FACULTAD DE INGENIERÍA

Carrera de Ingeniería Agroindustrial y Agronegocios

EFECTO DE SUSTITUCIÓN PARCIAL DE AZÚCAR POR MALTITOL SOBRE LAS CARÁCTERÍSTICAS

SENSORIALES Y FISICOQUÍMICAS DE UNA GALLETA DULCE

Tesis para optar el Título Profesional de Ingeniero Agroindustrial y

Agronegocios

VIDALÓN PINTO, STEFANY GABRIELA

Asesor:

Hurtado Pascual, Fernando

Lima - Perú

2017

1

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3

EPÍGRAFE

El experimentador que no sabe lo que está buscando no comprenderá

lo que encuentra.

Claude Bernard

4

INDICE RESUMEN ........................................................................................................................... 13

ABSTRACT ......................................................................................................................... 14

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 15

PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN ................................................................................ 16

Identificación del Problema ........................................................................................... 16

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ..................................................................................... 17

Problema General. .......................................................................................................... 17

Problemas Específicos. ................................................................................................. 17

MARCO REFERENCIAL ..................................................................................................... 17

Antecedentes ..................................................................................................................... 17

Revisión de Tesis Nacionales. ...................................................................................... 17

Revisión de Tesis Internacionales................................................................................. 18

ESTADO DEL ARTE ........................................................................................................... 22

MARCO TEÓRICO .............................................................................................................. 23

Nutrición y Salud ............................................................................................................ 23

Generalidades. ............................................................................................................. 23

Galletas ........................................................................................................................... 25

Definición y clasificación de la industria galletera. ......................................................... 25

Clasificación basada en la composición de la fórmula ............................................... 26

Masas de crackers planas, simples o saborizadas. ...................................................... 26

Masas semidulces. ....................................................................................................... 26

Masas cortas o para moldear. ....................................................................................... 27

Masas para extruidos y depositados. ............................................................................ 27

Mercado y nuevas tendencias ....................................................................................... 27

Materias primas y aditivos comunes para la elaboración de galletas ........................ 28

Harina de Trigo. ............................................................................................................ 28

Generalidades. ............................................................................................................. 28

Efectos de los componentes de la harina en galletas.................................................... 30

Proteínas. ..................................................................................................................... 30

Almidón. ....................................................................................................................... 30

Pentosas....................................................................................................................... 30

Azúcares. ...................................................................................................................... 31

Grasas. ......................................................................................................................... 31

Agua. ............................................................................................................................ 32

Componentes mejorantes de la galleta ........................................................................ 33

5

Lecitina de soya. ........................................................................................................... 33

Bicarbonatos. ................................................................................................................ 33

Sal común. .................................................................................................................... 34

Albúmina de huevo en polvo. ........................................................................................ 34

Yema de huevo en polvo. ............................................................................................. 34

Almidón de maíz. .......................................................................................................... 34

Colorante. ..................................................................................................................... 34

Saborizantes. ................................................................................................................ 35

Edulcorantes .................................................................................................................. 35

Definición y uso en la industria alimentaria. .................................................................. 35

Poder edulcorante. ....................................................................................................... 36

Clasificación de los edulcorantes. ................................................................................. 36

Seguridad y Marco Regulatorio. .................................................................................... 38

Mercado........................................................................................................................ 39

Los polioles. .................................................................................................................. 40

Fórmula Química. ......................................................................................................... 42

Características fisicoquímicas. ...................................................................................... 43

Solubilidad. ................................................................................................................... 43

Poder Edulcorante. ....................................................................................................... 43

Calor de disolución. ...................................................................................................... 44

Higroscopicidad. ........................................................................................................... 44

Reactividad química. .................................................................................................... 45

Peso molecular. ............................................................................................................ 45

Aporte Calórico. ............................................................................................................ 46

Efectos en la salud. ...................................................................................................... 47

Reglamentación. ........................................................................................................... 48

Aceptabilidad y características sensoriales en galletería ........................................... 49

Evaluación sensorial ...................................................................................................... 50

Clasificación de pruebas de evaluación sensorial. ........................................................ 50

Pruebas Afectivas. ........................................................................................................ 50

Pruebas Analíticas. ....................................................................................................... 51

Pruebas discriminatorias. .............................................................................................. 51

Pruebas escalares. ....................................................................................................... 51

Pruebas descriptivas..................................................................................................... 51

OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN .................................................................................. 53

Objetivo General ............................................................................................................ 53

6

Objetivos Específicos.................................................................................................... 53

JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ......................................................................... 53

Justificación Teórica ...................................................................................................... 53

Justificación Social ........................................................................................................ 53

Justificación Práctica .................................................................................................... 54

HIPÓTESIS ......................................................................................................................... 54

Hipótesis General ........................................................................................................... 54

Hipótesis Específicas .................................................................................................... 54

MATRIZ DE CONSISTENCIA ............................................................................................. 55

MARCO METODOLÓGICO ................................................................................................. 55

Metodología .................................................................................................................... 55

VARIABLES ........................................................................................................................ 56

MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................................... 56

Lugar de Ejecución ........................................................................................................ 56

MATERIAS PRIMA E INSUMOS ......................................................................................... 56

EQUIPOS E INSTRUMENTOS ............................................................................................ 57

PROCEDIMIENTO .............................................................................................................. 57

Procedimiento de elaboración de galletas dulces ....................................................... 57

Formulación del tratamiento control. ............................................................................. 57

Formulación de las galletas reducidas en azúcar. ......................................................... 58

Selección del nivel y tipo de edulcorante. ..................................................................... 58

Descripción del flujo de elaboración de la galleta a nivel de laboratorio. ....................... 60

Recepción de insumos. ................................................................................................. 60

Pesado de insumos. ..................................................................................................... 60

Batido. .......................................................................................................................... 61

Pesado. ........................................................................................................................ 61

Moldeado. ..................................................................................................................... 61

Horneado. ..................................................................................................................... 61

Enfriado. ....................................................................................................................... 61

Envasado. ..................................................................................................................... 62

Almacenamiento. .......................................................................................................... 62

MÉTODO DE ANÁLISIS ..................................................................................................... 64

Determinación de Actividad de Agua (Aw) ................................................................... 64

Determinación de Humedad .......................................................................................... 64

Determinación de pH ..................................................................................................... 64

Procedimiento publicado por la ITINTEC 206.014 (1981). ............................................ 64

7

Evaluación Sensorial ..................................................................................................... 65

ANÁLISIS ESTADÍSTICO ................................................................................................... 67

Prueba Chi - Cuadrado................................................................................................... 67

ANOVA de un solo factor (MINITAB) ............................................................................. 68

Interpretación de resultados de minitab. ....................................................................... 68

RESULTADOS Y DISCUSIONES ....................................................................................... 70

Análisis de Humedad, pH y Actividad de Agua ............................................................ 70

Análisis de las dimensiones y pesos ............................................................................ 73

Pesos y porcentaje de pérdida de agua. ....................................................................... 73

Dimensiones. ................................................................................................................ 74

Análisis de aporte calórico ............................................................................................ 78

Análisis de la evaluación sensorial............................................................................... 80

Prueba Chi-cuadrada para el tratamiento de reducción de sacarosa por maltitol al 25%

(35SM) .......................................................................................................................... 80

Prueba Chi-cuadrada para el tratamiento de reducción de sacarosa por maltitol al 35%

(35SM) .......................................................................................................................... 82

Prueba Chi-cuadrada para el tratamiento de reducción de sacarosa por maltitol al 50%

(50SM) .......................................................................................................................... 83

CONCLUSIONES ................................................................................................................ 85

RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 86

REFERENCIAS ................................................................................................................... 87

8

INDICE DE TABLAS

TABLA 1. Parámetros técnicos según ley N°30021 .......................................................... 25

TABLA 2. Valores característicos de la harina galletera .................................................... 29

TABLA 3. Hoja Técnica de proveedor de harina de trigo (Triticum aestivum L) ................. 29

TABLA 4. Poder edulcorante de los sustitutos del azúcar con respecto a la sacarosa ...... 36

TABLA 5. Tipos de edulcorantes según su función ........................................................... 37

TABLA 6. Clasificación de edulcorantes según su aporte calórico .................................... 38

TABLA 7. Ingesta diaria admisible de edulcorantes (mg/kg de peso corporal/día) ............ 39

TABLA 8. Razones para elegir edulcorantes bajos en calorías (en porcentaje de

consumidores de estos productos) .................................................................................... 39

TABLA 9. Polioles obtenidos a partir de la hidrogenación catalítica de azúcares reductores

simples .............................................................................................................................. 41

TABLA 10. Polioles obtenidos a partir de la hidrogenación catalítica de azúcares reductores

disacáridos ........................................................................................................................ 41

TABLA 11. Valores calóricos de los polioles como sustitutos de azúcar ........................... 41

TABLA 12. Propiedades fisicoquímicas de los polioles ..................................................... 46

TABLA 13. Valor calórico de polioles ................................................................................ 47

TABLA 14. Índice Glucémico (IG) e Índice Insulinémico (II) de polialcoholes .................... 48

TABLA 15. Formulación del tratamiento control (100% azúcar) ........................................ 58

TABLA 16. Fórmula de galletas dulces con reemplazo de azúcar por maltitol .................. 59

TABLA 17. Codificación de muestras para prueba triangular ............................................ 66

TABLA 18. Perfil de panelistas entrenados ....................................................................... 66

TABLA 19. Valores de Humedad, Actividad de agua y pH de los tratamientos ................. 70

TABLA 20. Pesos y porcentaje de pérdida de agua de los tratamientos ........................... 73

TABLA 21. Dimensiones y altura de los tratamientos ........................................................ 75

TABLA 22. Aporte Calórico de tratamientos ...................................................................... 78

TABLA 23. Resultados de prueba triangular ..................................................................... 80

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INDICE DE FIGURAS

FIGURA 1. Población (%) que consume edulcorantes ........................................................ 40

FIGURA 2. Hidrogenación de Maltosa a Maltitol ................................................................. 42

FIGURA 3. Solubilidad de polioles. ..................................................................................... 43

FIGURA 4. Higroscopicidad de polioles cristalinos en polvo ............................................... 45

FIGURA 5. Clasificación de métodos de evaluación sensorial ............................................ 52

FIGURA 6. Diagrama de flujo de elaboración de galletas a nivel de laboratorio…………….60

FIGURA 7. Diseño experimental ......................................................................................... 63

FIGURA 8. ANOVA en minitab ........................................................................................... 69

FIGURA 9. Cambios en los alimentos en función de la actividad de agua (Aw). ................. 71

FIGURA 10. Influencia del Aw y el pH en la estabilidad de los alimentos ............................ 72

FIGURA 11. Gráfica de intervalos de pesos y porcentaje de pérdida de agua .................... 74

FIGURA 12. Intervalos de diámetro y altura de los tratamientos. ........................................ 76

FIGURA 13. Intervalos de aporte calórico. .......................................................................... 78

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INDICE DE ANEXOS ANEXO 1. Matriz de consistencia ........................................................................................ 91

ANEXO 2. Formato de prueba triangular ............................................................................. 94

ANEXO 3. Número mínimo de juicios correctos para establecer significancia a varios niveles

de probabilidad para pruebas triangulares (una cola, p=1/3) ............................................... 97

ANEXO 4. ANOVA para el valor de humedad de los tratamientos ....................................... 99

ANEXO 5. ANOVA para el valor de actividad de agua (Aw) de los tratamientos ................ 100

ANEXO 6. ANOVA para el valor de pH de los tratamientos ............................................... 101

ANEXO 7. ANOVA para el peso en gramos de los tratamientos ........................................ 102

ANEXO 8. ANOVA para el porcentaje de pérdida de agua de los tratamientos ................. 103

ANEXO 9. ANOVA para el diámetro 1 de los tratamientos ................................................ 104

ANEXO 10. ANOVA para el diámetro 2 de los tratamientos ............................................... 105

ANEXO 11. ANOVA para la altura de los tratamientos ...................................................... 106

ANEXO 12. Valores críticos para Chi-cuadrada ................................................................. 107

ANEXO 13. Ficha técnica de maltitol en polvo ................................................................... 108

ANEXO 14. Resultados de la prueba triangular – Tratamiento 25SM ................................ 109

ANEXO 15. Resultados de la prueba triangular – Tratamiento 35SM ................................ 110

ANEXO 16. Resultados de la prueba triangular – Tratamiento 50SM ................................ 111

ANEXO 17. Equipos e instrumentos utilizados................................................................... 112

ANEXO 18. Molde y tratamientos elaborados en laboratorio ............................................. 113

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DEDICATORIA

A dios, por permitirme culminar esta etapa que es la puerta de un grandioso inicio.

A mis padres, por su amor infinito y apoyo incondicional.

A mi hermana, por ser mi ejemplo de constancia y de lucha.

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AGRADECIMIENTO

A Dios, por ser mi guía y mi mayor fortaleza.

A mis padres, porque gracias a su esfuerzo me han dado la oportunidad de vivir mi vocación.

A mis hermanas, porque sus logros me inspiran a seguir sus pasos.

Al Ingeniero Jesús Yep, por su apoyo brindándome el espacio para la realización de mi tesis.

A mi familia Vidalón Pinto, por su motivación y apoyo para culminar este proyecto.

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RESUMEN El presente trabajo de investigación se ha centrado en determinar el efecto de la sustitución

parcial de azúcar por maltitol sobre las características sensoriales y fisicoquímicas de una

galleta dulce. Se evaluaron tres tratamientos con diferentes porcentajes de sustitución,

definidos a partir de pruebas preliminares (25SM: 25% de reemplazo de sacarosa por maltitol,

35SM: 35% de reemplazo de sacarosa por maltitol y 50SM: 50% de reemplazo de azúcar por

maltitol). Se analizaron variables como actividad de agua, pH, contenido de humedad, pesos,

porcentaje de pérdida de agua y dimensiones con la finalidad de determinar si el sustituto

tiene algún efecto sobre ellas. Se utilizó la prueba discriminativa-cuantitativa (Triangular) para

comprobar si se detecta la diferencia en la formulación y se aplicó la prueba de Chi-cuadrado.

Con el resultado de la prueba triangular se demostró que el atributo más afectado a medida

que incrementa el porcentaje de reemplazo es el sabor dulce, debido a que el sustituto

presenta menor poder edulcorante respecto a la sacarosa.

Palabras claves: maltitol, sustitución, sensorial, aporte calórico, sacarosa

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ABSTRACT

The present research has focused on the effect of partial substitution of sugar by maltitol on

the sensory and physicochemical characteristics of a sweet biscuit. (25SM: 25% sucrose

replacement for maltitol, 35SM: 35% sucrose replacement for maltitol and 50SM: 50% sugar

replacement for maltitol). Variables such as water activity, pH, moisture content, weights,

percentage of water loss and dimensions were analyzed to determine if the substitute has any

effect on them. The discriminative-quantitative (triangular) test was used to check if it detects

the difference in the formulation and the Chi-square test is applied. With the result of the

triangular test it was shown that the attribute most affected as the increase in the percentage

of replacement is the sweet taste, because the substitute has lower sweetening power with

respect to the sucrose.

Keywords: maltitol, substitution, sensory, caloric intake, sucrose