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Evaluación de las propiedades emulsificantes de la quitosana en un aderezo tipo mayonesa

Resumen: Actualmente se han introducido en el mercado algunos tipos de aderezos similares a la mayonesa pero que tienen como característica principal la sustitución parcial del huevo por otros agentes emulsificantes. Una posible opción la constituye la quitosana, polisacárido presente en el exoesqueleto de crustáceos.

Publicación enviada por Lic. Yaíma Hernández Beltrán y Dr. Raúl Díaz Torres




 


ÍNDICE
Resumen
Introducción
Desarrollo
Conclusiones
Bibliografía

RESUMEN
Actualmente se han introducido en el mercado algunos tipos de aderezos similares a la mayonesa pero que tienen como característica principal la sustitución parcial del huevo por otros agentes emulsificantes. Una posible opción la constituye la quitosana, polisacárido presente en el exoesqueleto de crustáceos.

En el presente trabajo se evaluó el empleo de dos quitosanas obtenidas por diferentes procedimientos como sustituto del huevo en un aderezo tipo mayonesa. Para ello se realizaron determinaciones de las propiedades físico-químicas y sensoriales a nivel de laboratorio. El estudio mostró buenas características físico-químicas y sensoriales de las muestras de mayonesa elaboradas.

ABSTRACT
At the moment some types of dressings similar to the mayonnaise have been introduced in the market but that have like basic characteristics the partial substitution of the egg by other emulsificants agents. A possible option constitutes the chitosan, polisacharide present in the exoesquelet of crustaceans.
In the present work the use of two chitosans obtained by different procedures like substitute from the egg in a dressing was evaluated type mayonnaise. For it determinations of the properties were made sensorial physical-chemistries and at laboratory level. The study showed to good characteristics sensorial physical-chemistries and of the elaborated mayonnaise samples.

INTRODUCCIÓN
Las emulsiones alimenticias son una parte importante de la industria alimentaria moderna debido a que constituyen una vía agradable de ingestión de grasa. Dentro de éstas los aderezos y mayonesas son producidos y consumidos en grandes cantidades, y su importancia comercial ha ido en ascenso desde comienzos del siglo xx. (Falco y col., 2002).

La mayonesa es una emulsión semisólida de aceite en agua constituida básicamente por aceite vegetal, huevo como emulsificante, vinagre y la adición facultativa de diversos ingredientes: sal, especies, estabilizadores y otros (Rodríguez, 1991). Los aderezos difieren de la mayonesa en que presentan menor contenido de aceite y por tanto necesitan de agentes espesantes tales como almidón, harina de cereal o hidrocoloides (Falco y col., 2002).
Como un emulsionante tradicional en mayonesa se ha utilizado el huevo a pesar de ser relativamente caro y además de que su precio aumente por la garantía de estar libre de Salmonella. Adicionalmente su corta vida de anaquel y alto contenido en colesterol han motivado investigaciones sobre su posible sustitución utilizando agentes emulsionantes que no afecten sus propiedades y que a su vez contribuya a su mejoramiento (Matsuzaki, 2002).
Algunos estudios han indicado la posibilidad de utilizar la quitosana (macromolécula biológica, principal derivado de la quitina) como agente emulsificante en mayonesa cuya relevancia en sistemas alimenticios se ha incrementado notablemente. (Goycoolea y col., 2000; Roller y Covill, 2000).
La quitosana se obtiene principalmente de la desacetilación alcalina de la quitina, la cual constituye el mucopolisacárido más abundante de la naturaleza, donde se encuentra formando parte de la pared celular de los hongos, la cutícula de los insectos y el exoesqueleto de los crustáceos (Roberts, 1992).

En Cuba, la quitina se obtiene comercialmente a partir del exoesqueleto de langosta cubana (Panulirus Argus), que constituye un producto de desecho, altamente contaminante de la industria pesquera. En el país, existe una amplia fuente de materia prima para la producción de quitina, entre la que se encuentra el exoesqueleto de la langosta (MIP, 1996). Esto ha generado una actividad investigadora en busca de una explotación económica beneficiosa y la eliminación del problema medioambiental (Peral, 2001).

La quitosana tiene múltiples aplicaciones en alimentos para el consumo humano como agente espesante, estabilizante, espumante, ligante, emulsificante, quelante, humectante, como ayudante en la fabricación y texturización de proteínas solubles, como coadyuvante en la extensión de la vida de anaquel de encurtidos y como material de empaques biodegradables (Luvian y Toledo, 2001). Además, no es digerible en el tracto gastrointestinal, pero produce efectos beneficiosos en el mismo y puede causar una disminución en los niveles de colesterol sanguíneo. (Tomomatsu, 1994).

Basándonos en todos estos aspectos nos trazamos como objetivo general del siguiente trabajo:
Evaluar el empleo de dos quitosanas obtenidas por diferentes procedimientos como sustituto del huevo en la mayonesa.
Además los siguientes objetivos específicos:
· Elaborar mayonesas con diferentes quitosanas sustituyendo el huevo al 20 y 30%.
· Evaluar la influencia del tipo de quitosana sobre las características físico-químicas y sensoriales de la mayonesa.

DESARROLLO
· MATERIALES Y MÉTODOS
1. Formulaciones a utilizar.

Se seleccionó la formulación de un aderezo cubano tipo mayonesa con un 50 y 10% de aceite y huevo, respectivamente; evaluando el contenido de colesterol y la energía aportada por 100g de producto. Estos valores se determinaron además en formulaciones donde se sustituyó el huevo al 20 y 30% por quitosana. Para calcular el valor energético y el contenido de colesterol de las fórmulas se utilizó el siguiente procedimiento:
• Contenido de colesterol: Se tomó 6.04mg de colesterol por g dé huevo (UJLG, 2001) y se multiplicó por el porcentaje de huevo en fórmula. ,
• Contenido energético: Se sumó la energía aportada por los nutrientes de la mayonesa. (Programa de cómputo de información nutricional NUTRISIS)
2. Quitosanas utilizadas.
En el trabajo se emplearon 2 quitosanas de langosta (Q1 y Q2) con diferentes grados de desacetilación y peso molecular, como se muestra a continuación en la tabla 1:

Tabla 1. Propiedades de las quitosanas empleadas en el estudio.


3. Evaluación de las mayonesas.
· Corridas de observación.

Se elaboraron mayonesas con 0.1% de quitosana utilizando un batidora doméstica con el objetivo de observar posibles afectaciones físico-químicas y sensoriales en el producto.
· Procedimiento de elaboración.
Se prepararon 500g de un aderezo tipo mayonesa utilizando una fórmula control y las modificaciones mostradas en las tablas 2 y 3, respectivamente.

Tabla 2.
Fórmula de mayonesa control empleada en la prueba de laboratorio.


Tabla 3. Formulaciones elaboradas.


Las muestras se prepararon en el Instituto de Investigaciones para la Industria Alimenticia (IIIA), utilizando una batidora doméstica modelo Atomix. Los ingredientes se añadieron de la siguiente forma: se añadió el huevo con el almidón, azúcar, sal, sorbato, mostaza y agua; luego las gomas y después de una agitación rápida se incorporó lentamente el aceite y el vinagre; este último con 0.5g de quitosana disueltos previamente. Se colocaron las muestras en frascos de vidrio de 300mL de capacidad con cierre twist-off y se almacenaron a temperatura ambiente para los análisis correspondientes.

· Evaluación sensorial.

Siguiendo el procedimiento de evaluación de defectos establecido por Zamora, 1996, se realizó la evaluación sensorial del producto con la ayuda de un panel de jueces adiestrados, y la utilización de modelos y fichas descriptivas para el análisis de los resultados como se muestran en el anexo 1.

· Evaluación de las características físico- químicas.
Se realizaron las siguientes determinaciones:

• Determinación de humedad: Se realizó mediante un método gravimétrico que consiste en tomar 2g de cada muestra, colocarlos en la estufa a 104°C y mantenerlos hasta obtener un peso constante.
El porcentaje de humedad se calcula como:
(masa inicial- masa final) x 100 masa inicial

• Determinación de la consistencia: Se determinó mediante el método de la plomada que se basa en la caída libre sobre la mayonesa de una plomada (con ángulo de 30°, peso de 15g y escala de 10cm) desde una distancia fija de 15cm con respecto a la superficie de la mayonesa. Después de 15seg se retiró la plomada y se midió el valor de penetración de la misma en la mayonesa, la cual es inversamente proporcional a la consistencia. . ,
<->Todos los análisis se realizaron por duplicado.

· RESULTADOS Y DISCUSIÓN.
1. Selección de las formulaciones.

Es de interés en la industria alimenticia reducir el consumo de huevo por tonelada de producto elaborado por los inconvenientes que trae consigo:
• Su precio es relativamente caro (1Kg de huevo pasteurizado en polvo 5.87 USD).
• Puede ser una fuente de contaminación con Salmonella.
• Su vida de anaquel a O °C puede ser hasta de un año (Díaz y col., 1989), pero desciende, dramáticamente cuando se almacena a temperaturas superiores, por ejemplo a 4.4 °C los huevos frescos tienen una durabilidad entre 3 y 5 semanas (USDA, 2003).
• Posee un contenido alto de colesterol (604 mg/100 g) (UJLG, 2001).

Como existen antecedentes acerca de que la quitosana posee propiedades emulsificantes (Hirano, 2000) se seleccionó una fórmula comercial cubana de mayonesa para evaluar la posibilidad de disminuir el porcentaje de huevo en fórmula, sin afectar la calidad sensorial y estabilidad de la misma. El porcentaje de quitosana a emplear fue seleccionado por la literatura (De Paz, 2003).
La energía aportada por la mayonesa control se muestra en la tabla 4.

Tabla 4.
Energía aportada por la mayonesa control.


*Consideradas como 100% fibra dietética.

Los valores de colesterol y energía aportada por 100g de producto en algunas mayonesas se muestran en la tabla 5

Tabla 5. Valores de colesterol y energía aportados por 100g de producto en mayonesas reportadas por la literatura y comerciales cubanas.


Como se muestra en la tabla 5, la fórmula seleccionada presenta menor valor energético por 100g de producto que las fórmulas reportadas por la literatura y las mayonesas comerciales cubanas, excepto Don Sabroso; además menor contenido de colesterol exceptuando la formulación de 50% de aceite (UJLG, 2001).
Al sustituir parcialmente el huevo por la quitosana se obtuvieron los resultados mostrados en la tabla 6.

Tabla 6. Valores de colesterol y energía aportados por 100g de producto en las formulaciones con 70 y 80% de huevo.


Como se observa, las fórmulas con quitosana se diferencian de la fórmula control básicamente en la disminución del contenido de colesterol y aportan prácticamente la misma cantidad de energía puesto que el único cambio realizado es la disminución del contenido de huevo.

2. Evaluación de las mayonesas.
· Corridas de observación.

Al elaborarse varias formulaciones conteniendo 0.1% de quitosana diferentes, con una sustitución del huevo del 30 y 20% se obtuvieron en todos los casos productos aparentemente estables, cuyo aspecto, olor y sabor permitió identificarlos como mayonesas.

· Evaluación sensorial.
Los resultados del procesamiento de los juicios emitidos por el panel de evaluación sensorial aparecen en la tabla 7:

Tabla 7.
Resultados de la evaluación sensorial a escala de laboratorio.


Como se muestra, aquellas formulaciones que tenían mayor % de huevo fueron evaluadas de excelente, independientemente del tipo de quitosana empleado.

Entre los defectos señalados se encontraron deficiencia en la intensidad del sabor típico, presencia de partículas de mostaza e intensidad del olor a acético. Ninguno de estos defectos se asocia directamente al empleo de la quitosana.

· Evaluación de las características físico-químicas.
Los resultados de las pruebas de consistencia (mediante el grado de penetración de una plomada) y humedad obtenidos se muestran en la tabla 8.

Tabla 8.
Resultados de las determinaciones físico-químicas.


Como se observa, las fórmulas 2 y 4 que fueron los que recibieron mejor evaluación sensorial, presentaron un contenido de humedad muy similar al control, ya que para la disminución del contenido de huevo se tuvo en cuente balancear el contenido de agua. Sin embargo, para las fórmulas 1 y 3 este balance no pudo lograrse. La consistencia de los productos es, junto a la evaluación sensorial, el indicador fundamental para la selección de una fórmula en esta etapa del trabajo. Dado el método de medición empleado, mayores lecturas implican menos consistencia y por este motivo las formulaciones 1 y 3 fueron descartadas.

En la consistencia de la mayonesa influyen varios factores, entre ellos el porcentaje de aceite (Matsuzaki, 2002). En nuestro caso, como la diferencia entre las formulaciones fue debida a la disminución del contenido de huevo, está claro que la disminución de la consistencia es enteramente atribuible a este factor y a la variación consiguiente en el contenido de humedad.

CONCLUSIONES
- Las características de la quitosanas utilizadas no afectan las propiedades físico-químicas y sensoriales de la mayonesa.
- Con el nivel de sustitución de huevo del 20% se obtuvieron las mejores características físico-químicas y sensoriales con respecto a la muestra control.
- Es posible obtener mayonesas estables en el laboratorio utilizando la quitosana al 0.1% como sustituto parcial del huevo.
- Las mayonesas elaboradas con sustitución de huevo por quitosana tienen menor contenido de colesterol que la mayonesa control y las mayonesas comerciales.

BIBLIOGRAFÍA
- DE PAZ, E. Análisis del empleo de la quitosana como agente emulsificante en la salsa mayonesa. Tesis de Diploma. IFAL. Universidad de La Habana. 2003.
- DÍAZ, R; RODRÍGUEZ, C; RAMOS, A. Conservación de los Alimentos. 1989.
- FALCO, A; GARCÍA, Y; GARCÍA, A; MÁRQUEZ, E. Estudio de conservación de diferentes formulaciones del aderezo tipo salsa rusa en el tiempo. Informe de etapa IIIA. 2002.
- GOYCOOLEA, F; ARGUELLES, W; PENICHE, C; HIGUERA, I. Novel Macromplecules in Food Systems. Doxastakis G. y Kiosseoglou. Elseiver. Series Developments in Food Science 41. 2000 p. 265-307
- HIRANO, T. Chitosan application in stuffing products. 2000. [Marzo, 2004]. Disponible en: <http://www.members.tripod.com/vecom.html>.
- LUVIAN, A y TOLEDO, A. Comparación de métodos de extracción de quitina y quitosano a partir de cascara de camarón y análisis preliminar de su producción en planta piloto. Archivo de Neurociencia México. Premio Nacional en Ciencia y Tecnología de los Alimentos. 2001. Vol. 6(4): 184-193.
- MATSUSAKI, N. Mayonnaise and dressing. 2002 [Marzo, 2004]. Disponible en: <http://www.food.lvckebv.com/mayo.asp>.
- MIP. Informe anual del combinado pesquero de Batabanó. 1996.
- PERAL, I. Elementos valiosos en los residuos de industrias transformadoras de productos de la pesca: Quitina-Quitosana y sus aplicaciones. 2001. [Marzo, 2004]. Disponible en: <http://www.subproductos.com/2001/0501ap.html>.
- ROBERTS, F. Chitín Chemistry. The Macmillan Press Lid. London. 1992.
- RODRÍGUEZ, J. Evaluación de un sustituto de carboxímetilcelulosa en la elaboración de salsa mayonesa. Trabajo de investigación IIIA. 1991.
- ROLLER, S.; COVILL, N. Antimicrobial properties of chitosan in mayonnaise and mayonnaise-based shrimp salads. Journal of food protection. 2000, 63(2):202-209.
- TOMOMATSU, H. Health effects of oligosaccharides. Foocf technology. 1994. 61-65.
- UJLG (Equipo de Alimentación de la Universidad de Justus Liebig de Giessen). La Gran Guía de la Composición de los Alimentos. RBA Libros, S.A. 2001.
- USDA. The storage temperature of some foods. Food Safety and Inspection Service. EUA. 2003.

AUTORES
Lic. Yaíma Hernández Beltrán
Dr. Raúl Díaz Torres
MSc. Alicia Casariego Año
Instituto de Farmacia y Alimentos. Universidad de la Habana. Cuba.



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