determinaciÓn de los parÁmetros reolÓgicos y

DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS REOLÓGICOS Y

FISICOQUÍMICOS DE UN PRODUCTO A BASE DE LACTOSUERO Y PULPA

DE MANGO (Mangífera indica L) EN FUNCIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE

MALTODEXTRINA Y LA TEMPERATURA.

LORENA BELTRÁN MIELES

ANA LICETH CASILLA PERTUZ

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA INGENIERÍA DE LOS ALIMENTOS

BERASTEGUI

2015

DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS REOLÓGICOS Y

FISICOQUIMICOS DE UN PRODUCTO A BASE DE LACTOSUERO Y PULPA

DE MANGO (Mangífera indica L) EN FUNCIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE

MALTODEXTRINA Y LA TEMPERATURA.

LORENA BELTRÁN MIELES

ANA LICETH CASILLA PERTUZ

Proyecto de grado para optar al título de INGENÍERO DE ALIMENTOS

Director

MSc. FERNANDO MENDOZA CORVIS

Codirector

MSc. GUSTAVO HERNÁNDEZ SANDOVAL

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

PROGRAMA INGENIERÍA DE LOS ALIMENTOS

BERASTEGUI

2015

El jurado calificador de este trabajo no será responsable de las ideas emitidas por

los autores (Articulo 46, Acuerdo 006 de mayo 29 de 1979, Consejo superior)

i

Nota de aceptación:

____________________________

____________________________

____________________________

____________________________

Firma del presidente del jurado

____________________________

Firma del jurado

____________________________

Firma del jurado

ii

DEDICATORIA

ANA LICETH

A Dios padre todopoderoso por haberle dado fortaleza, salud y apoyo económico a mis

padres PEDRO CASILLA BASTIDAS Y ANA CIRA PERTUZ para que me sustentara

en este exitoso camino, porque me regaló la dicha de tener en mi largo camino personas

que me ayudaron, me fortalecieron y no me dejaron caer y hoy poder sentirme orgullosa

de lo que soy. A Él porque me dio la sabiduría y entendimiento para lograr este triunfo.

A mi novio JAIRO YESID por su apoyo incondicional en momentos de alegrías y

tristezas.

A mis compañeros y profesores universitarios por haberme brindado parte de su tiempo

y conocimiento que tuvo como propósito esta gran etapa de la vida que como ser

humano es de gran felicidad. Al programa de casas universitarias (bienestar

universitario) por brindarme la oportunidad de ser una integrante más de esta familia, mi

segundo hogar del cual tengo los mejores recuerdos.

iii

DEDICATORIA

LORENA

A Dios por darme la fortaleza, la sabiduría y salud para culminar esta etapa tan

importante y anhelada de mi vida.

A mis padres, ABEL BELTRÁN Y MARY MIELES por su amor incondicional, trabajo

y sacrificios en todos estos años, gracias a ustedes y por ustedes he logrado llegar hasta

aquí. A mi hermano ALVARO ENRIQUE por sus consejos y ayuda incondicional.

A nuestro director Ing. Fernando Mendoza y codirector Ing. Gustavo Hernández por su

valiosa ayuda, orientación y apoyo en el desarrollo del presente trabajo.

A mis profesores universitarios por ser parte de mi formación integral como

profesional.

iv

1

AGRADECIMIENTOS

Les brindamos nuestros más sinceros agradecimientos a:

La Universidad De Córdoba en especial al programa de Ingeniería De Alimentos por ser

parte de nuestra formación integral como profesionales.

A nuestros directores los ingenieros Fernando Mendoza y Gustavo Hernández por su

apoyo en la realización de este proyecto y culminación de nuestros estudios

universitarios.

Al Laboratorio de Fisicoquímica sede Berástegui, Universidad de Córdoba. A los

auxiliares de laboratorio, de la Universidad de Córdoba sede Berástegui.

Todas aquellas personas que de una u otra forma colaboraron para la realización del

presente trabajo de investigación.

v

2

TABLA DE CONTENIDO

2.4Reología………………………………...…..…….................................................. 13

2.4.1Definición…………………………………………………................................. 13

2.4.2 Importancia y aplicación de la reología……………………..….….………….. 13

2.4.3 Modelos reológicos dinámicos……………………………………..………….. 15

1.INTRODUCCIÓN…………………………..…..……………………………………. 1

2. REVISIÓN BIBLIOGRAFICA………………………………………....................... 4

2.1 Mango……………………………………………………………………………..... 4

2.1.1 Aspectos generales del mango……………………………………………........... 4

2.1.2 Propiedades nutricionales del mango……………………………………………. 5

2.1.3 Producción de mango……………………………………………………………. 5

2.1.4 Aplicaciones…………………………………………………………………….. 8

2.2 Lactosuero.………………………………………………………………………… 8

2.2.1 Definición………………………………………………………………….......... 8

2.2.2 Tipos de lactosuero………………………………………………………………. 9

2.2.3 Composición nutricional del lactosuero…………………………………………. 9

2.3 Maltodextrina……………………………………………………………………… 11

2.3.1 Definición……………………………………………………………………….. 11

2.3.2 Propiedades funcionales………………………………………………………… 12

2.3.3Aplicaciones……………………………………………………………………… 12

vi

3

2.4.3.1 Modelo de Maxwell…………………………………………………………… 15

2.4.3.2 Modelo de ley de potencia……………………………………………………. 15

3. MATERIALES Y MÉTODOS……………………………………………….......... 20

3.1 Caracterización fisicoquímica de materias primas y del producto a base de

lactosuero y pulpa de mango……………………….…………………………….......

20

3.1.1 Obtención y adecuación de materias primas…………………………………… 20

3.1.2 Determinación de parámetros fisicoquímicos………………….……...…......... 21

3.1.3 Procesamiento y análisis de los datos………………………………………….. 21

3.2 Evaluación de la influencia de la concentración de maltodextrina a diferentes

temperaturas en el comportamiento reológico de un producto………………………..

22

3.2.1Preparación de las muestras……………………………………………………… 22

3.2.2. Tratamientos realizados………………………………………………………… 23

3.2.3 Determinación de parámetros reológicos……………………………………….. 23

3.2.4 Procesamiento y análisis de los datos……………………………………………. 23

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………………………. 25

vii

4

4.1 Determinación de las características fisicoquímicas de las materias primas y del

4.2 Evaluación de la influencia de las concentraciones de maltodextrina a

diferentes temperaturas en el comportamiento reológico de un producto a base

de lactosuero y pulpa de mango (Mangífera indica L)………………………..

29

4.2.1 Evaluación de la influencia de la viscosidad compleja en el

comportamiento reológico de la bebida de lactosuero y pulpa de mango… 37

4.3 Ajuste de datos experimentales al modelo de Maxwell y ley de potencia… 41

5. CONCLUSIONES…………………………………………………………... 45

6. RECOMENDACIONES………………………………………………….. 47

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………………. 48

ANEXOS 63

25

viii

5

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Composición nutricional del fruto del mango……………………………...

8

Tabla 2. Composición nutricional del lactosuero dulce y ácido……………………. 10

Tabla 3. Análisis fisicoquímicos a las materias primas y el producto...……………. 21

Tabla 4. Tratamientos a realizar según diseño central compuesto…………………. 23

Tabla 5. Caracterización fisicoquímica de las materias primas……………………. 26

Tabla 6. Caracterización fisicoquímica del producto a base de lactosuero y pulpa

de mango con diferentes concentraciones de Maltodextrina (25% y 35%)………….

28

Tabla 7. Coeficientes de correlación aplicados al modelo de Maxwell……………..

42

Tabla 8. Parámetros reológicos y coeficientes de correlación aplicados al modelo

de ley de potencia………………………………………………………………….

43

ix

6

LISTA DE GRÁFICOS

Grafica 1. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida

(G’’) en función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina de 25% y

temperatura de 25°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de

mango……………………........................................................................

30


(G’’) en función de la frecuencia, concentración de maltodextrina 25% y


mango……………………………………………………………………………..

31


(G’’) en función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina 25% y


mango….……….………………………………………………………………..

32


(G’’) en función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina de 35% y

temperatura de 25°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango

……….………….……...........................................................................

34


(G’’) en función de la frecuencia, concentración de maltodextrina de 35% y

temperaturas de 55°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango

…………..……….……………………………………………………………..

35


(G’’) en función de la frecuencia, concentración de maltodextrina de 35% y

temperaturas de 85°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango … 36

x

7

Grafica 7. Valores de viscosidad compleja (ɳ*) para los tratamientos a

concentración 25% de maltodextrina en función de la frecuencia……………..

38

Grafica 8. Valores de viscosidad compleja (ɳ*) para los tratamientos a

concentración de 35% maltodextrina en función de la

frecuencia…………………………………………………………………......... 39

Grafica 9. Valores de tan (δ) en función de la frecuencia a concentración de

maltodextrina de 25% para las diferentes temperaturas estudiadas……………..

40

Grafica 10. Valores de tan (δ) en función de la frecuencia a concentración de

maltodextrina de 35% para las diferentes temperaturas estudiadas…………….

41

xi

8

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1.Test de comparación de medias para la acidez…………………………… 64

Anexo 2. Test de comparación de medias para los sólidos Solubles………………. 65

Anexo 3. Test de comparación de medias para pH………………….…………….. 66

Anexo 4. Test de comparación de medias para la densidad…………….………….. 67

Anexo 5. Test de comparación de medias para la humedad……………………….. 68

Anexo 6. Parámetros reológicos aplicados al modelo de Maxwell .………………. 69

Anexo 7. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 1 de la bebida

de lactosuero y pulpa de mango…………………………………………………….

70

Anexo 8. Residuales, modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 1

de la bebida de lactosuero y pulpa de mango……………………………………….

71



72

Anexo 10. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 2

de la bebida de lactosuero y pulpa de mango ………………………………………

73

Anexo 11 Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 3 de la bebida

de lactosuero y pulpa de mango ……………………………………………………

74

Anexo 12. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 3 de

la bebida de lactosuero y pulpa de mango………………………………………….

75


de lactosuero y pulpa de mango……………………………………………………..

xii

9


la bebida de lactosuero y pulpa de mango…………………………………………

77


de lactosuero y pulpa de mango……………………………………………………..

78


la bebida de lactosuero y pulpa de mango………………………………………….

79



80


la bebida de lactosuero y pulpa de mango…………………………………………

81

Anexo 19. Resultados del Análisis de varianza (ANOVA) de los parámetros (G1,

G2, G3 y G4) del modelo de Maxwell ……………………………………………..

82

Anexo 20. Resultados de la prueba de rangos múltiples de Tukey de los parámetros

(G1,G2, G3 y G4) del modelo de Maxwel l…………………………………………

83

Anexo 21. Resultados del Análisis de varianza (ANOVA) de los parámetros (λ1, λ2,

λ3 y λ4) del modelo de Maxwell …………………………………………………….

84

Anexo 22. Resultados de la prueba de rangos múltiples de Tukey del parámetro λ3

y λ4 del modelo de Maxwel …………………………………………………........

85

xiii

10

RESUMEN

El mago de hilacha (Mangífera indica L.) es uno de los frutos de mayor cosecha en el

Departamento de Córdoba y al igual que el lactosuero (subproducto de la industria

quesera), presenta grandes pérdidas, siendo éstas materias primas de gran valor

nutricional y económico. Para el aprovechamiento de éstas, se elaboró un producto del

cual se desconocen sus características fisicoquímicas y reológicos, las cuales pueden

servir como base en investigaciones futuras tendientes a darle valor agregado a

productos elaborados a partir de estas materias primas y que busquen su

industrialización.

En este trabajo se determinó el efecto de la temperatura y la concentración de

maltodextrina (MD) sobre el comportamiento reológico de un producto a base de

lactosuero y pulpa de mango a temperaturas de 25, 55 y 85°C, a concentraciones de 25 y

35% de MD, empleando para ello un reómetro rotacional modelo TA instrument AR-G2

con platos concéntricos de 40 mm. El producto fue descrito adecuadamente por el

modelo de Maxwell exhibiendo un comportamiento viscoso, con valores de R2 promedio

de 0,9684 (ES promedio de 5,23) para G’ y un R2 promedio de 0,9793 (Es promedio de 3,46)

para G”. El tratamiento formulado con 35% de maltodextrina a 85°C de temperatura,

xiv

11

presentó un comportamiento elástico en comparación al resto de los tratamientos los

cuales presentaron un comportamiento viscoso.

La concentración de maltodextrina presento un efecto significativo sobre las propiedades

fisicoquímicas del producto como sólidos solubles, densidad, acidez, humedad y pH,

presentándose un incremento de los dos primeros parámetros con el aumento en el

contenido de sólidos; en el caso de la acidez, humedad y pH estos disminuyeron con el

incremento en la concentración de maltodextrina presentando diferencias significativas

con p<0,05.

Palabras claves: mango, lactosuero, viscoelasticidad.

xv

12

ABSTRACT

The Wizard of lint (Mangifera indica L.) is one of the largest fruit crop in the

Department of Córdoba and like whey (by-product of the cheese industry) presents big

losses, these being raw materials of high nutritional value and economic. To take

advantage of these, a product which physicochemical and rheological characteristics,

which can serve as a basis for future research aimed at adding value to products made

from these commodities and to seek industrialization was developed products are

unknown.

In this study the effect of temperature and concentration of maltodextrin (MD) on the

rheological behavior of a whey-based product and mango pulp at temperatures of 25, 55

was determined and 85 ° C, at concentrations of 25 and 35 MD%, employing a rotational

rheometer TA instrument model AR-G2 with 40 mm concentric plates. The product was

well described by the Maxwell model exhibiting viscous behavior, with R2 values of

0.9684 average (ES average of 5.23) to G 'and R2 0.9793 average (average is 3.46 ) to G

". The treatment formulated with 35% maltodextrin to 85 ° C temperature, presented an

elastic behavior compared to other treatments which presented a viscous behavior.

xvi

13

Drink mango pulp and whey was adequately described by the power Maxwell model

exhibiting shear thinning, the performance curves are properly adjusted to the Maxwell

model (r2 ≥ 0.9684 and Es of 5,23), for the parameters of G ' and G "(r2 of 0.9793 and

Es of 3,46). The temperature exerts statistically significant influence (p <0.05) on the

performance index, presenting average values of 0.9998 what characterizes the drink as

pseudoplastic, facilitating fluid transport processes and subsequent drying processes.

The consistency index showed an increase to the extent that increased study factors, so it

becomes more viscous.

The concentration of maltodextrin had a significant effect on the physicochemical

properties of the product as soluble solids, density, acidity, humidity and pH, presenting

an increase of the first two parameters with increased solids content; in the case of

acidity, humidity and pH these decreased with increase in the concentration of

maltodextrin showing a significant difference with p <0.05.

Keywords: mango, whey, viscoelasticity.

xvii

14

1. INTRODUCCIÓN

Considerables esfuerzos han sido realizados en el pasado para explorar nuevas

alternativas para la utilización del lactosuero y la pulpa de mango (Mangífera indica L)

y de esta manera reducir la contaminación ambiental y disminuir las pérdidas

postcosecha de estos productos, ya que al ser el lactosuero un subproducto de la

industria láctea este es utilizado para la alimentación animal y en el peor de los casos es

vertido en cuerpos de agua y/o alcantarillado sin ningún tipo de tratamiento generando

olores desagradables debido a su proceso de descomposición y el desarrollo de

microorganismos contaminantes del agua y suelo, que potencialmente podrían generar

enfermedades. La distribución de la producción de lactosuero en el mundo durante el

año 2012 fue: Europa 50,9%, América del Norte y central 29,0%, Asia 7,3%, África

4,1%, Oceanía 3,2%, América del Sur 5,5%; lo que equivale aproximadamente a 173

millones de m3 de lactosuero (FAOSTAT 2014).

Según FEDEGAN (2014) la producción de leche en Colombia para el año 2013 fue de

6.530 millones de litros, de los cuales, aproximadamente un 18% (1.175 millones de

litros) se destinó a la producción de quesos, lo que quiere decir que la producción

nacional de lactosuero, correspondió a 998 millones de litros.

15

En Córdoba se produjeron entre 654 y 941 toneladas de queso en los años 2.012 y 2.013

respectivamente Agronet, (2014), lo que genero aproximadamente 8 millones de litros

de lactosuero en el último año, sobre los cuales se desconoce su disposición final, y al no

haber en la región tecnologías que conlleve a su aprovechamiento, se convierte en un

subproducto de difícil manejo.

El lactosuero definido como el subproducto líquido obtenido tras la precipitación y

separación de la caseína de la leche durante la elaboración del queso posee cerca del

20% de las proteínas que se encuentran en la leche, tales como la β-Lactoglobulina y α-

lactoalbúmina, además de lactoferrina, lactoperoxidasa, inmunoglobulinas y

glicomacropéptidos, las cuales tienen un alto valor biológico; es decir, son absorbidas

casi en su totalidad por el sistema digestivo en donde cumplen múltiples funciones

bioactivas tales como fortalecer el sistema inmunológico Bounous et al. (1988),

mantener de la integridad intestinal, destruir patógenos y la eliminar toxinas, no

obstante, cabe resaltar que al igual que el mango, este posee compuestos bioactivos de

alto valor agregado, en particular micronutrientes, polifenoles, carotenoides, entre

muchos otros (Sumaya et al. 2012).

El aprovechamiento del lactosuero y el mango en la elaboración de una bebida

constituye para nuestra región una posible solución a problemas de diversa índole que

van desde la contaminación ambiental hasta el aprovechamiento de los nutrientes que

contienen estas materias primas.

16

Para el aprovechamiento del lactosuero y la pulpa de mango en la elaboración de la

bebida se hace necesario conocer el efecto de la temperatura sobre estos, ya que esta

afecta significativamente la viscosidad de una mezcla y por ende su calidad y

consistencia, obteniéndose mezclas muy fluidas o por el contrario mezclas muy viscosas

generando problemas durante las operaciones de llenado, envasado y almacenamiento

generando pérdidas económicas para el productor Molina et al. (2006), a la vez puede

causar efectos indeseables en las características del producto, principalmente, las de tipo

físico y químico como textura, color, consistencia, viscosidad que en gran escala afecta

la maquinaria, equipos, tiempo y dinero del productor.

La caracterización y conocimiento de las propiedades reológicas de la mezcla de

lactosuero y pulpa de mango son importantes para el diseño óptimo de procesos, para el

diseño de tuberías y selección de bombas, para la evaluación de la textura, el estudio de

la consistencia, diseño y análisis de equipos de extrusión, selección y operación de

equipos de mezclado y la selección del envase, brindando información al productor y al

consumidor que les permitirá producir y consumir el producto con seguridad (García

2012)

En base a los estudios anteriormente planteados y al desconocimiento de las propiedades

reológicas de esta nueva bebida, se requirió evaluar la influencia de concentración de

maltodextrina a distintas temperaturas en el comportamiento reológico de la mezcla de

lactosuero y pulpa de mango normalmente usadas en la industria, con el fin de establecer

17

el tratamiento óptimo bajo el cual se genere una menor pérdida de las propiedades, un

mayor rendimiento y una mayor vida útil del producto.

18

1. REVISIÓN BIBLIOGRAFICA

2.1. MANGO

2.1.1 Aspectos generales del mango

El mango (Mangífera indica L) pertenece a la familia botánica de las Anacardiáceas

(Anacardiaceae), es una de las frutas tropicales de mayor consumo fresco en el mundo.

Originario de la India, su producción se extiende a lo largo de la franja intertropical. Es

un cultivo perenne de floración estacional, cuyos árboles jóvenes inician su producción

generalmente entre el tercer y cuarto año dependiendo de la variedad, se cultivan en

alturas desde los 0 metros hasta 1.600 msnm (en Colombia, en zonas como

Santabárbara, Antioquia). El fruto clasificado como una drupa que encierra un hueso

aplanado rodeado por una cubierta leñosa, es de forma muy variable, pero generalmente

es ovoide, oblongo o arriñonado, a veces redondeado u obtuso en ambos extremos, de 5

a 15 cm de longitud (Alvarado 2012).

En el mercado nacional se encuentran 16 variedades de mango que se pueden agrupar en

dos grandes grupos: las variedades criollas (Común, Mariquiteño, Chancleto, Vallenato

19

y de azúcar) y variedades mejoradas, que son originarias de la Florida y son

comúnmente conocidas como mango de mesa (Tommy Atkins, Keitt, Yulima, Kent,

Haden, etc.,) (Gamboa 2009).

20

2.1.2 Propiedades nutricionales del mango

El mango presenta un bajo contenido calórico, debido a su moderado contenido de

carbohidratos. Contiene un adecuado aporte de minerales como potasio, calcio y

magnesio (tabla 1). En cuanto a las vitaminas, los frutos maduros son una importante

fuente de provitamina A, vitamina C y betacarotenos. También es una fuente importante

de vitamina E y fosfatos, y en menor medida otras vitaminas como B2 y niacina (Rivas

et al. 2006; Ceballos 2006).

2.1.3 Producción de mango (Mangífera indica L)

Según la FAO (2012), la India es el primer productor mundial de mango, con más de

16 millones de toneladas anuales. En América, México ha tenido un crecimiento

acelerado con 1.6 millones de toneladas y Brasil con 1,2 millones. En orden de

participación de producción mundial, India tiene un 42,3%, seguida por China (11,3%),

Tailandia (6,6%), Paquistán (4,6%), indonesia (4,3%) y más abajo Colombia, con

0,6%.

Entre el 2008 y el 2012, la producción de mango en Colombia realmente no tuvo

cambios bruscos, se reportaron unas 256 mil toneladas registradas con excepción del

2011, cuando el rendimiento por hectárea cayó de manera dramática por efectos de la

ola invernal. Para el año 2012 las tres regiones que se destacaron en la producción de

mango fueron Cundinamarca-Tolima (60%), Costa Atlántica (23%) y Antioquia (7%).

En este mismo año Cundinamarca fue el departamento con la mayor superficie

21

sembrada (39%). Después de Antioquia figuran Magdalena, Bolívar, Atlántico, Cesar y

Córdoba (Alvarado 2012).

La distribución nacional de las variedades de mango en base a una encuesta realizada

el año 2011 en distintas reuniones, en Colombia, el 39% del área ocupada con esta

fruta corresponde a mango hilacha, pero son plantaciones silvestres, con cero

tecnificación y carencia absoluta de asistencia técnica. Le siguen: Tommy Atkins

(20%), Keitt (11%), mango de azúcar (5%) (Alvarado 2012).

22

Tabla 1. Composición nutricional del fruto del mango

COMPOSICIÓN DEL MANGO (Mangifera indica)

Cantidad por 100 g por porción comestible Ingesta Recomendada

Agua (g) 82 -

Energía (kcal) 57 3000 - 2300

Proteínas (g) 0.60 54 - 41

Hidratos de carbono (g) 12.5 450 - 350 (a)

Lípidos (g) 0.45 90 - 80 (a)

Fibra

Fibra total (g) 1.70 > 30 (a)

Soluble (g) 0.63 12 (a)

Insoluble (g) 1.07 18 (a)

Vitaminas

Vitamina A (Eq. Retinol) (μg) 201 1000 - 800

Vitamina E (mg) 1 10 - 8

Vitamina B1 (mg) 0.045 1.2 - 1.1

Vitamina B2 (mg) 0.05 1.3 - 1.2

Niacina (mg) 0.7 16 - 15

Folatos (μg) 36 400

Vitamina C (mg) 37 60

Minerales

Calcio (mg) 12 1000 - 1200

Hierro (mg) 0.4 10 - 15

Fósforo (mg) 13 700

Yodo (μg) 1.6 150

Magnesio (mg) 18 400 - 350

Zinc (mg) 0.118 15 - 12

Sodio (mg) 5 -

Potasio (mg) 170 -

Ácidos orgánicos

Ácido cítrico (mg) 264 -

Acido málico (mg) 74 -

Acido tartárico (mg) 81 -

Fuente: Morerías et al., (2001)

23

2.1.4 Aplicaciones

El sector agroindustrial produce en forma tradicional néctares, jugos, conservas,

mermeladas, jaleas, purés, encurtidos, bebidas, láminas de frutas, etcétera; procesos en

los cuales el bagazo, el hueso y la piel (40 –50%) son desperdicio. Actualmente se están

estudiando alternativas para el uso del bagazo, hueso y la piel, ya que tiene varios

constituyentes de interés como su alto contenido de aceite, minerales, fibra, vitaminas,

carbohidratos y proteínas. La piel puede ser utilizada para la extracción de pectinas,

enzimas, mientras que la almendra del hueso puede ser utilizada para la extracción de

aceites los cuales pueden ser empleados en confitería, y/o en la elaboración de

cosméticos (Álvarez 2004).

2.2 LACTOSUERO

2.2.1 Definición. El Codex alimentario (1995) define el lactosuero como el fluido que se

separa de la cuajada tras la coagulación de la leche, nata, leche desnatada suero de

mantequilla, en la fabricación del queso, la caseína o productos similares. Es un líquido

translúcido verde obtenido de la leche después de la precipitación de la caseína.

24

El lactosuero es uno de los materiales más contaminantes que existen en la industria

alimentaria. Cada 1,000 litros de lactosuero generan cerca de 35 kg de demanda

biológica de oxígeno (DBO) y cerca de 68 kg de demanda química de oxígeno (DQO).

Esta fuerza contaminante es equivalente a la de las aguas negras producidas en un día

por 450 personas (Parra 2009a, 2009b)

2.2.2 Tipos de lactosuero

Existen varios tipos de lactosuero dependiendo principalmente de la eliminación de la

caseína, el primero denominado dulce, está basado en la coagulación por la renina a pH

6,5 en quesos como el Cheddar y la obtención de caseína enzimática es pobre en ácido

láctico, cítrico, calcio y fosforo. El segundo llamado ácido resulta del proceso de

fermentación o adición de ácidos orgánicos o ácidos minerales para coagular la caseína

como en la elaboración de quesos frescos. Una parte de la lactosa se transforma en

ácido láctico y son ricos en calcio y fósforo (Parra 2009a, 2009b). El tercero es

denominado semiácido, se obtiene de la mezcla de lactosuero dulce y acido, procedentes

de quesos frescos y ácidos como el Ricotta y el Requesón (Baro et al. 2001a, 2001b)

2.2.3 Composición nutricional del lactosuero

El lactosuero cuenta con una interesante acogida debido a su contenido proteico y su alto

nivel de lactosa en relación a otros productos lácteos. Los sueros ácidos presentan un

contenido menor de lactosa y mayor de sales minerales en comparación de sueros

dulces, sin embargo, la principal diferencia entre ambos es la concentración de calcio. El

25

lactosuero dulce prácticamente no contiene calcio (0,6-0,8%), ya que este queda retenido

en su mayor parte en forma de paracaseína cálcico en la cuajada, mientras que en

lactosuero acido (1,8-1,9% de Ca) el ácido láctico secuestra el calcio del complejo de

paracaseinato cálcico, produciendo lactato cálcico. Las proteínas del suero se

caracterizan por sus propiedades biológicas y funcionales, que le permiten ser el gestor

de importantes características texturales y de retención de agua en algunos productos

alimenticios en los cuales el suero es empleado (Baro et al. 2001a, 2001b).

Los diferentes tipos de lactosuero presentan características nutricionales que los

diferencian (tabla 2).

Tabla 2.Composición nutricional del lactosuero dulce y ácido.

Componente Lactosuero dulce (g/L) Lactosuero acido (g/L)

Sólidos totales 63,0-70,0 63,0-70,0

Lactosa 46,0-52,0 44,0-46,0

Proteína 6,0-10,0 6,0-8,0

Calcio 0,4-0,6 1,2-1,6

Fosfatos 1,0-3,0 2,0-4,5

Lactato 2,0 6,4

Cloruros 1,1 1,1

Fuente: Panesar et al. (2007).

26

2.3 MALTODEXTRINA

2.3.1 Definición

La Food and Drug Administration FDA define las maltodextrinas como aquellos

productos derivados de la hidrolisis del almidón, integrados por polisacáridos nutritivos,

no dulces, constituidos por una mezcla de carbohidratos con diferente grado de

polimerización, donde las moléculas de D-glucosa se encuentran unidas principalmente

por enlaces glucosídicos α(1-4) y en conjunto presentan un conjunto de azucares

reductores directos (ARD), expresados estos en términos de equivalentes de dextrosa

(ED) es menor a 20; se presentan en forma de polvo blanco o soluciones liquidas

concentradas y son clasificadas como ingredientes GRASS (generally recognized as

safe) (GPC 1996; Medina 2013a; 2013b).

La maltodextrina se elabora por métodos de hidrólisis ácida o enzimática de los

almidones. En la selección de materiales de pared para encapsular, la maltodextrina es

una buena solución entre el costo y la efectividad; tiene baja viscosidad a alta proporción

de sólidos, son inodoras, incoloras y de baja viscosidad a altas concentraciones, además

permiten la formación de polvos de libre flujo sin enmascarar el sabor original García et

27

al. (2004), está disponible en diferentes pesos moleculares y son extensivamente

utilizados en la industria de alimentos (Marchal et al. 1999).

2.3.2 Propiedades funcionales

Dependiendo del perfil de carbohidratos que las integran y de su contenido de ED, las

maltodextrinas presentan diferentes propiedades fisicoquímicas y funcionales que

brindan numerables beneficios al emplearlas en la industria de alimentos y

medicamentos como mejoran el cuerpo y la textura, no imparten gusto harinoso,

controlan el dulzor y la higroscopicidad, reducen la cristalización, control del

oscurecimiento no enzimático, no enmascara sabores, incrementan la solubilidad en el

agua fría, control del punto de congelación y la osmolalidad, son excelentes agentes

encapsulantes (GPC 1996; Medina 2013a; 2013b).

2.3.3 Aplicaciones

La maltodextrina tiene una gran diversidad de aplicaciones, principalmente en la

industria alimentaria y farmacéutica donde funcionan como agentes estabilizantes,

espesantes, extensores, reemplazadores de grasas y aceites en aderezos para ensaladas,

margarinas y postres congelados, agentes encapsulantes o vehículos para procesos de

secado por aspersión de pigmentos naturales, aceites esenciales, sabores, etc. , ayudan a

controlar la textura, la higroscopicidad y la densidad en algunos alimentos Shamek

28

(2002); Medina (2013). La adición de maltodextrina se utiliza principalmente en la

producción de materiales con alta dificultad para ser deshidratados como pulpas de

mango o dátiles Jaya y Das (2004), saborizantes y edulcorantes Reineccius (1990);

Medina (2013). Igualmente, las maltodextrinas contribuyen a reducir problemas de

adherencia y aglomeración durante el almacenamiento mejorando la estabilidad del

producto (Silva et al. 2006).

2.4 REOLOGÍA

2.4.1 Definición

La reología se ha establecido como la ciencia de la deformación y el flujo de la

materiales decir, la manera en la cual los materiales responden a un esfuerzo o tensión

aplicada (Quintans 2012).

La reología es una disciplina muy importante en el desarrollo, la manufactura y el

procesamiento de alimentos y productos alimenticios. Los alimentos líquidos como

leche, miel, jugos de frutas, bebidas y aceites vegetales presentan propiedades de flujos

sencillas. Los productos más espesos como los aderezos cremosos para ensaladas,

mayonesa se comportan de manera más complicada. Los alimentos semisólidos como la

29

crema de cacahuate y la margarina también se comportan como líquidos y como sólidos

(Flórez 2005).

2.4.2 IMPORTANCIA Y APLICACIÓN DE LA REOLOGIA.

En la industria alimentaria se trabaja muy frecuentemente con productos que se

encuentran en fase liquida, en todas o en algunas de las operaciones industriales

realizadas sobre los mismos (concentración, evaporación, pasteurización, bombeo, entre

otras), siendo imprescindibles un buen diseño de cada instalación para un

funcionamiento óptimo del proceso. En el diseño de todo proceso es necesario conocer,

entre otras, las características físicas de las corrientes que lo forman. Una de estas

características es el comportamiento reológico del fluido que se procesa, para evitar

posibles sobredimensionamientos de bombas, conducciones, evaporadores, que podrían

repercutir negativamente en la economía del proceso (Cusi y Medrano 2010).

El área que ocupa la caracterización reológica en la tecnología de procesamiento de

alimentos abarca diversos campos, entre los que se pueden citar los cálculos en

Ingeniería de proceso en donde se involucren diversos equipos, formulación y desarrollo

de productos alimenticios, control de calidad en productos intermedios y finales,

evaluación de la textura de un alimento, estudio de la consistencia de productos

alimenticios.

30

La importancia de la reología se observa también en los cálculos necesarios para

ingeniería de procesos que implican el diseño de tuberías, bombas, mezcladores,

intercambiadores de calor, homogenizadores, la influencia de un ingrediente de tipo

funcional sobre el desarrollo del producto, el control de calidad del producto, la

evaluación de la textura del alimento mediante relación con datos sensoriales, diseño de

tuberías y selección de bombas, etc (Ramírez 2006).

2.4.3 ENSAYOS REOLÓGICOS DINÁMICOS

Las medidas mecánicas dinámicas u oscilatorias están cobrando un interés creciente

debido a que permiten caracterizar las propiedades viscosas y elásticas del material,

determinando la proporción entre el componente elástico y viscoso de un material y

cuantificar en qué medida se comporta como sólido o como líquido. Se definen dos

propiedades reológicas, el módulo de almacenamiento (G´), el cual proporciona

información sobre la estructura presente en el material y representa la energía

almacenada en los cuerpos elásticos de la muestra; el módulo de pérdida (G´´) representa

el carácter viscoso y la energía disipada del material (Deniz et al. 2008). El módulo de

almacenamiento es el cociente entre el esfuerzo que está en fase con la deformación y la

deformación. El módulo de pérdidas es el cociente entre el esfuerzo que está desfasado

π/2 con la deformación y la deformación. Se determinan mediante las ecuaciones (1) y

(2):

31

_𝐺′ = 𝐺∗𝑐𝑜𝑠𝛿 = (𝜏0

𝛾0) 𝑐𝑜𝑠𝛿__

___𝐺" = 𝐺∗𝑠𝑒𝑛𝛿 = (𝜏0

𝛾0) 𝑠𝑒𝑛𝛿

Donde 𝜏0 y 𝛾 0 representan las amplitudes de las ondas del esfuerzo y de la

deformación y δ es el ángulo de desfase. La razón 𝐺´´/𝐺´ se ha definido como la tangente

de pérdida (𝑡𝑎𝑛 𝛿) ecuación (3) y describe los efectos de los componentes viscosos y

elásticos en el comportamiento viscoelástico (Deniz et al. 2008):

___𝑡𝑎𝑛𝛿 =𝐺"

𝐺′ __

Otra importante función viscoelástica es el módulo de viscosidad compleja, | 𝜂 ∗ | que se

define como:

____________________________| 𝜂∗ | = 𝐺∗

Ω= |(𝜂′)2 + (𝜂")2|1/2_________________________

donde la parte real, la viscosidad dinámica 𝜂′ representa la componente viscosa en fase

entre el esfuerzo y la velocidad de deformación, y la parte imaginaria 𝜂′′ es la

componente elástica o desfasada (Deniz et al. 2008).

Ec. 2

Ec. 3

Ec. 4

Ec. 1

32

2.4.3.1 MODELO DE MAXWELL

La mayor parte de los polímeros exhiben comportamientos conjuntamente elásticos y

viscosos (sólo los polímeros vítreos son sólidos perfectamente elásticos y los

termoplásticos, a alta temperatura, muestran un comportamiento únicamente viscoso)

que podernos asimilar a la yuxtaposición de los modelos descritos anteriormente.

El modelo de Maxwell representa el comportamiento de las sustancias, se forma

conectando en serie un émbolo y un resorte. Al aplicar la fuerza F el resorte se alarga

instantáneamente la magnitud y el embolo se moverá (Figura a).

El modelo implica que las deformaciones elásticas, representadas mediante un

muelle (Figura a), y viscosas, simuladas a través de un émbolo son aditivas. Se aplica

una tensión instantánea que provoca una deformación en el muelle, lo que hace que el

sistema émbolo-cilindro se mueva en el líquido con una velocidad de deformación

constante. Cuando cesa la tensión, el muelle se recupera instantáneamente, pero la

deformación del sistema émbolo-cilindro permanece intacta (White 1990).

Figura 1. Modelo de Maxwell (White 1990).

33

En este modelo el módulo de almacenamiento (G’) y el módulo de pérdida (G'') se

expresan mediante las ecuaciones (5) y (6):

𝐺′ = 𝐺∗.(𝜔 .𝜆)2

1+(𝜔 .𝜆)2 __

_______________________________________𝐺" = 𝜂∗. 𝜔

1+(𝜔 .𝜆)2 _______________________________________(𝟔)

donde λ se define como el tiempo de relajación y viene dado por la relación entre la

viscosidad del fluido ideal en el elemento de Maxwell que lo representa, el pistón, y el

módulo de Young característico del sólido ideal en el modelo, el muelle (White 1990):

________________________________________________𝜆 = 𝜂

𝐺_____________________________ _________

2.4.3.2 MODELO DE LEY DE LA POTENCIA

Es uno de los más utilizados para los fluidos no newtonianos, explica el comportamiento

dilatante y pseudoplástico dependiendo del valor del índice de comportamiento al flujo

(n). En este caso la inversa de n, llamado en algunos casos índice de pseudoplasticidad

se utiliza normalmente como indicador de la dilatancia o pseudoplasticidad de una

sustancia. Una de las desventajas de este modelo es la predicción de viscosidades muy

elevadas a bajas cizallas, lo cual podría suponer una drástica sobrevaloración en

Ec. 5

Ec. 6

Ec. 7

34

situaciones de flujo en las que la velocidad de deformación es muy baja (Deniz et al.

2008):

La viscosidad aparente del fluido pseudoplástico disminuye a medida que aumenta el

gradiente de velocidad, estos son menos espesos cuando se someten a altas velocidades

de deformación que cuando se cizalla lentamente; este comportamiento indica una

ruptura o reorganización continua de la estructura, dando como resultado una menor

resistencia al flujo, y es debido a la presencia de sustancias de alto peso molecular. Este

modelo bien dado por la siguiente ecuación:

𝑛′ = 𝑘 ∗ 𝑤𝑛−1 Ec.8

𝐺′ = 𝑘 ∗ 𝑐𝑜𝑡 (𝑛𝜋

2) ∗ (𝑤𝑛) Ec. 9

Donde 𝑛′es la viscosidad dinámica, 𝑘 es el índice de consistencia de flujo; 𝑛 el índice de

comportamiento al flujo 𝑤 es la frecuencia angular y 𝐺′ es el módulo de elasticidad

(Ibarz et al 1999).

35

3. MATERIALES Y MÉTODOS

3.1 CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE MATERIAS PRIMAS Y DEL

PRODUCTO A BASE DE LACTOSUERO Y PULPA DE MANGO (Mangifera

indica).

3.1.1 Obtención y adecuación de materias primas

Se recolectó mango criollo (Mangifera indica) variedad Magdalena river en el

corregimiento de Sabana Nueva, municipio de Planeta Rica- Córdoba. Los frutos fueron

seleccionados acorde a la Norma Técnica Colombiana 1266 teniendo en cuenta su

estado de madurez (madurez fisiológica), la ausencia de magulladuras, de aspecto fresco,

color amarillo, sin golpes.

Los mangos enteros fueron lavados en agua a temperatura ambiente para eliminar la

suciedad visible, se llevó a cabo un escaldado por inmersión en agua a punto de

ebullición por 10 segundos para facilitar la separación de la cascara de la pulpa, seguido

se realizó el despulpado en forma manual con un cuchillo en acero inoxidable donde se

eliminó la corteza o cascara que envuelve al fruto y su semilla obteniendo la pulpa.

Para reducir el tamaño de la pulpa empleamos una licuadora, sometiendo ésta a la

máxima revolución por un tiempo de 4 minutos hasta obtener una mezcla homogénea.

36

Por su parte el lactosuero se recolectó en la quesera “Fábrica de Lácteos la Bendición”

ubicada en el municipio de Sahagún- Córdoba con una acidez titulable de 0,15%.

3.1.2 Determinación de parámetros fisicoquímicos

Para la determinación de las características fisicoquímicas de las materias primas y del

producto a base de lactosuero y pulpa de mango (Mangífera indica L) se realizaron

análisis fisicoquímicos a las materias primas y al producto por triplicado. Los

parámetros a determinados se detallan en la tabla 3.

Tabla 3. Análisis fisicoquímicos de las materias primas y el producto.

Análisis Referencia

Toma de muestra A.O.A.C. 920.180/90.

Fisicoquímicos

Acidez A.O.A.C. 962.19/90

°Brix A.O.A.C 932.12/90 refractómetro modelo

POCKET. Modelo PAL-α Serie B132363.

Ph A.O.A.C 10.041/93, pH-metro modelo Oakton.

Densidad AOAC 945.06/80

Humedad A.O.A.C. 930.15/90

3.1.3 Procesamiento y análisis de los datos.

Para el análisis de los datos se empleó el software estadístico MINITAB 17 versión

prueba, realizando un análisis de varianza (ANOVA) y test de comparación de medias

37

de Tukey a un nivel de significancia del 0,05%. Todos los tratamientos fueron realizados

por triplicado.

3.2 EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN DE

MALTODEXTRINA Y LA TEMPERATURA EN EL COMPORTAMIENTO

REOLOGICO DEL PRODUCTO

3.2.1 Preparación de las muestras

Para la elaboración del producto se trabajó en base a la formulación obtenida a partir del

macroproyecto de investigación titulado “Obtención de un producto en polvo a partir de

lactosuero y pulpa de mango (Mangífera indica) mediante encapsulado por aspersión”

en el cual se establecieron las proporciones de las materias primas las cuales

corresponden a un 24% de pulpa de mango, 7% de azúcar y 69% de lactosuero

(Mendoza 2015).

Para la elaboración del producto de lactosuero y pulpa de mango se pesaron 7,0 gramos

de azúcar, 24 gramos de pulpa de mango y 69 gramos de lactosuero, se preparándose dos

muestras del producto, a las cuales se adicionaron 25% y 35% de maltodextrina (MD)

respectivamente. Seguido se mezclaron los ingredientes de forma manual empleando un

agitador de vidrio a un tiempo de mezclado de 4 minutos. Una vez las muestras estaban

homogéneas, se pasaron por un filtro.

38

3.2.2. Tratamientos realizados.

El experimento estuvo conducido bajo un diseño experimental completamente al azar

mediante un arreglo factorial 3x2 empleando tres niveles de temperatura (25,55 y 85°C)

y dos concentraciones de maltodextrina (25% y 35%), arrojándonos un total de 6

tratamientos, con 3 repeticiones por muestra para un total de 18 unidades experimentales

(Tabla 4), cada muestra fue sometida a ensayos oscilatorios teniendo como variables de

respuesta los módulos de almacenamiento, módulo de pérdidas.

Tabla 4. Tratamientos realizados a concentraciones de 25% y 35% de maltodextrina y

temperaturas de 25, 55 y 85°C.

Tratamiento Maltodextrina (%) Temperatura (°C)

1 25 25

2 25 55

3 25 85

4 35 55

5 35 25

6 35 85

3.2.3 Determinación de parámetros reológicos

La medición del comportamiento reológico de las muestras se realizó en un reómetro

rotacional modelo TA instruments AR-G2, utilizando platos concéntricos de 40 mm a

39

una distancia entre platos (gap) de 1000 µm. Mediante ensayos previos se determinó

trabajar con un rango de frecuencia de barrido entre 0,1 Hz a 10 Hz, que obtuviera 10

puntos por década. Se tomaron 1-2 ml de muestra del producto con una pipeta plástica,

depositando el contenido en la placa de peltier de forma circular para que correspondiera

con el plato móvil y programando el equipo a las condiciones dadas según la tabla 4.

Los ensayos se controlaron automáticamente mediante el programa TA Universal

Analysis Versión 5.2®, instalado en un ordenador PC conectado al reómetro. Con los

ensayos oscilatorios se determinaron los módulos de almacenamiento (G') y de pérdidas

(G"), las viscosidades complejas (η*) y tan (δ) en función de frecuencia de la

deformación.

Para los parámetros reológicos aplicados al modelo de maxwell el modelamiento se

realizó en forma independiente para los parámetros módulos de almacenamiento y

módulos de perdida.

3.2.4 Procesamiento y análisis de los datos

Los datos experimentales se ajustaron al modelo de Maxwell y modelo de ley de

potencia y los criterios estadísticos que se tuvieron en cuenta para el ajuste del modelo

fueron el coeficiente de determinación r2, el error cuadrático y el análisis de los

residuales. Se realizó un análisis de varianza (ANOVA) empleando un 95,0% en el nivel

de confianza, usando un modelo de dos vías (concentración de maltodextrina y

temperatura) con interacciones. Para la comparación de medias se empleó la prueba de

rangos múltiples; el cual a través del test de Tukey (HSD), con un nivel de significancia

40

del 5%, permitió evaluar la influencia de la temperatura y la concentración de

maltodextrina en el comportamiento viscoelástico del producto a base de lactosuero y

pulpa de mango. El análisis estadístico de los datos se realizó con el programa

STATGRAPHICS versión de prueba 16.1.18.

41

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1 DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DE

LAS MATERIAS PRIMAS Y DEL PRODUCTO A BASE DE LACTOSUERO Y

PULPA DE MANGO (Mangífera indica l).

La tabla 5 muestra la media de los valores fisicoquímicos obtenidos de la pulpa de

mango y el lactosuero evaluados a temperatura de 25 ± 1°C. El valor de la acidez

titulable de la pulpa de mango fue de 0,16 ± 0,05% confirmando el carácter levemente

ácido de la pulpa del mango. Este valor se asemeja al reportado por Carrera et al. (2007)

en el estudio de cinco cultivares de mango en condiciones de sabana. Por su parte el

valor de pH encontrado para la pulpa de mango fue de 3,90 ± 0,06 valor que no difiere

de los reportados por Ramírez et al. (2010a; 2010b).

Los sólidos solubles de la pulpa de mango evaluada fueron de 13,50% ± 0,05 valor que

se encuentra dentro de los reseñados en la literatura, variando entre 13% - 22% (Ramírez

et al. 2010).

42

Tabla 5. Caracterización fisicoquímica de las materias primas.

Análisis Pulpa de mango Lactosuero

Acidez titulable (%) 0,16 ± 0,05 0,20 ± 0,100

Sólidos solubles (° Brix) 13,50 ± 0,00 6,53 ± 0,00

pH 3,90 ± 0,060 5,80 ± 0,020

Densidad (g/mL) 1,071 ± 0,009 1,033 ± 0,005

Humedad en base seca (%p/v) 87,80 ± 0,15 94,39 ± 0,14

Estudios recientes en láminas de mango (Mangífera indica L) por deshidratación

osmótica reportaron que la densidad de la pulpa de mango fue de 1,071 ± 0,009g.mL-1

(Vanegas y Parra 2012), valor que está acorde con el reportado en este estudio. Este

parámetro puede variar dependiendo del estado de madurez, del suelo y de las

condiciones ambientales del fruto. La pulpa de mango presentó una humedad de 87,80 ±

0,15% considerándose una pulpa con humedad alta en comparación al valor reportado

por Vanegas y Parra (2012), con un 81% de humedad en láminas de mango.

En cuanto al lactosuero, este presentó una acidez titulable de 0,20% ± 0,10% indicando

una leve acidez, la cual puede variar de acuerdo a los cambios fisiológicos en el periodo

de lactancia del animal o por alguna enfermedad como la mastitis (Jeness 1974). Este

valor se encuentra dentro del rango reportado por Machado et al. (2007), según el cual

está entre 0,08 - 1,22%. El pH obtenido fue de 5,80 ± 0,02, valor que permite

43

considerarlo como un producto levemente ácido según Franchi (2010). Los sólidos

solubles encontrados fueron de 6,53 ± 0,06%, valor que se encuentra comprendido

dentro de los rangos normales (5% - 7%) (Siller et al. 2009).

Según Cury et al. (2014) en un estudio donde se evaluó la fermentación del lactosuero

ácido (entero y desproteinizado) utilizando Lactobacillus casei el valor reportado de la

densidad fue de 1,029 ± 0,00g/mL, valor que coincide con el reportado en este estudio

(1,033 ± 0,005g/mL).

La tabla 6 nos muestra el comportamiento de los parámetros fisicoquímicos del producto

a base de lactosuero y pulpa de mango en función de la concentración de maltodextrina,

evidenciando la disminución de la acidez, el pH y la humedad al aumentar la

concentración de maltodextrina en cada una de las muestras.

Al aumentar el contenido de sólidos totales en el producto se disminuye la proporción

del contenido de agua en el mismo y por ende la humedad disminuye; efecto similar fue

observado por Mosquera (2010) en borojó liofilizado donde se evalúo la adición de

maltodextrina de alta y baja equivalencia de dextrosa y de goma arábiga en la pulpa de

borojó (1,56 kg de aditivo/kg de sólidos solubles de la pulpa) evidenciándose una

disminución del contenido de humedad de las muestras.

44

Al analizar el pH y la acidez del producto se observó una disminución de éstas

características al aumentar la concentración de maltodextrina, regulando así la acidez de

la muestra. Estos mismos resultados fueron reportados por Cevallos (2008) en un estudio

comparativo de tres sistemas de secado para la producción de un polvo deshidratado de

guanábana.

Tabla 6. Caracterización fisicoquímica del producto a base de lactosuero y pulpa de

mango con maltodextrina.

Análisis Formulaciones con 25 y 35% de maltodextrina

25% 35%

Acidez Titulable (%) 0,152 ± 0,10 a

0 ,15 ± 0,05 a

sólidos solubles(°Brix) 32,00 ± 0,00 a 37,26 ± 0,00

b

pH 3,62 ± 0,005 a 3,60 ± 0,00

b

Densidad (g/ml) 1,139 ± 0,005 a 1,157 ± 0,03

b

Humedad (m/m) 66,63 ± 0,34 a 64,34 ± 0,20

b

Las medias que no comparten las mismas letras fueron significativamente diferentes al

5% mediante test de Tukey.

En los anexos 1, 2, 3, 4 y 5 se detallan los datos del análisis estadístico. Los resultados

del análisis realizado a la acidez de las muestras indican que no existe diferencia

significativa (p<0,05) entre los tratamientos realizados; mientras que los demás

parámetros si presentaron diferencia a dicho nivel de significancia.

45

4.2 EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DE LA CONCENTRACIÓN DE

MALTODEXTRINA Y LA TEMPERATURA EN EL COMPORTAMIENTO

REOLÓGICO DEL PRODUCTO.

El comportamiento del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida (G’’)

del producto elaborado a base de pulpa de mango de hilacha (Mangífera indica L.) y

lactosuero adicionado con maltodextrina se puede observar en las gráficas 1, 2, 3, 4, 5, y

6, evidenciándose que a temperaturas de 25 y 55°C a bajas frecuencias, el carácter

viscoso predomina sobre el carácter elástico (G’’>G’) en los tratamientos 1 y 2 con 25%

de MD y en el 4 y 5 con 35% de MD, lo cual nos permite afirmar que el producto se

comporta a estas condiciones como un semilíquido, característica que puede ser

atribuida a sus constituyentes, principalmente al lactosuero; mientras que en los

tratamientos procesados a temperaturas de 85°C predomina el carácter elástico sobre el

viscoso, con un comportamiento típico de un gel, esto debido probablemente al efecto de

la temperatura sobre la pectina aportada por el mango, al efecto sobre la maltodextrina y

al efecto sobre las proteínas presentes en el lactosuero, las cuales a temperaturas

superiores a 80°C se vuelven inestables, cambiando su estructura original

Anandharamakrishnan et al. (2008).

46

Gráfica 1. Valores del módulo de almacenamiento (G’) y del módulo de pérdida (G’’) en

función de la frecuencia, a concentración de maltodextrina de 25% y temperatura de

25°C en el producto a base de lactosuero y pulpa de mango.

Las gráficas 1 y 2 presentan los valores de los módulos de almacenamiento y pérdida a

una concentración de 25% de maltodextrina y temperaturas de 25°C - 55°C,

respectivamente. Se puede observar que en ambos tratamientos, a bajas frecuencias,

predomina el carácter viscoso sobre el elástico (G’’>G’); sin embargo al aumentar la

frecuencia se entra en una zona de transición en la que se observa el punto de

intersección entre los módulos, alcanzándose éste para el tratamiento a 25°C a una

frecuencia de 5,01 Hz, mientras que para el tratamiento a 55°C la zona de transición se

presentó a una frecuencia de 3,98 Hz, marcando a dichas condiciones el inicio del

comportamiento elástico (G’>G’’), momento a partir del cual el producto se comporta

como un semisólido.

47




Esto se debe probablemente a que las moléculas poliméricas dispersadas que forman

parte del producto se hallan entrelazadas unas con otras y las partículas en suspensión

ocupan posiciones distribuidas al azar, cuando se aumenta la temperatura a causa del

movimiento de agitación térmica de las mismas estas se desenredan y las partículas se

alinean a lo largo de líneas de corriente dando lugar al estado semisólido, lo cual explica

igualmente que el punto de intercepción entre los dos módulos, se alcance primero en el

tratamiento a 55°C. Autores como Jones (2001) atribuyen este comportamiento a la

solubilidad aunque ésta varía de una sustancia a otra por lo general, con la temperatura.

En la mayoría de las sustancias a bajas temperaturas las moléculas se encuentran unidas

y organizadas estructuralmente, un incremento de la temperatura causa un aumento de la

48

solubilidad, debido a que dicho incremento en la temperatura hace que el espacio entre

las partículas del líquido sea mayor y disuelva una cantidad más grande de sólido,

consiguiendo un comportamiento elástico con la capacidad para formar geles.




La grafica 3 representa el comportamiento de los módulos de almacenamiento (G’) y

pérdida (G’’) a una concentración de 25% de maltodextrina y una temperatura de 85°C.

Se observa que a lo largo de todo el rango de frecuencias estudiadas predomina el

carácter elástico sobre el viscoso (G´>G”), por lo cual podemos afirmar que el producto

se comporta como un semisólido a temperaturas de 85°C; dicho comportamiento puede

ser atribuido a que a elevadas temperaturas se puede producir la gelificación de las

49

proteínas del lactosuero y el cambio en la estructura de la maltodextrina y los azúcares

contenidos en el producto. Las proteínas debido al calor se convierten en agentes

gelificantes, formando una red sólida tridimensional que embebe solventes y demás

componentes, inmovilizándolos. Durante esta especie de “polimerización proteica” en

una red tridimensional, el líquido viscoso se convierte en una matriz viscoelástica

(UNAD 2014). Autores como Ennis y Mulvihill (2010) señalan que las suspensiones de

proteínas del suero poseen la capacidad de formar geles cuando son sometidas a

tratamientos térmicos por encima de los 62°C generando la desnaturalización

principalmente de las proteínas no séricas como la β-Lactoglobulina y α- lactoalbúmina.

La proteína está conformada por una estructura de aminoácidos adheridos a moléculas

de hierro, cobre, zinc; esta estructura se puede ver influenciada por las altas

temperaturas, provocando su desnaturalización y el fluido se vuelve más elástico.

Las gráficas 4 y 5 representan los valores de los módulos de almacenamiento y pérdida a

una concentración de maltodextrina de 35% y temperaturas de 25°C - 55°C

respectivamente, en función de la frecuencia.

50




La anterior gráfica nos permite apreciar que el producto a base de lactosuero y pulpa de

mango (Mangifera indica) adicionado con 35% de maltodextrina a una temperatura de

25°C se comporta como un semilíquido a bajas frecuencias, observándose el predominio

del carácter viscoso sobre el elástico (G’’>G’) a frecuencias menores de 4,0 Hz,

presentándose a dicha frecuencia el estado de transición entre los módulos, marcando el

inicio del comportamiento semisólido del producto, en el cual predomina el carácter

elástico sobre el viscoso.

51




De la gráfica 5 podemos analizar que en el producto a base de lactosuero y pulpa de

mango predomina el carácter viscoso sobre el elástico (G’’>G’) a frecuencias menores

de 3,50 Hz, punto en el cual se da el estado de transición entre los módulos de perdida y

almacenamiento, marcando el inicio del comportamiento elástico para frecuencias

mayores a 3,50 Hz, presentando el producto un comportamiento semisólido con la

capacidad para formar geles. Sin embargo, en la gráfica 6 se puede observar como para

una misma concentración de maltodextrina, a una mayor temperatura (85°C), predomina

a lo largo de todo el rango de frecuencias estudiadas el carácter elástico sobre el viscoso

(G’>G’’) comportándose como un semisólido, característica que puede ser atribuida al

contenido de azúcar, maltodextrina y proteínas del lactosuero presentes en el producto,

52

los cuales le proporciona elasticidad, entre otras razones, debido a que las proteínas del

lactosuero se desnaturalizan adquiriendo la capacidad para formar geles.




Los tratamientos sometidos a altas temperaturas (tratamiento 3 y 6 a 85°C), presentaron

funciones de pérdidas por encima de la unidad en todo el rango de frecuencia estudiado,

predominando las propiedades elásticas, indicando que a dicha temperatura se producen

cambios en las estructuras complejas del producto, lo cual se debe posiblemente a que

al emplear concentraciones altas de maltodextrina, el contenido de agua presente en la

muestra disminuye aumentando por ende la viscosidad y el contenido de sólidos

presente; sin embargo, al elevar la temperatura, se da un cambio estructural en los

53

componentes del producto, presentándose una separación de las moléculas, formando

una red o enlace entre las ellas dando lugar al comportamiento semisólido.

De las gráficas 5 y 6 podemos apreciar que las magnitudes de los módulos de pérdida y

módulo de almacenamiento a una misma concentración de maltodextrina aumentan con

el incremento de la temperatura; así mismo en las gráficas 3 y 6 se puede apreciar

claramente el aumento de estas magnitudes con el incremento de la concentración de

maltodextrina solo a altas temperaturas, por lo que se puede afirmar que ésta ejerce gran

influencia sobre el comportamiento viscoelástico del producto.

La viscosidad depende del grado de hidrólisis de una sustancia, de la cantidad de materia

sólida y de la temperatura; ésta disminuye a medida que aumenta el grado de hidrólisis o

la temperatura y aumenta cuando se incrementa la sustancia sólida o se disminuye el

contenido de agua. Químicamente las maltodextrinas son un oligosacárido (carbohidrato

complejo soluble), es decir un polímero de unos pocos monosacáridos condensados con

un grado de polimerización que va de dos a diez aproximadamente. López et al. (2009)

señalan que la razón por la cual la maltodextrina a temperaturas altas proporciona un

aumento en la viscosidad es debido a su capacidad de formar gel, un estado intermedio

entre el estado líquido y el sólido, constituido por una red macromolecular que retiene

entre sus mallas una fase líquida; esto da la idea de un “orden” en el gel, en oposición a

una solución representativa en “desorden”. En efecto, la asociación de cadenas o de

segmentos de cadenas produce un aumento en el espacio y, por lo tanto, de la

54

viscosidad. En la medida que las cadenas se organizan entre sí, el gel se hace más rígido,

lo que indica aumento de las características reológicas.

4.2.1 EVALUACIÓN DE LA INFLUENCIA DE LA VISCOSIDAD COMPLEJA

EN EL COMPORTAMIENTO REOLOGICO DE LA BEBIDA DE

LACTOSUERO Y PULPA DE MANGO

Gráfica 7. Valores de viscosidad compleja (ɳ*) para los tratamientos a concentración

25% de maltodextrina en función de la frecuencia.

Las gráficas 7 y 8 representan las curvas de viscosidad compleja para los tratamientos

evaluados a diferentes temperaturas y concentraciones de maltodextrina en función de la

frecuencia. Se observa que la viscosidad compleja aumenta (0,0341 a 0,0520 Pa.s) al

55

incrementarse la concentración de maltodextrina del 25% al 35% a una misma

temperatura (25°C), lo cual sucede igualmente para el tratamiento realizado a 55°C; sin

embargo al aumentar la temperatura (25° a 55°C) manteniendo constante la

concentración de MD (25%), se evidencia la disminución de la viscosidad compleja

(0,0341 a 0,0285 Pa.s), comportamiento que es característico para este tipo de ensayos

debido al efecto de la temperatura sobre el comportamiento viscoso de los materiales.

Gráfica 8. Valores de viscosidad compleja (ɳ*) para los tratamientos a concentración de

35% maltodextrina en función de la frecuencia.

A temperaturas de 85°C para las concentraciones de maltodextrina estudiadas se puede

observar la disminución de la viscosidad compleja a medida que se incrementa la

frecuencia, es decir, la resistencia a fluir del producto disminuye cuando la velocidad de

deformación aumenta, presentando un comportamiento pseudoplástico, esto debido

probablemente a que elevadas temperaturas la concentración de sólidos aumenta debido

56

a la perdida de agua y a la gelificación de las proteínas y el efecto sobre la maltodextrina

y los azucares contenidos en la formulación.

Las gráficas 9 y 10 describen los valores de la tangente del ángulo de fase para los

diferentes tratamientos estudiados. Se puede observar que la tan (δ) para los tratamientos

a una concentración de 25% y 35% de maltodextrina a temperaturas de 25°C y 55°C es

mayor a uno (tan (δ) > 1) confirmando el comportamiento viscoso del producto al variar

la frecuencia, mientras que para los tratamientos realizados a 85°C la tan (δ) es menor a

uno (tan (δ) < 1) indicando un comportamiento elástico en el producto, resultados que

están acorde al comportamiento de los módulos de almacenamiento (G’) y módulo de

pérdida (G’’).

Gráfica 9. Valores de tan (δ) en función de la frecuencia a concentración de

maltodextrina de 25% para las diferentes temperaturas estudiadas.

57

Gráfica 10. Valores de tan (δ) en función de la frecuencia a concentración de

maltodextrina de 35% para las diferentes temperaturas estudiadas.

4.3 AJUSTE DE LOS DATOS EXPERIMENTALES AL MODELO MAXWELL Y

LEY DE POTENCIA

En la tablas 7 – 8 y anexo 6 se muestran los valores de G’, G’’, λ, el coeficiente de

correlación y el error residual aplicado a los modelos de Maxwell y los valores de η y k

para el modelo de ley de potencia según los tratamientos realizados. El modelo de

Maxwell se ajustó adecuadamente a los datos experimentales de las diferentes muestras

del producto elaborado a base de lactosuero y pulpa de mango.

Para el modelo de Maxwell, los valores de G’ de las diferentes muestras, presentaron un

R2promedio.= 0,9684 y ESpromedio= 5,23; mientras que G’’ presentó un R

2promedio= 0,9793 y

58

ESpromedio= 3,46. Por su parte el modelo de Ley de Potencia, arrojó valores de

R2promedio= 0,9309 y ESpromedio=12,14 para η, lo que evidencia que el modelo de Maxwell

es el que mejor se ajusta a los datos experimentales.

Tabla 7. Coeficientes de correlación aplicados al modelo de Maxwell.

TRATAMIENTO G´ G´´

R2 Promedio ES Promedio R

2 Promedio ES Promedio

TTO 1 REP 1 0,9951

0,9941

2,14

3,32

0,9991

0,9983

0,99

1,28 TTO 1 REP 2 0,9918 3,21 0,999 1,02

TTO 1 REP 3 0,9954 4,62 0,9967 1,83

TTO 2 REP 1 0,965

0,9716

6,47

6,04

0,9991

0,9985

0,94

1,19 TTO 2 REP 2 0,9757 5,77 0,9982 1,34

TTO 2 REP 3 0,9741 5,89 0,9983 1,30

TTO 3 REP 1 0,9425

0,9531

8,52

7,46

0,9491

0,9491

3,18

5,43 TTO 3 REP 2 0,9742 5,33 0,949 6,56

TTO 3 REP 3 0,9425 8,52 0,9491 6,56

TTO 4 REP 1 0,9994

0,9880

0,79

2,80

0,9928

0,9950

2,63

2,02 TTO 4 REP 2 0,9988 1,11 0,9928 2,63

TTO 4 REP 3 0,9658 6,51 0,9994 0,80

TTO 5 REP 1 0,9894

0,9684

3,41

5,21

0,9995

0,9908

0,73

3,08 TTO 5 REP 2 0,9888 3,51 0,9865 4,25

TTO 5 REP 3 0,9271 8,72 0,9864 4,27

TTO 6 REP 1 0,9916

0,9355

3,97

6,58

0,9987

0,9445

1,17

7,76 TTO 6 REP 2 0,9075 6,84 0,9166 11,10

TTO 6 REP 3 0,9075 8,92 0,9181 11,00

59

Tabla 8. Parámetros reológicos y coeficientes de correlación aplicados al modelo de ley

de potencia.

Tratamiento

Concentración

de

maltodextrina

(%)

Temperatura

(°C)

k

(Pa*sn)

η R

2 ES

1 25 25 18,2223 0,8943 0,9203 11,2568

2 25 55 18,5722 0,8894 0,9865 9,8442

3 25 85 357,0851 0,9984 0,9026 17,4142

4 35 25 19,0111 0,9586 0,9990 11,6360

5 35 55 19,0389 0,8577 0,9950 14,2728

6 35 85 368,8378 0,9974 0,9219 11,9254

Los resultados del análisis de varianza (ANOVA) realizados a los módulos de pérdida en

los diferentes tratamientos de la bebida, indican que los valores-P prueban la

significancia estadística del factor temperatura. Puesto que un valor P<0,05 ejerce un

efecto estadísticamente significativo sobre (G1, G2, G3 y G4) con un 95,0% de nivel de

confianza Anexo 13.

La prueba de rangos múltiples nos ayuda a determinar cuáles medias son

significativamente diferentes de otras con un nivel del 95,0% de confianza. No existen

diferencias estadísticamente significativas entre aquellos niveles que compartan una

misma columna de X's. El método empleado actualmente para discriminar entre las

medias es el procedimiento de diferencia honestamente significativa (HSD) de Tukey.

Con este método hay un riesgo del 5,0% al decir que uno o más pares son

significativamente diferentes, cuando la diferencia real es igual a 0. Lo que confirma

60

que solo existen diferencias significativas para los módulos de perdida (G1, G3 y G4); a

temperaturas de 85°C, al igual que para el módulo de perdida G2 a temperaturas de 25°C.

Sin embargo a concentraciones de 25% y 35% de MD existen diferencias significativas

para el módulo de perdida G4. Anexo 14

Los resultados del análisis de varianza (ANOVA) realizado a los tiempos de relajación

(λ1, λ2, λ3 y λ4), reflejan que existen diferencias estadísticamente significativas (P<0,05)

con la temperatura, para los tiempos de relajación (λ2, λ3 y λ4). Solamente para (λ4)

presentó diferencias significativas en ambos factores (temperatura y Maltodextrina).

Para λ1 no existen diferencias significativas en ambos factores (Anexo 15).

Para la prueba de rangos múltiples solo existen diferencias significativas por

temperatura a 85°C para los tiempos de relajación (λ2, λ3 y λ4). Sin embargo para el

tiempo de relajación λ4 la Maltodextrina (MD) ejerce diferencias significativas a

concentraciones de 25% y 35%.

61

5. CONCLUSIONES

La caracterización fisicoquímica de la pulpa de la pulpa de mango (Mangifera indica) la

clasifica como de baja acidez y con un alto valor en sólidos solubles (°Brix), lo que

demuestra su alto potencial para su posterior transformación y aprovechamiento en la

elaboración de diferentes productos alimenticios.

La variación de la concentración de maltodextrina presentó gran influencia sobre los

parámetros fisicoquímicos evaluados en la bebida, mostrando un comportamiento

directamente proporcional en la acidez titulable, sólidos solubles y densidad, los cuales

aumentaron con la adición del agente encapsulante. Otros factores como el pH y la

humedad presentaron una disminución con el aumento en la concentración de la

maltodextrina.

El producto a concentraciones de 25% y 35% de MD a temperaturas de 25°C y 55°C

exhibe un comportamiento viscoso, mientras que a temperaturas de 85°C predomina el

comportamiento elástico sobre el viscoso.

62

La viscosidad compleja aumenta al incrementarse la concentración de maltodextrina del

25% al 35% a temperatura constante y disminuye al aumentar la temperatura

manteniendo constante la concentración de MD (25%).

El producto elaborado a base de lactosuero y pulpa de mango en el rango de

temperaturas estudiadas (25°C, 55°C y 85°C), se ajustó adecuadamente al modelo de

Maxwell con un error cuadrático promedio de 0,9684 y un ES promedio de 5,23 para el

parámetro de G´, mientras que para G’’ el error cuadrático promedio de 0,9793 y error

residual de 3,46.

63

6. RECOMENDACIONES

Evaluar el comportamiento reológico de otras bebidas a base de lactosuero empleado

distintos tipos de frutas de nuestra región y otros agentes encapsulante con miras a ser

sometidas a procesos de secado por aspersión.

En la determinación de las constantes reológicas fundamentales del producto, se debe

controlar la concentración de los sólidos aportados por los ingredientes, la

homogeneidad de las muestras y la temperatura para alcanzar mediciones adecuadas de

los módulos de almacenamiento y pérdida.

64

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICA

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80

ANEXOS

81

Anexo 1. Test de comparación de medias para la acidez

Medias Factor N Media Desv.Est. IC de 95% C1 3 0,151000 0,001000 (0,149631. 0,152369) C2 3 0,149333 0,000577 (0,147964. 0,150703) Desv. Est. agrupada = 0,00106458 Comparaciones en parejas de Tukey Agrupar información utilizando el método de Tukey y una confianza de 95% Factor N Media Agrupación C1 3 0,151000 A C2 3 0,149333 A Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.

82

Anexo 2. Test de comparación de medias para los sólidos solubles Comparaciones en parejas de Tukey Agrupar información utilizando el método de Tukey y una confianza de 95% Factor N Media Agrupación C2 3 37,267 A C1 3 32,00 B Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.

83

Anexo 3. Test de comparación de medias para el pH Comparaciones en parejas de Tukey Agrupar información utilizando el método de Tukey y una confianza de 95% Factor N Media Agrupación C1 3 3,62333 A C1 3 3,600 B Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.

84

Anexo 4. Test de comparación de medias para la densidad Comparaciones en parejas de Tukey Agrupar información utilizando el método de Tukey y una confianza de 95% Factor N Media Agrupación C2 3 1,15733 A C1 3 1,13933 B Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.

85

Anexo 5. Test de comparación de medias para la humedad Comparaciones en parejas de Tukey Agrupar información utilizando el método de Tukey y una confianza de 95% Factor N Media Agrupación C1 3 66,08 A C2 3 64,343 B Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.

86

Anexo 6. Parámetros reológicos aplicados al modelo de Maxwell

Módulo de almacenamiento (G´) Tiempo de relajación(λ) Módulo de perdida (G’’)

Tratamiento Temperat

ura

Concentración

de maltodextrina G1 G2 G3 G4 λ1 λ2 λ3 λ4 G1 G2 G3 G4

TTO 1 R 1 25 25 17199,35 2980,740 0,337 0,337 0,0001 0,0002 0,0377 0,0377 44,769 44,769 0,311 0,000

TTO 1 R 2 25 25

19208,23 1741,720 0,084 0,084 0,0001 0,0002 0,1057 0,1057 60,578 60,578 0,068 0,000

TTO 1 R 3 25 25

19909,96 4510,167 0,000 0,000 0,0002 0,0003 0,1939 0,4253 41,378 38,540 0,015 0,000

TTO 2 R 1 55 25

19506,83 0,328 0,328 0,328 0,0002 0,0002 0,0689 0,0689 77,681 77,681 0,010 0,000

TTO 2 R 2 55 25

18101,60 0,309 0,309 0,309 0,0002 0,0002 0,0755 0,0755 73,457 73,457 0,000 0,000

TTO 2 R 3 55 25

19691,82 0,315 0,315 0,315 0,0002 0,0002 0,0712 0,0712 80,157 80,157 0,000 0,000

TTO 3 R 1 85 25

89,17 89,168 89,168 89,168 0,0000 0,0000 0,4305 2267,4474 5078,506 59078,50 72,43 0,000

TTO 3 R 2 85 25

96,79 9,168 51,84 89,168 0,0012 0,0000 0,3717 2267,4474 1768,928 59078,50 74,216 0,000

TTO 3 R 3 85 25

79,64 89,168 89,168 89,168 0,0010 0,0000 0,4105 2459,4474 59078,506 59078,50 74,440 0,000

TTO 4 R 1 55 35

16051,94 890,614 0,350 0,350 0,0002 0,0002 0,0439 0,0439 76,544 76,544 0,000 0,000

TTO 4 R 2 55 35

16309,03 0,427 0,427 0,427 0,0002 0,0002 0,0401 0,0401 78,188 78,188 0,000 0,000

TTO 4 R 3 55 35

18136,46 0,377 0,377 0,377 0,0002 0,0002 0,0497 0,0497 81,432 81,432 0,000 0,000

TTO 5 R 1 25 35

17610,37 0,390 0,390 0,390 0,0002 0,0002 0,0455 0,0455 89,572 89,572 0,019 0,000

TTO 5 R 2 25 35

19501,41 0,437 0,437 0,437 0,0000 0,0000 0,0298 0,0539 60,000 60,000 1,134 0,000

TTO 5 R 3 25 35 15701,41 0,429 0,372 0,347 0,0000 0,0000 0,0137 0,0190 59,301 60,000 1,316 0,000

TTO 6 R 1 85 35

98,36 98,359 98,359 98,35 0,0264 0,0530 0,0530 0,0530 56,322 56,322 0,013 0,000

TTO 6 R 2 85 35

28,07 28,074 28,074 28,074 0,0086 0,1985 0,6572 0,6572 77,520 77,520 0,013 0,000

TTO 6 R 3 85 35 21,79 41,87 20,080 20,080 0,0062 0,1822 0,0328 0,0328 28,819 28,8199 0,386 0,000

87

Anexo 7. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´) para el tratamiento 1 de la bebida de

lactosuero y pulpa de mango.

0.000E+00

1.000E-04

2.000E-04

3.000E-04

4.000E-04

5.000E-04

6.000E-04

0 5 10 15 20 25 30 35

G'

G' G'calc Vs Angulo de frecuencia

Rad/se

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 5 10 15 20 25

G''

G''calc

G'' G''Calc Vs Angulo de frecuencia

Rad/Seg

88

Anexo 8. Residuales modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 1 de la

bebida de lactosuero y pulpa de mango.

-0,020

-0,015

-0,010

-0,005

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,000 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 0,120

RES

IDU

ALE

S

G' estimada

Residuales Vs G´ estimada

Series1

-0,015

-0,010

-0,005

0,000

0,005

0,010

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700

RES

IDU

ALE

S

G' estimada

Residuales Vs G´´ estimada

Series1

89

Anexo 9. Modulo elástico (G´) y viscoso (G´´) para el tratamiento 2 de la bebida de


0.000E+00

500E-04

1.000E-04

1.500E-04

2.000E-04

2.500E-04

3.000E-04

0 2 4 6 8 10 12 14

G'

G'Calc

G' G''Calc Vs Angulo de frecuencia

Rad/Seg

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0,18

0,2

0 2 4 6 8

G''

G''Calc


Rad/Seg

90



-0,150

-0,100

-0,050

0,000

0,050

0,100

0,150

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500

RES

IDU

ALE

S

G' estimada


Series1

-0,010

-0,005

0,000

0,005

0,010

0,015

0,020

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700

RES

IDU

ALE

S

G' estimada


Series1

91



0.000E+00

1.000E-04

2.000E-04

3.000E-04

4.000E-04

5.000E-04

6.000E-04

0 5 10 15 20 25 30

G'

G'Calc

G' G'Calc Vs Angulo de frecuencia

Rad/Seg

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 10 20 30

G''G''calc

G'' G''Calc Vs Angulo de

Rad/Seg

92


bebida de lactosuero y pulpa de mango

-0,150

-0,100

-0,050

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600RES

IDU

ALE

S

G' estimada


Series1

-0,030

-0,020

-0,010

0,000

0,010

0,020

0,030

0,040

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600RES

IDU

ALE

S

G' estimada


Series1

93



0.000E+00

1.000E-04

2.000E-04

3.000E-04

4.000E-04

5.000E-04

6.000E-04

0 10 20 30 40

G'

G' Calc

G' G'Calc Vs Angulo de frecuencia

Rad/Seg

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 5 10 15 20 25

G''

G''Calc


Rad/Seg

94



-0,150

-0,100

-0,050

0,000

0,050

0,100

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500

RES

IDU

ALE

S

G' estimada


Series1

-0,020

-0,015

-0,010

-0,005

0,000

0,005

0,010

0,015

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400

RES

IDU

ALE

S

G' estimada


Series1

95



0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 5 10 15 20 25

G''

G', G''Calc Vs Angulo de frecuencia

angulo de frecuencia Rad/Seg

96


la bebida de lactosuero y pulpa de mango.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 5 10 15 20 25

G''

G''Calc


Rad/Seg

-0,060

-0,040

-0,020

0,000

0,020

0,040

0,060

0,000 0,200 0,400 0,600

RES

IDU

ALE

S

G' estimada


Series1

97


la bebida de lactosuero y pulpa de mango.

-0,015

-0,010

-0,005

0,000

0,005

0,010

0,015

0,000 0,200 0,400 0,600 0,800

RES

IDU

ALE

S

G' estimada


Series1

98



-0,100

-0,050

0,000

0,050

0,100

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300

RES

IDU

ALE

S

G' estimada


Series1

99

Anexo 19. Resultados del Análisis de varianza (ANOVA) de los parámetros (G’’1,

G’’2, G’’3 y G’’4) del modelo de Maxwell.

Análisis de Varianza para G’’1 - Suma de Cuadrados Tipo III

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado Medio Razón-F Valor-P

EFECTOS PRINCIPALES

A:TEMPERATURA 1,29736E9 2 6,48679E8 477,89 0,0000

B:%MALTODEXTRINA 6,03729E6 1 6,03729E6 4,45 0,0534

RESIDUOS 1,90033E7 14 1,35738E6

TOTAL (CORREGIDO) 1,3224E9 17

Todas las razones-F se basan en el cuadrado medio del error residual



EFECTOS PRINCIPALES

A:TEMPERATURA 8,2605E6 2 4,13025E6 3,90 0,0451


RESIDUOS 1,4834E7 14 1,05957E6



-0,030

-0,020

-0,010

0,000

0,010

0,020

0,030

0,040

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600RES

IDU

ALE

S

G' estimada


Series1

100



EFECTOS PRINCIPALES

A:TEMPERATURA 14896,3 2 7448,14 17,94 0,0002

B:%MALTODEXTRINA 410,129 1 410,129 0,99 0,3384

RESIDUOS 5395,96 13 415,074

TOTAL (CORREGIDO) 20943,8 16




EFECTOS PRINCIPALES

A:TEMPERATURA 17932,6 2 8966,31 22,04 0,0001

B:%MALTODEXTRINA 862,351 1 862,351 2,12 0,1691

RESIDUOS 5287,51 13 406,731



Anexo 20. Resultados de la prueba de rangos múltiples de Tukey de los parámetros

(G’’1, G’’2, G’’3 y G’’4) del modelo de Maxwell

Método: 95,0 porcentaje Tukey HSD

TEMPERATURA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos

85 6 68,97 475,636 X

55 6 17966,3 475,636 X

25 6 18188,5 475,636 X

Pruebas de múltiple rangos de Tukey para G1 por Temperatura



85 6 59,3012 420,232 X

55 6 148,728 420,232 X

25 6 1538,98 420,232 X

Pruebas de Múltiple Rangos de tuckey para G2 por Temperatura

101



55 6 0,0603592 8,32253 X

25 5 1,02154 9,13822 X

85 6 62,4909 8,32253 X




55 6 0,0704426 8,23847 X

25 5 1,33046 9,04593 X

85 6 68,5799 8,23847 X



%MALTODEXTRINA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos

35 9 18,5859 8,93281 X

25 8 31,3045 9,47636 X

Pruebas de Múltiple Rangos de tuckey para G4 por % Maltodextrina

Anexo 21. Resultados del Análisis de varianza (ANOVA) de los parámetros (λ1, λ2, λ3

y λ4) del modelo de Maxwell.

Análisis de Varianza para λ1 - Suma de Cuadrados Tipo III


EFECTOS PRINCIPALES

A:TEMPERATURA 0,000190818 2 0,0000954091 2,85 0,1005

B:%MALTODEXTRINA 0,0000670563 1 0,0000670563 2,00 0,1846

RESIDUOS 0,000368042 11 0,0000334583



102



EFECTOS PRINCIPALES

A:TEMPERATURA 0,0357287 2 0,0178643 12,65 0,0024

B:%MALTODEXTRINA 2,77778E-10 1 2,77778E-10 0,00 0,9997

RESIDUOS 0,0127095 9 0,00141217





EFECTOS PRINCIPALES

A:TEMPERATURA 0,27364 2 0,13682 6,86 0,0084

B:%MALTODEXTRINA 0,0355467 1 0,0355467 1,78 0,2030

RESIDUOS 0,279026 14 0,0199305





EFECTOS PRINCIPALES

A:TEMPERATURA 5,436E6 2 2,718E6 6,97 0,0079


RESIDUOS 5,45865E6 14 389904,



Anexo 22. Resultados de la prueba de rangos múltiples de Tukey del parámetro λ2,

λ3 y λ4 del modelo de Maxwell



55 6 0,000199573 0,0153717 X

103

25 4 0,000221795 0,0201313 X

85 3 0,144572 0,024585 X

Pruebas de múltiple rangos de Tukey para λ2 en Temperatura



55 6 0,0582167 0,0576346 X

25 6 0,07105 0,0576346 X

85 6 0,32595 0,0576346 X




55 6 0,0582167 254,92 X

25 6 0,114517 254,92 X

85 6 1165,85 254,92 X



%MALTODEXTRINA Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos

35 9 0,110567 224,728 X

25 9 777,236 224,728 X

Pruebas de múltiple rangos de Tukey para λ4 por %Maltodextrina

determinaciÓn de los parÁmetros reolÓgicos y

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