ELABORACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE UNA BEBIDA ENERGÉTICA A PARTIR DE SÁBILA CON MARACUYÁ Y MIEL...
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ING. NELLY LUZ LEYVA POVIS
Estudios de Doctorado en Tecnología y
Calidad en las Industrias Agroalimentarias
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
“ELABORACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE UNABEBIDA ENERGÉTICA A PARTIR DE SÁBILA (Aloe
vera) CON MARACUYÁ (Passiflora edulis) Y MIEL DE
ABEJAS”
XII CONGRESO NACIONAL DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
6 noviembre 2012
I. INTRODUCCIÓN
La sábila (Aloe vera) es una planta con características
medicinales conocida a nivel mundial. Este reconocimiento
se fundamenta, sobre todo, en las investigaciones que han
avalado sus beneficios curativos, cosméticos y alimenticios.
El maracuyá se caracteriza por ser una fruta de cuya pulpa
se obtiene un jugo de sabor muy agradable, alto en vitamina
C. Por su sabor intenso, aroma y su alta acidez, esta fruta
constituye una base fuerte para bebidas industrializadas.
Esta bebida energética tiene buen sabor, color y olor
agradable; es natural, puede ser consumida con
propósitos preventivos y de reforzamiento del sistema
inmunológico y para elevar la energía del cuerpo.
Para disfrutar de los beneficios de la sábila se
elaboró una bebida que da energía al cuerpo,
utilizando la bondad del gel del aloe vera con el jugo
de maracuyá y como edulcorante la miel de abejas.
SÁBILA
La planta de Aloe vera es originaria de África, específicamente de lapenínsula de Arabia. Su nombre genérico Aloe proviene del términoárabe alloeh que significa sustancia brillante y amarga, se ledenomina también con el nombre de sábila; ésta y otras variantes sedebe a la deformación del vocablo árabe Çabila que significa plantaespinosa. Al continente americano fue introducida por Cristóbal Colónen los tiempos del descubrimiento de América, debido a que éste lautilizaba como medicina para su tripulación.
DESCRIPCIÓN BOTÁNICA
Elespuru (2003) indica que esuna planta parecida al maguey,
con hojas suculentas, carnosas,lanceoladas de 30-60 cm de
largo, 8 cm de ancho y 5 cm degrueso con bordes dentadosespinosos, más o menos
acanaladas, dispuestas enrosetas de cuyo centro nace el
tallo floral; las flores sontubulares y de color rojo.
El Aloe Vera es una planta de gran interés medicinalutilizada como tal desde hace más de 3000 años. De
alrededor de 300 especies de Aloe, se ha demostradocientíficamente que son cuatro tipos los que presentanmayores propiedades medicinales: Aloe barbadensis
Miller, Aloe perryi Baker, Aloe ferox y Aloe arborescens.No obstante, el Aloe barbadensis Miller es considerada
como la más utilizada en la medicina curativa y la máspopular en el mundo entero llamada comúnmente Aloevera. (vega,2005)
El gel de Aloe vera contiene alrededor de 95-98,5% deagua, es rico en mucílagos. Los mucílagos se caracterizanpor estar formados por ácidos galacturónicos, glucorónicosy unidos a azúcares como glucosa, galactosa y arabinosa.También están presentes otros polisacáridos con altocontenido en ácidos urónicos, fructosa y otros azúcareshidrolizables.
COMPOSICIÓN QUIMICA
Químicamente se caracteriza por la presencia decompuestos fenólicos de gran poder antioxidante,
que son generalmente clasificados en dos gruposprincipales: las cromonas y las antroquinonas.
Las cromonas son componentes bioactivos enfuentes naturales, se utilizan comoantiinflamatorios y antibióticos. Dentro de ellospodemos encontrar a Aloesin, tambiéndenominada Aloeresin B y el Aloeresin A.
Las antraquinonas son compuestos aromáticospolihidroxilados, que constituyen el numerosogrupo de sustancias polifenólicas que conforman
la base y la fuente de una importante cantidadde colorantes.
Dentro de las antraquinonas se encuentran laAloína llamada también Barbaloína; la
Isobarbaloína y la Aloemodina.
CONTENIDO MUESTRA ORIGINAL MUESTRA SECA
% %
Materia seca 4.89 100.00
Proteínas 0.30 5.50
Grasa 0.13 2.60
Fibra 0.62 12.80
Carbohidratos 3.00 61.80
Ceniza 0.84 17.30
Calcio 0.11 2.30
Fósforo 0.01 0.10
Humedad 95.11 -
Composición proximal de la sábila (100g parte comestible):
Fuente: Elespuru (2003).
PROPIEDADES NUTRICIONALES DEL ALOE VERA
El Aloe vera contiene algunas vitaminas hidrosolublescomo: tiamina (B1), riboflavina (B2), niacina (B3), ácido
fólico y ácido ascórbico (C); y entre las liposolubles lasvitaminas A y E. Algunas investigaciones sugieren quetambién presenta trazas de vitamina B12.
En cuanto a la presencia de minerales en Aloevera, han sido identificados: calcio, fósforo,potasio, hierro, sodio, magnesio, manganeso,cobre, cromo, cinc.
El Aloe contiene alrededor de 17 aminoácidos, los
cuales fueron detectados cuando el extracto deAloe Vera a estudiar se encontraba en estadofresco, donde el aminoácido principal es la Arginina
representando un 20% del total de losaminoácidos
PROPIEDADES FUNCIONALES DEL ALOE VERA
En la actualidad la investigación en nutrición humanaesta centrada en los componentes de los alimentos que
además de ser nutritivos favorecen y contribuyen amejorar el estado de salud del ser humano.
Para la industria alimentaria, esta situación representauna oportunidad de abrir nuevas líneas de productos, con
importante valor agregado y de gran aceptación por partede los consumidores.
Por las investigaciones científicas realizadas sobre lacomposición y las propiedades del Aloe vera, donde
se demuestra que posee características y propiedadesespecíficas y beneficiosas para la salud y nutriciónhumana, es que el Aloe vera puede ser considerado
como materia prima o ingrediente principal en laelaboración de alimentos funcionales.
Consecuentemente, el Aloe vera se convierte en unaexcelente fuente de productos químicos nutricionales
para el desarrollo y comercialización de nuevosproductos para la industria de alimentos funcionales
en Perú.
MARACUYÁ
Torres, 2002 considera que el centro de origen es Brasil,
específicamente la región del Amazonas. La especie Passiflora
edulis (maracuyá morado), dio origen, a través de una
mutación, a Passiflora edulis forma flavicarpa (maracuyá
amarillo).
El maracuyá, Passiflora edulis, conocida como Flor de la
Pasión, simboliza los hechos ocurridos en las últimas horas de
la vida de Jesucristo, de ahí que la planta recibe este nombre.
DESCRIPCIÓN BOTANICA
La maracuyá es una planta leñosa perenne, de habitotrepador y de rápido desarrollo, que puede alcanzar hasta
10 m de largo; las hojas son simples, alternas, conestipulas y un zarcillo en la axila, con márgenes aserrados;las flores son solitarias y axilares, fragantes y vistosas; el
fruto es una baya esférica, globosa o elipsoide, que midehasta 10 cm de diámetro y pesa hasta 190 g, de color
amarillo o purpureo, con una pulpa muy aromática.
COMPOSICIÓN QUIMICA
La composición típica de la fruta de Maracuyá es lasiguiente: cáscara 50-60%, el jugo 30-40%,semillas 10-15%, siendo el jugo el producto de
mayor importancia.
A continuación la composición química del maracuyá en 100 gr. dejugo:
COMPONENTE CANTIDAD
Agua (gr.) 82
Peso específico (gr/cc.) 1.055
Fibra cruda (gr.) 0.2
Pectinas (gr.) 0.8
Grasas (gr.) 0.6
Proteínas (gr.) 1.2
Carbohidratos (gr.) 12.3
Cenizas (gr.) 1.2
Calcio (mgr.) 5
Fósforo (mgr. 18
Hierro (mgr.) 0.3
Caroteno (A) (mgr.) 1.62
Tiamina (B1) Tr.
Riboflavina (B2) (mgr.) 0.13
Niacina (B5) (mgr.) 2.24
Ácido ascórbico (C) (mgr.) 20.8
Calorías 78
Azúcares reductores (%) 7
Azúcares no reductores (%) 3
Acidez cítrica 4
pH 3
Sólidos solubles (Brix) 16°
Fuente: Calzada (2002)
PROPIEDADES NUTRICIONALES
Según Brack (1999) señala el valor nutritivo:
La cáscara es rica en pectina, sustancia básica en laelaboración de jaleas.
Las semillas tienen alto contenido de aceite,carbohidratos y proteínas aptas para la alimentación
animal.
El jugo del fruto de color amarillo-oro se debe a la
presencia de carotenoides y un aroma característicoproducido por una mezcla de 18 aceites volátiles.
El maracuyá contiene un elevado contenido en fibra quemejora el tránsito intestinal reduciendo enfermedades
tales como el estreñimiento; reduce el nivel de glicemiaen la sangre en personas con diabetes.
La vitamina A es esencial para la visión, para la piel, el
cabello las mucosas, los huesos y para el buenfuncionamiento de del sistema inmunológico. Lavitamina C interviene en la formación del colágeno,
huesos y dientes, glóbulos rojos, y favorece la absorcióndel hierro de los alimentos y las resistencias a las
infecciones. Ambas vitaminas cumplen además unafunción antioxidante.
El potasio es un mineral necesario para la transmisióny generación del impulso nervioso y para la actividad
muscular normal; el fósforo interviene en la formaciónde huesos y dientes participando en el metabolismosenergético.
El Maracuyá es recomendado:
Como fuente de vitamina CComo tranquilizante
Bajar la presión arterial
MIEL DE ABEJAS
La miel es la sustancia dulce natural producida por abejas
obreras a partir del: néctar de las flores, secreciones de partes
vivas de las plantas, que las abejas recogen, transforman y
combinan con sustancias específicas propias, almacenan y
dejan en el panal para que madure y añeje. (NTP 209.168)
COMPOSICIÓN QUÍMICA
La miel es un producto de fluido viscoso, de sabornatural, compuesto por azúcares, sales minerales,
vitaminas y enzimas elaborado por las abejas a partirdel néctar de las flores.
La composición química de la miel en 100 mg.
COMPONENTE CANTIDAD
Humedad (%) 21.00
Azúcares reductores (%) 68.00
Sacarosa (%) 6.00
Azúcares superiores (Dextrinas) (%) 4.00
Cenizas (%) 0.60
Proteína bruta (%) 0.30
Acidez (meq/Kg.) 45.00
H.N.F. (mg/Kg.) 40.00
Diastasa (Escala Gothe) 8.00
Residuo insoluble en agua (%) 0.50
Levaduras por gramo 140.00
pH a 25°C 3.40
Fuente: Quiñonez (1993)
PROPIEDADES NUTRICIONALES
Según Álvarez (2003) declara que se constata la presenciade fosforo, hierro, calcio y cobre. Estos minerales se
absorben directamente por el aparato circulatorio.
Se han encontrado igualmente en ella: magnesio, azufre,
iodo, cloro, potasio, y un conjunto extraordinario deoligoelementos esenciales para el organismo tales como:
manganeso, silicio, boro, cromo, aluminio, litio, níquel,plomo, estaño, titanio, zinc y cadmio.
MATERIALES Y MÉTODOS
1. LUGAR DE EJECUCIÓN
Laboratorio de la Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial
e Industrias Alimentarias.
Laboratorio de Control de Calidad de la Facultad de Pesquería.
Laboratorio de Química General de la Escuela de Química.
2. MATERIALES
1) Materia prima.
Gel de sábila.
Jugo de maracuyá.
Miel de abejas.
2) Insumos.
3) Reactivos.
4) Utensilios.
5) Materiales de vidrio.
6) Medios de cultivo.
7) Equipos.
FLUJO DEFINITIVO DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA BEBIDA
ENERGÉTICA
Recepción y pesado de sábila y maracuyá
Selección y clasificación
AguaDesechos
Lavado y Cepillado
Impurezas
Sábila Maracuyá
Cortado Cortado
TroceadoAguaLavado por inmersión
Pelado
Agua
AguaCáscaras
Lavado
Extracción de pulpa
Licuado
Formulación(*)Sábila, maracuyá y miel
Licuado
Tamizado Tamizado
Agua
Mezclado
Filtrado
Pasteurización
Enfriamiento
Envasado
Almacenamiento de la bebida energética
Sólidos Semillas
VARIABLES SABILA MARACUYA MIEL
T1 150 70 100
T2 200 70 100
T3 250 70 100
T4 300 70 100
T5 350 70 100
(*) Formulaciones de los tratamientos para 1 Lt. de bebida
Cada variable representa 1Lt. De la bebida donde el restante es agua.
3. MÉTODOS
3.1. MATERIA PRIMA
3.1.1. ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICO
Se realizó las siguientes determinaciones: Humedad, cenizas
totales, proteína, grasa, fibra bruta, carbohidratos, azúcares reductores,
acidez titulable, vitamina C, pH, energía, sólidos totales, sólidos solubles y
densidad
3.2. PRODUCTO FINAL
3.2.1. ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICO
Se realizó las siguientes determinaciones: Humedad, cenizas totales, proteína,
grasa, fibra bruta, carbohidratos, azúcares reductores, acidez titulable, vitamina C,
pH, energía, sólidos totales, sólidos solubles y densidad
3.2.2. ANÁLISIS SENSORIAL
Se evaluó los atributos sensoriales como: (color, olor, sabor y aspecto
general), mediante una Escala Hedónica; los 5 tratamientos fueron
codificados y evaluados por un panel.
3.2.3. ANÁLISIS DE ALMACENAMIENTO
Se realizó un análisis de almacenamiento para observar el
comportamiento del producto final, siendo la vitamina C el
componente estudiado en los 40 días de almacenamiento de la bebida
energética; se analizó al inicio del periodo de almacenamiento, así
como a los 10, 20, 30 y 40 días.
3.2.4. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO
Para el análisis microbiológico se determinó lo siguiente:
Recuento de coliformes totales: Se utilizó el método del Número Mas
Probable (NMP). Se efectuaron las siguientes pruebas: coliformes totales y
coliformes fecales.
E. Coli: Se aplicó caldo lactosado para el recuento de Eschericha coli.
3.2.5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Se empleó un Diseño en Bloques Completamente Aleatorios “DBCA”, con
5 tratamientos y 3 repeticiones.
El análisis estadístico consistió en la aplicación del Análisis de Varianza
(ANVA). Es decir, la Prueba F y la Prueba Duncan para evaluar los
tratamientos a un nivel de significancia de 0.05.
RESULTADOS
1. MATERIA PRIMA
Se realizó una selección y clasificación de las pencas
de sábila, obteniéndose un peso promedio de 500gr. aprox. de largo medían de 50 a 55 cm. y con un
ancho basal de 7 a 12 cm. aprox.
DETERMINACIONES CANTIDADES
Humedad (%) 99.0914
Cenizas totales (%) 0.1182
Proteína (%) 0.0408
Grasa (%) 0.0347
Fibra bruta (%) 0.0998
Carbohidratos (%) 0.6151
Azúcares reductores (%) 0.17
Sólidos totales (%) 0.91
Acidez titulable (% ácido cítrico) 0.04
pH 3.81
Vitamina C (mg./100 ml.) 48.4
Energía (Kcal./100 g.) 2.94
Los resultados físico-químico de la sábila se presentan a
continuación:
2. PRODUCTO FINAL
A continuación se detalla el análisis físico-químico de la bebida
energética (T5):
DETERMINACIONES T5
Humedad (%) 89.72
Cenizas totales (%) 0.18
Proteína (%) 0.61
Grasa (%) 0.26
Fibra bruta (%) 0.07
Carbohidratos (%) 9.16
Azúcares reductores (%) 8.83
Acidez titulable (% ácido cítrico) 0.36
Vitamina C (mg./100 ml.) 4.58
pH 2.83
Energía (Kcal./100 ml.) 40.02
Sólidos totales (%) 9.92
°Brix 10.07
Densidad (g./cm3) 1.07
2.1. ANÁLISIS SENSORIAL Y ANÁLISIS
ESTADÍSTICO
De acuerdo al análisis sensorial de los 5 tratamientos,
estos resultados fueron evaluados con el análisis
estadístico para determinar el tratamiento ideal.
Obteniéndose como resultado el tratamiento 5; siendo así
el tratamiento 5 el idóneo, ya que resultó
significativamente superior a los demás tratamientos en
cuanto al análisis sensorial.
COLOR:
Del análisis de varianza para el color se encontró que no existediferencia significativa entre los promedios de las 5 formulaciones.Se obtuvo un coeficiente de variación de 5.75% que expresa que elcolor es homogéneo.
Al realizarse la prueba de Duncan con un nivel de significancia del5% se encontró que existe diferencia significativa entre lostratamientos. Destacando el tratamiento 3 significativamentesuperior a los demás.
OLOR:
Del análisis de varianza para el olor se encontró que no existediferencia significativa entre los promedios de las 5 formulaciones.Se obtuvo un coeficiente de variación de 6.70% demostrando que elolor presenta cierta variabilidad.
Al realizarse la prueba de Duncan con un nivel de significancia del5% se encontró que no existe diferencia significativa entre lostratamientos. Destacando el tratamiento 3 con un 61.33% depromedio, resultando significativamente superior a los demás.
SABOR:
Del análisis de varianza para el sabor se encontró que no existediferencia significativa entre los promedios de las 5 formulaciones.Se obtuvo un coeficiente de variación de 7.65% indicando que elsabor presenta cierta variabilidad.
Al realizarse la prueba de Duncan con un nivel de significancia del5% se encontró que no existe diferencia significativa entre lostratamientos. Destacando el tratamiento 2 con un 64% depromedio, resultando significativamente superior a los demás.
ASPECTO GENERAL:
Del análisis de varianza para el sabor se encontró que no existediferencia significativa entre los promedios de las 5 formulaciones.Se obtuvo un coeficiente de variación de 4.62% indicando que en elaspecto general no existe variabilidad.
Al realizarse la prueba de Duncan con un nivel de significancia del5% se encontró que no existe diferencia significativa entre lostratamientos. Destacando el tratamiento 5 con un 62.67% depromedio, resultando significativamente superior a los demás.
DÍAS T5
0 4.58
10 4.36
20 4.29
30 3.74
40 3.52
2.2. ANÁLISIS DE ALMACENAMIENTO
En los 40 días de almacenamiento se vio la estabilidad de la vitamina
C, éste se evaluó al inicio del almacenamiento de la bebida
energética y a los 10, 20, 30 y 40 días de almacenamiento del
producto final a una temperatura de almacenamiento de 8-10°C.
Los resultados del análisis de almacenamiento de la vitamina C
(mg./100 ml.) en el tratamiento 5 entre 8-10°C, es el siguiente:
No se observo cambios sensoriales notables en este producto final
2.3. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO
Los resultados en el análisis microbiológico fueron lossiguientes:
PRODUCTO COLIFORMES TOTALES
E. COLI
BEBIDA 0 0
CONCLUSIONES
1.El análisis físico-químico que se le realizó a la bebidaenergética se obtuvo 89.72% de humedad, 0.18% decenizas totales, 0.61% de proteína, 0.26% de grasa,
0.07% de fibra bruta, 9.16% de carbohidratos, 8.83% deazúcares reductores, 9.92% de sólidos totales, 0.36%
ácido cítrico de acidez titulable, 2.83 de pH, 4.58 mg./100ml. de vitamina C, 40.02 Kcal./100 g. de energía, 10.07Brix y 1.07 de densidad.
1.El tratamiento elegido por los panelistas fue la N 5,
dando una combinación de 35% de sábila, 7% demaracuyá y 10% de miel.
3. Estadísticamente no existe diferencia significativa en color, olor, sabor y aspecto general de la bebida
energética.
4. La nula existencia de E. coli y del recuento de
coliformes totales, respaldan la calidad sanitaria en
que se proceso la bebida energética y el tiempo de
almacenamiento corroboraron esta calidad.
5. Durante el almacenamiento la Vitamina C disminuyo
levemente.