). La Evaluación Sensorial de Los Alimentos en la Teoría y la Práctica. Zaragoza: Acribia. Badui, S. (2006). Química de los alimentos . México: Pearson Educacion S.A. Bosmediano, A. (2008). PROYECTO DE FACTIBILIDAD PARA LA CREACIÒN DE UNA EMPRESA IMPORTADORA Y DISTRIBUIDORA DEL ENERGIZANTE “ENERGY 69” EN EL CANTÒN QUITO. Quito: Universidad Tecnologica Equinoccial. Davies, T., & Law, A. (1980). 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Spreer, E., Varnam, A., & Sutherland, J. (1991). Productos lácteos fermentados. Madrid: Acribia. 43 ANEXOS ANEXO I NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 2411:2008 “BEBIDAS ENERGÉTICAS. REQUISITOS” 43 ANEXO II EQUIPOS USADOS EN LOS ANÁLISIS DE LABORATORIO Figura B.1. Mufla para determinación de ceniza. Figura B.2. Equipo Kjeldal para determinación de proteína 44 Figura B.3. Potenciómetro para determinación de pH Figura B.4. Balanza analítica para determinación de materia seca 45 ANEXO III PROCESO DE ELABORACIÓN DE BEBIDA Figura C.1. Obtención de lactosuero. Figura C.2. Pesaje de Materias Primas. 46 Figura C.3. Mezclado de ingredientes. Figura C.4. Pasteurización de la bebida. 47 Figura C.5. Envasado de la bebida. 48 ANEXO IV FORMATO DE EVALUACIÓN SENSORIAL La siguiente es una prueba de análisis sensorial para evaluar las cualidades de una bebida energizante a base de suero lácteo sabor a mandarina. Las preguntas que se presentan a continuación deberán ser contestadas con la mayor sinceridad y objetividad posible. 1) Perciba el olor de cada una de las cuatro muestras que se le presentan a continuación marcadas con códigos y evalúe este atributo con la siguiente escala. OLOR Me disgusta mucho Me disgusta poco Ni me disgusta ni me gusta Me gusta poco Me gusta mucho MUESTRAS 473 392 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 582 ____ ____ ____ ____ ____ 741 ____ ____ ____ ____ ____ 2) Pruebe cada una de las muestras con código e indique con una X, identificando cada una con el código de la muestra correspondiente, en qué lugar se la siguiente escala la ubicaría a cada una , según la percepción que usted tiene de: TEXTURA Me disgusta mucho Me disgusta poco Ni me disgusta ni me gusta Me gusta poco Me gusta mucho ACIDEZ Me disgusta mucho Me disgusta poco Ni me disgusta ni me gusta Me gusta poco Me gusta mucho MUESTRAS 473 392 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 582 ____ ____ ____ ____ ____ 741 ____ ____ ____ ____ ____ MUESTRAS 473 392 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 582 ____ ____ ____ ____ ____ 741 ____ ____ ____ ____ ____ 49 3) Evalué el sabor de cada una de las muestras e indique marcando con una X en la siguiente escala conforme a sus percepción: SABOR Me disgusta mucho Me disgusta poco Ni me disgusta ni me gusta Me gusta poco Me gusta mucho SABOR LÁCTEO Me disgusta mucho Me disgusta poco Ni me disgusta ni me gusta Me gusta poco Me gusta mucho MUESTRAS 473 392 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 582 ____ ____ ____ ____ ____ 741 ____ ____ ____ ____ ____ MUESTRAS 473 392 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 582 ____ ____ ____ ____ ____ 741 ____ ____ ____ ____ ____ 4) Marque con una X en el lugar que indique su grado de satisfacción con respecto a cada muestra. ESCALA Me disgusta mucho Me disgusta poco Ni me disgusta ni me gusta Me gusta poco Me gusta mucho MUESTRAS 473 392 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 582 ____ ____ ____ ____ ____ 741 ____ ____ ____ ____ ____ 50 ANEXO V ANÁLISIS SENSORIAL 51 ANEXO VI ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DEL PRODUCTO TERMINADO 52 ANEXO VII ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICOS DEL PRODUCTO TERMINADO 53