UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLIVAR FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS RECURSOS NATURALES Y DEL AMBIENTE ESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL TEMA ELABORACION DE PAN A PARTIR DE LA MEZCLA DE CINCO NIVELES DE HARINA DE TRIGO (Triticum vulgare) Y HARINA DE PAPA CHINA (Colocasia esculenta) PARA MEJORAR SU VALOR NUTRICIONAL, EN LA UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLIVAR. Tesis de Grado Previa a la Obtención del Título de Ingeniero Agroindustrial, Otorgado por la Universidad Estatal de Bolívar a Través de la Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente, Escuela de Ingeniería Agroindustrial AUTOR FLABIO WILSON ALDAZ CHIMBORAZO DIRECTOR DE TESIS Ing. Agroind. MARCELO GARCIA M.Sc GUARANDA - ECUADOR 2011 “ELABORACION DE PAN A PARTIR DE LA MEZCLA DE CINCO NIVELES DE HARINA DE TRIGO (Triticum vulgare) Y HARINA DE PAPA CHINA (Colocasia esculenta) PARA MEJORAR SU VALOR NUTRICIONAL” REVISADO POR: ____________________________________ Ing. Agroind. MARCELO GARCIA M.Sc DIRECTOR DE TESIS _______________________________________ Dra. ODERAY MERINO M.Sc BIOMETRISTA APROBADO POR LOS MIEMBROS DEL TRIBUNAL DE CALIFICACIÓN DE TESIS _______________________________ Ing. Agro. MILTON BARRAGAN M.Sc AREA DE REDACCIÓN TÉCNICA ______________________________ ING. Alm. CARLOS MORENO M.Sc AREA TÉCNICA DEDICATORIA Este trabajo de investigación fruto de mi esfuerzo y perseverancia constante se lo dedico con mucho amor y cariño a mí querida madre Dolores, mi abuelita María, por brindándome la confianza, el apoyo y los esfuerzos económicos hechos al darme la herencia más valiosa que pude recibir. A mí adorada esposa Elizabeth y a mí querido hijo Jeremy quienes se han mantenido tangible a mi lado dándome la fortaleza necesaria para triunfar siendo la mejor bendición que Dios me ha dado para querer superarme día tras día por un porvenir mejor. A mis queridos tíos, primos, a mis verdaderos amigos por su aliento y toda mi familia que siempre quisieron verme crecer como ser humano y profesionalmente fueron mi apoyo constante y mi fortalece para querer ser mejor en la vida. Por: Wilson Aldaz AGRADECIMIENTO Quiero agradecer primero a Dios por haberme otorgado el don de la vida y con ella el conocimiento necesario para seguir escalando cada obstáculo que se presenta en la vida, con perseverancia y fortaleza. A la Universidad Estatal de Bolívar, Facultad de Ciencias Agropecuarias Recursos Naturales y del Ambiente, Escuela de Ingeniería Agroindustrial, por abrirme las puertas a la enseñanza, a todos los Docentes que compartieron sus experiencias y conocimientos. A los miembros del tribunal de tesis: Ingeniero Marcelo García, Director; Doctora Oderay Merino, Biometrista; Ingeniero Milton Barragán, Área de Redacción Técnica; y Ingeniero Carlos Moreno, Área Técnica; quienes me guiaron con sus valiosos conocimientos para culminar con éxito mi trabajo de investigación. A la Secretaria Nacional de Ciencia y Tecnología SENACYT; a través de su proyecto quien me brindo la oportunidad para realizar los análisis de laboratorio en el presente trabajo de investigación. Por: Wilson Aldaz i IDICE DE CONTENIDOS PORTADA CERTIFICACION DEL TRIBUNAL DEDICATORIA AGRADECIMIENTO INDICE DE CONTENIDOS INDICE DE CUADROS INDICE DE GRAFICOS INIDCE DE ANEXOS Ítems Contenido Pág. I INTRODUCCION 1 II REVISION LITERARIA 4 2.1 El trigo 4 2.1.2 Clasificación sistemática 4 2.1.3 Origen 4 2.1.4 Descripción botánica 5 2.1.5 Importancia 5 2.1.6 Propiedades del trigo 6 2.1.7 Producción mundial 6 2.1.8 Producción nacional 6 2.1.9 Producción local 7 2.1.10 Usos 7 2.1.11 Valor nutricional 8 2.2 La papa china 8 2.2.1 Origen 9 2.2.2 Datos agronómicos 10 2.2.3 Clasificación botánica 10 2.2.4 Nombres comunes 10 2.2.5 Variedades 10 2.2.6 Descripción botánica 10 ii 2.2.7 Ecofisiologia 12 2.2.8 Cosecha y rendimiento 13 2.2.9 Manejo post- cosecha 14 2.2.10 Usos 14 2.2.11 Valor nutricional 14 2.3 El Secado 16 2.3.1 Secador de bandejas 17 2.3.2 Ventajas 18 2.4 La harina de trigo 19 2.4.1 Historia de la harina de trigo 19 2.4.2 Los secretos de la harina fortificada 20 2.4.3 Composición química 22 2.4.4 Harinas de fuerza y harinas flojas 22 2.4.5 Elaboración de la harina 23 2.4.6 Obtención de harina de trigo 23 2.4.7 Clasificación de la harina de trigo 24 2.4.7.1 Harina integral 24 2.4.7.2 Harina integral de trigo desgerminado 25 2.4.7.3 Mezcla de harinas 25 2.4.7.4 Harina acondicionada 25 2.4.7.5 Harina enriquecida 25 2.4.7.6 Harina para rebozar 25 2.4.7.7 Harina alterada 26 2.4.7.8 Harina de fuerza 26 2.4.7.9 Sémola y semolina 26 2.4.7.10 Harina especial 26 2.4.7.11 Clases de harina para pan 27 2.4.8 Características organolépticas y fisicoquímicas de las harinas 27 2.4.9 Características bromatológicas de las harinas 28 2.4.10 Harina de papa china 29 2.5 Elaboración de pan 31 2.5.2 Componentes característicos de la harina para el pan 31 iii 2.5.3 Características de la harina 32 2.5.4 Ingredientes del pan 32 2.5.4.1 Agua 32 2.5.4.2 Sal 33 2.5.4.3 Azúcar 34 2.5.4.4 Leche 34 2.5.4.5 Grasas 35 2.5.4.6 Levadura 35 2.5.5 Procesos de la panificación 37 III MATERIALES Y METODOS 41 3.1 Materiales 41 3.1.1 Ubicación 41 3.1.2. Situación geográfica y climática 41 3.1.3 Material experimental 42 3.1.4 Materiales 42 3.1.4.1 Materiales de campo 42 3.1.4.2 Materiales de laboratorio 43 3.1.4.3 Materiales de oficina 43 3.1.5 Recursos institucionales 44 3.2. Métodos 44 3.2.1 Tratamiento y diseño experimental 45 3.2.1.1 Factor en estudio 45 3.2.2. Descripción del diseño experimental 45 3.2.3. Tipo de diseño experimental 46 3.2.4 Características del experimento 46 3.2.5 Técnicas estadísticas 47 3.2.6 Análisis económico/beneficio 47 3.2.7 Mediciones experimentales 48 3.2.7.1 En la materia prima 48 a. Peso 48 iv b. Análisis bromatológico 48 3.2.7.2 En el producto procesado 48 a. Análisis sensorial 48 b. Análisis microbiológico 49 3.3. Manejo del experimento 50 3.3.1 Descripción del experimento para la obtención de harina de panificación 50 3.3.1.1 Recepción 50 3.3.1.2 Limpieza 50 3.3.1.3 Pesado 50 3.3.1.4 Pelado 50 3.3.1.5 Cortado o picado 50 3.3.1.7 Secado o deshidratado 51 3.3.1.8 Secado 51 3.3.1.9 Molido 51 3.3.1.10 Mezclado 51 3.3.1.11 Enfundado 52 3.3.1.12 Almacenado 52 3.3.1.13 Consumo de la harina 52 3.3.2 Diagrama de flujo de la obtención de harina de papa china 53 3.3.3 Descripción del proceso de panificación con mezclas de harina de trigo y papa china. 54 3.3.3.1 Recepción 54 3.3.3.2 Pesado 54 3.3.3.3 Mezclado 54 3.3.3.4 Dosificado o formulación 54 3.3.3.5 Amasado 54 3.3.3.6 Reposado 55 3.3.3.7 Moldeado 55 3.3.3.8 Fermentación 55 3.3.3.9 Horneado 55 3.3.3.10 Enfundado 55 v 3.3.3.11 Almacenado 55 3.3.3.12 Consumo 56 3.3.4 Diagrama de flujo de la elaboración de pan con mezclas de harina de trigo y papa china 57 3.3.5 Formulación del pan 58 IV RESULTADOS EXPERIMENTALES Y DISCUSIÓN 59 4.1 Materia prima 59 4.1.1. Rendimiento de la papa china en la elaboración de harina para sustituir por la harina de trigo en la elaboración del pan 59 4.1.2. Análisis bromatológico para harinas 59 4.1.3. Análisis microbiológico para las mezclas de harina de trigo y papa china 62 4.2 Análisis en el producto elaborado 63 4.2.1 Evaluación sensorial 63 4.2.2 Pan elaborado con mezclas de harina de trigo y papa china 63 4.2.2.1 Color 63 4.2.2.2 Olor 65 4.2.2.3 Sabor 66 4.2.2.4 Textura 67 4.2.2.5 Aceptabilidad 69 4.2.3 Análisis microbiológico del mejor tratamiento 71 4.2.4 Análisis bromatológico del mejor tratamiento 72 4.2.5 Análisis económico 72 V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 74 5.1 Conclusiones 74 5.2 Recomendaciones 76 vi VI RESUMEN Y SUMMARY 78 6.1 Resumen 78 6.2 Sumary 79 VII BIBLIOGRAFIA 70 ANEXOS vii LISTA DE TABLAS Tabla Nº. Descripción pag. 1 Niveles de factores en estudio. 45 2 Descripción del diseño factorial 45 3 Esquema del (adeva) 47 4 Formulación de la elaboración del pan con harina de trigo y papa china 58 5 Rendimiento de la papa china 59 6 Resultados de los análisis bromatológicos en la harina de papa china 60 7 Resultados de los análisis bromatológicos en harina de trigo 61 8 Resultados de los análisis bromatológicos en mezclas de harinas de trigo y papa china 61 9 Resultados de los análisis microbiológicos realizados en las mezclas de harina de trigo y papa china 62 10 Adeva de las pruebas sensoriales del atributo color del pan 63 11 Prueba de rangos de tukey para determinar los promedios de los tratamientos del atributo color 64 12 Adeva de las pruebas sensoriales del atributo olor del pan 65 13 Adeva de las pruebas sensoriales de sabor del pan 66 14 Prueba de rangos de tukey para determinar los promedios de los tratamientos del atributo sabor 66 15 Adeva de las pruebas sensoriales de textura en el pan 67 16 Prueba de rangos de tukey para determinar los promedios de los tratamientos del atributo textura 68 17 Adeva de las pruebas sensoriales de aceptabilidad en el pan 69 18 Prueba de rangos de tukey para determinar los promedios de los tratamientos del atributo aceptabilidad 69 19 Resultados de los análisis microbiológicos en el pan 71 20 Resultados de los análisis bromatológicos en el pan 72 viii 21 Análisis de costo y beneficio del mejor tratamiento del pan 73 ix LISTA DE GRAFICOS Gráficos Nº. Descripción pag. 1. Perfil de los tratamientos para color en los panes elaborados con diferentes porcentajes de harinas de trigo y papa china 64 2. Perfil de los tratamientos para el olor en los panes elaborados con diferentes porcentajes de harinas de trigo y papa china. 65 3. Perfil de los tratamientos para el sabor en el pan elaboradas con diferentes porcentajes de harinas de trigo y papa china. 67 4. Perfil de los tratamientos para la textura en los panes elaborados con diferentes porcentajes de harinas de trigo y papa china. 68 5. Perfil de los tratamientos para la aceptabilidad en el pan elaborados con diferentes porcentajes de harinas de trigo y papa china. 70 6. Resúmen de las cataciones del pan elaborado con mezclas de harinas de trigo y china. 71 x LISTA DE CUADROS Cuadro Nº. Descripción pag. 1. Composición química de la harina de trigo fortificada por cada 100 gr. 8 2. Comparación del contenido alimenticio de hojas (100g de porción comestible, base fresca). 15 3. Comparación del contenido alimenticio de la papa china (cormo) con tubérculos convencionales (100gr de porción comestible, base fresca) 15 4. Composición química de 100gr. de papa china de porción comestible (uso humano).-base húmeda. 16 5. Variación en la composición al pasar de trigo a harina 29 6 Ubicación geográfica 41 7 Parámetros climáticos 41 xi ÍNDICE DE ANEXOS Anexos Nº. Descripción A Glosario B Ubicación del proyecto experimental C Planta de frutas y hortalizas de la universidad estatal de bolívar donde se realizo el experimento D Hoja de cataciones E Calificaciones de los catadores F Fotografías del proceso Producto elaborado Cataciónes del producto Análisis microbiológico G Datos de los analisis bromatologicos H Normas de comparacion 1 I. INTRODUCCION El pan se define como un alimento básico, saludable y muy nutritivo para la humanidad desde la prehistoria formando parte importante de nuestra alimentación y cultura gastronómica. La elaboración del pan se hace con masas ácidas hecho con harina mezclada con agua y sal que, después de ser amasada y fermentada por la acción de la levadura, se cuece al horno con diversas formas y tamaños. El trigo es uno de los cultivos más antiguos que se conocen y su historia se confunde con la agricultura. Se le cree originario de las zonas próximas a los ríos Tigris y Éufrates, en Asia occidental. De hecho, actualmente la mayor diversidad genética en trigos se encuentra en Irán, Israel y zonas limítrofes. El cereal más utilizado para la elaboración del pan es el trigo, también se utiliza el centeno, la cebada, el maíz, el arroz. Existen muchos tipos de pan que pueden contener otros ingredientes, como grasas de diferentes tipos, huevos, azúcar, especias, frutas, verduras (como cebollas). En el Ecuador 10 provincias de la sierra ecuatoriana, son las mayores productoras de trigo principalmente las Provincias de Bolívar con el 32%, Chimborazo con el 19.40 %, Imbabura con el 16 % y Pichincha con el 11 %. En el último reporte realizado en 1.993 se indica que existían alrededor de 35.000 hectáreas de trigo cultivadas pero por la falta de buenos precios y variedades con genética adecuada para superar las producciones ha disminuido el incentivo para consolidar la superficie del cultivo. (Pastor, P .2008) La papa china dice que su cultivo se inició en el Sureste de Asia, entre Indonesia y la India, aunque se cree que es nativa de zonas boscosas de Africa Occidental. Su cultivo se extendió hacia el este por la Polinesia, Filipinas, China y Japón, (Bustos. L, Rodríguez W, 2001). http://es.wikipedia.org/wiki/Prehistoria http://es.wikipedia.org/wiki/Cereal http://es.wikipedia.org/wiki/Trigo http://es.wikipedia.org/wiki/Centeno http://es.wikipedia.org/wiki/Cebada http://es.wikipedia.org/wiki/Ma%C3%ADz http://es.wikipedia.org/wiki/Arroz http://es.wikipedia.org/wiki/Grasa http://es.wikipedia.org/wiki/Huevos http://es.wikipedia.org/wiki/Az%C3%BAcar http://es.wikipedia.org/wiki/Especias http://es.wikipedia.org/wiki/Frutas http://es.wikipedia.org/wiki/Verduras http://es.wikipedia.org/wiki/Cebolla 2 Se introdujo en América poco después de la llegada de los españoles, comprobado su mayor consumo humano, el año 1999, en el cual la superficie cultivada fue de 29,600 ha. Con una producción total de 216,054 millones de toneladas (FAO). La papa china conocida también como taro es un tubérculo conocido por pocas personas en el Ecuador. Actualmente, es producida y exportada a diversos países extranjeros, siendo utilizada en la elaboración de snacks (chifles), entre otros productos destinados al consumo humano. En nuestro país, no existe ningún producto elaborado proveniente de la papa china, razón por la cual las personas desconocen de su valor nutricional, es rico en vitamina C, hierro, proteínas, carbohidratos, riboflavina, calcio, retinol y tiamina.(Consejo provincial de Pastaza) En el Ecuador hay una estimación de la producción cosechada hasta el 2006, según sica en Cotopaxi con 22 toneladas métricas (Tm) en 6 hectáreas (Ha), Chimborazo con 366Tm en 136Ha, Bolívar con1.93Tm en 524Ha, Cañar con 77Tm, en 41Ha, Azuay con 61Tm, en 29Ha, El Oro con 43Tm, en 19Ha, Sucumbíos con 16 Tm, en 12 Ha, Napo con 120Tm, en 28Ha, Pastaza con 58Tm, en 21Ha, y en Morona Santiago con 1308 Tm, en 398 Ha, (http://www.sica.gov.ec/agro/docs/cuadro1ecuador_estimación_de_la_superfi %2006.htm). Las mayores extensiones de cultivo de este tubérculo se encuentran en las zonas de Santo Domingo de los Sachilas (Santo Domingo), Quevedo, Quinindé, Valencia, Mocache, Buena Fe (Los Ríos),El Carmen, Puerto Cayo (Manabí), Puerto Quito, Pedro Vicente Maldonado en la provincia de Pichincha, (http:// www.monografias.com/trabajos11/ferme/ferme.shtml). Dentro del mercado de productos procesados la producción de harina de papa china, se presenta como una innovación tecnológica, considerando que los http://www.sica.gov.ec/agro/docs/CUADRO1ecuador_estimaci�n_de_la_superfi%202006.htm http://www.sica.gov.ec/agro/docs/CUADRO1ecuador_estimaci�n_de_la_superfi%202006.htm http://www.sica.gov.ec/agro/docs/CUADRO1ecuador_estimaci�n_de_la_superfi%202006.htm 3 tubérculos son muy nutritivos, contienen vitamina C, fibras vegetales, hierro, fósforo, calcio y además poseen características terapéuticas. (Palomino C, 2010). La obtención de harina de papa china para procesos de panificación y la utilización de niveles de trigo permitirá a las empresas agroindustriales la diversificación y la obtención de nuevos productos que demandan la población para mejorar nutrición y alimentación. Se sustituyo cinco niveles de harina de papa china por la harina de trigo, para aprovechar sus bondades aplicando métodos técnicos en la elaboración del pan. En la presente investigación se plantearón los siguientes objetivos: Determinar cuál de los cinco niveles de sustitución de harina de papa china por la harina de trigo es la mejor para la elaboración del pan. Caracterizar bromatológicamente y microbiológicamente la mezcla de las harinas obtenidas del mejor tratamiento. Determinar la calidad nutritiva sensorial del producto terminado para establecer el mejor tratamiento Realizar la relación costo/beneficio del mejor tratamiento. 4 II. REVISION LITERARIA 2.1 EL TRIGO El trigo (Triticum vulgare L.) en la zona central del país forman parte de los sistemas de producción de los pequeños y medianos productores, principalmente en rotación después del maíz asociado con fréjol. Se cultivan en las zonas agroecológicas de altitud baja y media (2200 a 2950 msnm). 2.1.2 CLASIFICACION SISTEMATICA REINO Vegetal CLASE Angiosperma SUBCLASE Monocotiledòneas ORDEN Glumiflorales FAMILIA Gramíneas GENERO Triticum ESPECIE Vulgare L. 2.1.3 ORIGEN El origen del actual trigo cultivado se encuentra en la región asiática comprendida entre los ríos Tigris y Eufrates, habiendo numerosas gramíneas silvestres comprendidas en este área y están emparentadas con el trigo, desde el Oriente Medio el cultivo del trigo se difundió en todas las direcciones. Las primeras formas de trigo recolectadas por el hombre hace más de doce mil años eran del tipo Triticum monococcum y Triticum dicocccum, caracterizadas fundamentalmente por tener espigas frágiles que se disgregan al madurar. (http://www.infoagro.com/herbaceos/cereales/trigo3.htm). http://www.infoagro.com/herbaceos/cereales/trigo3.htm 5 2.1.4 DESCRIPCION BOTANICA La planta de trigo se ha convertido en el cereal de mayor importancia de todos los cultivos a nivel mundial. Para mejorar sus técnicas de explotación e incrementar el rendimiento es necesario conocer cada una de las partes que la conforman. El trigo es una especie anual, adaptada a distintos climas y suelos, y altamente productiva; constituye una notable fuente de proteínas e hidratos de carbono en la dieta humana. Es el cultivo alimenticio que ocupa más superficie en el mundo. El trigo ha sido considerado en muchos países un alimento básico debido a sus múltiples nutrientes y propiedades y la extraordinaria calidad de su harina. Entre las propiedades del trigo destaca su gran aporte de fibra y su riqueza en antioxidantes. (Ramírez, A. 2009). 2.1.5 IMPORTANCIA El trigo es probablemente el primer cereal que fue cultivado por la humanidad. Aún hoy sigue vigente como uno de los alimentos más básicos. El trigo es la planta más cultivada del mundo, llegando incluso a superar en cantidad a todas las demás especies de plantas productoras de semillas. Es la cosecha más importante en varios países de todo el mundo. El grano tiene una membrana o envoltura llamada fibra formada por seis capas distintas y que es la parte más rica en celulosa, hierro, fósforo, calcio, magnesio, flúor, vitaminas del complejo B. Por eso es mejor comerlo integral. En su interior se encuentra el germen o embrión del trigo que contiene proteínas, aceites, vitamina E y B. Se debe destacar la presencia del ácido graso llamado linoleico que actúa en los casos de exceso de colesterol en la sangre. La industria molinera moderna elimina la cáscara y el germen, dejando solamente la parte interior. Las razones son de orden económico, las harinas refinadas no son http://www.monografias.com/trabajos7/alim/alim.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/plantas/plantas.shtml http://www.monografias.com/trabajos37/celulosa-uruguay-argentina/celulosa-uruguay-argentina.shtml http://www.monografias.com/trabajos11/lasvitam/lasvitam.shtml http://www.monografias.com/trabajos10/compo/compo.shtml http://www.monografias.com/trabajos/sangre/sangre.shtml http://www.monografias.com/trabajos16/industria-ingenieria/industria-ingenieria.shtml 6 atacadas por gorgojos y polillas con la misma facilidad que las harinas integrales y por este motivo pueden almacenarse por mayor tiempo pero se pierde el valor alimenticio. (Moreno, I .2001). 2.1.6 PROPIEDADES DEL TRIGO Es un alimento rico en hidratos de carbono que ayuda a obtener mucha energía. Su riqueza en fibra le hace ideal para tratar el estreñimiento o divertículos. Ideal para personas nerviosas o en período de estudios por su aporte en vitaminas B. Su contenido en lignanos (fitoestrógenos) reduce la posibilidad de sufrir cáncer de pecho, útero o próstata. El trigo tiene propiedades antioxidantes ya que es una buena fuente de Selenio y vitamina E, que protegen a nuestras células frente a los radicales libres. Muy recomendado en las enfermedades cardíacas por su riqueza en vitamina E que ayuda a que el colesterol no se oxide y bloquee las arterias. Olmo M, (2009). 2.1.7 PRODUCCION MUNDIAL La producción mundial de trigo en el 2008 alcanzó los 645 millones de toneladas, 41 millones más que el año pasado, y anuncia una recuperación del consumo de este cereal, hasta los 630 millones de ton, mientras que las reservas de trigo aumentarán en 14 millones de ton, hasta 128 millones, especialmente en EEUU. (http://www." es.wikipedia.org/wiki/Harina). 2.1.8 PRODUCCION NACIONAL En el país se cultivan actualmente 28.890 ha aproximadamente, cuyos rendimientos están alrededor de 0.69 ton/ ha obteniendo 19.762 ton que corresponde al 4.05 % de las necesidades del país; éste rendimiento constituye en http://www.monografias.com/trabajos14/camposvectoriales/camposvectoriales.shtml http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml 7 la actualidad solamente un 15% de las producciones normales del cereal. (Pastor, P. 2008). 2.1.9 PRODUCCION LOCAL Este tonelaje está repartido en 10 provincias de la sierra ecuatoriana, siendo las mayores productoras principalmente las provincias de Bolívar con el 32%, Chimborazo con el 19.40%, Imbabura con el 16 % y Pichincha con el 11 %. En el último reporte realizado en 1.993 se indica que existían alrededor de 35.000 ha. De trigos cultivados pero por la falta de buenos precios y variedades con genética adecuada para superar las producciones ha disminuido el incentivo para consolidar la superficie del cultivo. Anualmente, se estiman una superficie cultivada de 4.500 ha. Los rendimientos promedios están en 1000 kg/ ha. Dentro de las variedades de trigo cultivadas están: UEB-Carnavalero, según análisis del INIAP, es adecuado para la industria harinera, con un contenido de proteína de 13,6%, el Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP)-Zhalao (2003), muestra un trigo de calidad aceptable para pastas o fideo, con 11,65% de proteína, INIAP- Cojitambo, con 12,05% de proteína, trigo no apto para panificación, Sibambe, tiene un rendimiento promedio de 2 ton/ha, cultivadas en los cantones Guaranda, Chimbo, San Miguel, Chillanes. (Pastor, P. 2008). 2.1.10 USOS Casi todo el trigo se destina a la fabricación de harinas para panificadoras y pastelería. En general, las harinas procedentes de variedades de grano duro se destinan a las panificadoras y a la fabricación de pastas alimenticias, y las procedentes de trigos blandos a la elaboración de masas pasteleras. El trigo se usa también para fabricar cereales de desayuno y, en menor medida, en la elaboración de cerveza, whisky y alcohol industrial. Los trigos de menor calidad y los subproductos de la molienda y de la elaboración de cervezas y destilados se 8 aprovechan como piensos para el ganado. Se destinan pequeñas cantidades a fabricar sucedáneos del café, sobre todo en Europa; el almidón de trigo se emplea como apresto de tejidos. (Microsoft Encarta. 2009). En la cuadro 1, se presenta la composición química de la harina de trigo fortificada por cada 100 gr. 2.1.11 VALOR NUTRICIONAL Cuadro 1. COMPOSICION QUIMICA DE LA HARINA DE TRIGO FORTIFICADA POR CADA 100 Gr. Agua 12,0 g Energía 361 kcal Grasa 1, 5 g Proteína 10,8 g Hidratos de carbono 75, 1 g Fibra 0,2 g Fósforo 213 mg hierro 3,5 mg Vitamina C 0 mg Vitamina A 0 mg Vitamina B1 (Tiamina) 0,39 mg Vitamina B2 ( Riboflavina) 0, 14 mg Vitamina B3 (Niacina) 0, 0 mg Fuente: Instituto Nacional de Nutrición del Ecuador (2002) 2.2 LA PAPA CHINA La papa china, también conocida como Taro, malanga, Dashen o Ñame, es considerada una de las especies de raíces y tubérculos con gran potencial en las zonas tropicales. Los cormos, denominación botánica del tallo subterráneo, se utilizan para la alimentación humana, animal y para diferentes usos industriales. 9 Es una especie poco conocida en Ecuador, sin embargo, se ha llevado a cabo investigación relativa a este cultivo desde 1988. Forma parte de la dieta diaria de millones de personas alrededor del mundo, originalmente en África, Asia, Oceanía, y debido sobre todo a la fuerte inmigración a occidente recientemente en América y Europa. Se enmarca dentro de los productos exóticos o no tradicionales, cuyo consumo mundial ha tenido un auge importante aprovechando el interés por parte de sectores crecientes de consumidores. Existen varias regiones con las condiciones adecuadas para explotación y cultivo de papa china en Ecuador, lo que lo hace un producto con alto potencial para su implantación en el País, participando activamente en la reconversión de cultivos. (http:/www.sica.gov.ec/agronegocios/productos%20para%20invertir/raices/ malanga/malang a.pdf Estudio de la Malanga). 2.2.1 ORIGEN Varios autores coinciden que el origen de la papa china está en los trópicos americanos y específicamente en la zona de las Antillas, y que luego se trasladó al oeste del continente Africano. Cuando los europeos llegaron al continente americano, encontraron este producto desde el sur de México hasta Bolivia. Entre los países de América Central o del Sur, en la zona de las Antillas se ha encontrado la mayor cantidad de ecotipos (variedades) de este producto. 10 2.2.2 DATOS AGRONOMICOS NOMBRE CIENTÍFICO Papa china (Colocasia esculenta). 2.2.3 CLASIFICACION BOTANICA Reino: Vegetal. División: Embyiophtyta siphonograma. Subdivisión: Angiospermas. Clase: Monocotiledonea. Orden: Spathyflorae. Familia. Araceae. Genero. Colocasia. Especie: Colocasia esculenta. 2.2.4 NOMBRES COMUNES Yautía, tania (Puerto Rico; Trinidad-Tobago); macal (México); quiscamote (Honduras); tiquisque (Costa Rica); otó (panamá); okumo (Venezuela); uncucha (Perú); mangarito, mangareto (Brasil); gualuza (Bolivia); malangay (Colombia); taro, papa china, sango (Ecuador) y malanga (Cuba). 2.2.5 VARIEDADES Existen dos variedades conocidas en el Ecuador la blanca y la lila o morada. 2.2.6 DESCRIPCION BOTANICA Pertenece a la familia de las aráceas comestibles, la que comprende los géneros: Colocasia, Xanthosoma, Alocasia, Cyrtosperma y Amorphophalllus. 11 Tamaño o porte. Son plantas herbáceas, suculentas que alcanzan una altura de 1 a 3 metros, sin tallo aéreo. El tallo central es elipsoidal, conocido como cormo y rico en carbohidratos (18-30% en base fresca). Cormo. Del cormo central se desarrollan cormelos laterales recubiertos con escamas fibrosas. El color de la pulpa por lo general es blanco, pero también se presentan clones coloreados hasta llegar al violáceo. (Ministerio de Agricultura de Cuba, 1977). Según el clon, la forma varía de cilíndrica hasta casi esférica y el tipo de ramificación desde simple a muy ramificada. Presenta marcas transversales que son las cicatrices de la hoja con frecuencia con fibras y está cubierta por una capa corchosa delgada y suelta. Internamente el cormo se divide en la zona cortical y el cilindro central. La primera es angosta, de apariencia compacta, está formada por parénquima de células isodiamétricas con alto contenido de almidón. En el cilindro central el tejido básico es parénquima, pero de células más irregulares y con paredes delgadas, constituidas principalmente por almidón. Estas características del almidón y el contenido de minerales y vitaminas hacen de los cormos de malanga una fuente de alimentos nutritivos y de alta digestibilidad. En el cilindro central se localizan también los haces vasculares, canales de mucílago y rafidios de oxalato de calcio. (León. 1987). Hojas. Son por general de forma peltada; se producen en el meristemo apical del cormo y aparecen arrolladas por la base formando un pseudotallo corto. Las hojas nuevas salen enrolladas de entre los peciolos de las ya formadas y las laterales más viejas se marchitan y secan. En los primeros seis meses el área foliar se incrementa rápidamente, para luego mantenerse estable mientras aumenta el peso de los órganos subterráneos. El peciolo es cilíndrico en la base y acanalado en la parte superior, mostrando una coloración que varía según el clon. (Jones, S. 1986). 12 Es característica distintiva la presencia de líneas longitudinales amarillas o rosadas y de manchas o puntos rojizos a violáceos hacia la base. El peciolo se inserta en la parte media del limbo de la hoja del cual se directamente a los tres nervios principales; el ángulo que forma el peciolo con la lámina es característica varietal. En algunos clones la inserción del peciolo determina que la lámina tome una posición vertical y en otros inclinada. La proporción largo: ancho varía con el clon. De la inserción del peciolo parte el nervio central, que termina en el ápice de la hoja y dos nervios basales. El color varía de verde-claro y verde- púrpura. (León. 1987). Inflorescencias. Dos o más inflorescencias emergen del meristemo apical del cormo, entre los peciolos de las hojas. Se forman de una hoja envolvente denominada espata que rodea el espádice. Son estructuras características de las aráceas. Del eje de éste último se insertan las flores sésiles. En la parte inferior lleva flores pistiladas las cuales no se desarrollan, se secan y desprenden. (http://www.sica.gov.ec/agronegocios/productos%20para%20invertir/raices/ malanga/malang a.pdf Estudio de la Malanga). 2.2.7 ECOFISIOLOGIA La papa china es una planta netamente tropical. Para su desarrollo óptimo requiere las siguientes condiciones climáticas y de suelo. Altitud. Se adapta desde el nivel del mar hasta 1500 msnm. (Jiménez. 1988). Precipitación. Requiere de regímenes de lluvia altas (1800-2500 mm) y bien distribuidas; cuando existe insuficiente humedad en el suelo, las hojas se tornan amarillentas y se marchitan. Temperatura. Debe haber temperaturas promedio no inferiores a 20ºC, siendo la óptima entre 25-30 ºC. Las temperaturas menores de 18ºC detienen el crecimiento y se interrumpe la fotosíntesis. (Mendoza. 1989). 13 Fotoperiodo. El mejor desarrollo se alcanza con periodos de 11-12 horas luz. La luz influye sobre algunos aspectos morfológicos como el número de hojas y cormos, así como la altura de la planta. Tipo de suelo. En cuanto al tipo de suelo, las plantas se adaptan más a aquéllos profundas, fértiles, con suficiente materia orgánica y bien drenada. Deben evitarse los suelos con alto contenido de arcilla o arena. El pH óptimo debe ser entre 5.5- 6.5, aunque puede adaptarse a espectros de 4.5-7.5. También puede desarrollarse en terrenos húmedos, lagunas, orillas de drenes y canales de riego donde no se desarrollan otros cultivos. El cultivo muestra problemas en suelos arenosos o pesados y mal drenados, así como en suelos rocosos y pedregosos ya que deforma el cormo y se dificulta la cosecha. Los suelos muy pesados dificultan la emergencia de las plantas y el desarrollo de los cormos. (Montaldo (1991). Existen variedades que crecen bajo el agua (cultivos bajo inundación), en tanto que otras prefieren los suelos bien drenados (cultivos secos). (http://apps.fao.org/faostat Consulta de bases de datos de producción mundial y comercio internacional de Ñame Malanga). 2.2.8 COSECHA Y RENDIMIENTO La cosecha se realiza a los 10 meses de la siembra para la papa china blanca y a los 12 meses para la papa china morada. Antes de la cosecha es aconsejable visitar a las empacadoras para saber cuándo debe entregar el producto y los requerimientos de calidad exigibles en ese momento por el mercado. La planta está lista para ser cosechada cuando las hojas inferiores se tornan amarillentas y cuando los cormelos se cierran en la parte superior. Aproximadamente, ocho días antes de sacar los cormos y cormelos del suelo, se procede a eliminar el follaje de la planta. La cosecha se realiza manualmente, 14 halando con fuerza a la mata, se extrae los cormos y cormelos del suelo y luego se clasifica separando los cormelos comerciales de los no comerciales. Los rendimientos promedio son de 10 toneladas por hectárea, llegando a cosecharse hasta 30 Tm, en condiciones experimentales. (Zavala, P. 2001). 2.2.9 MANEJO POST- COSECHA Después de cosechados los cormos y cormelos se transportan en cajas plásticas a las empacadoras, en donde se procede a la segunda clasificación para separar los cormelos dañados (con heridas, golpeados o quebrados), muy pequeños, delgados y punteagudos, deformes o con lesiones de plagas. Luego de clasificados, se lava en agua con fungicida a base de cloro con 100 ppm.o con bactericida-fungicida, como el Benlate. 2.2.10 USOS Los cormos se utilizan para la alimentación humana, animal y para diferentes usos industriales, por sus contenidos nutrimentales, ya que con ella se preparan un sin número de platos: sopas, pastas, coladas, tortillas, panes, pasteles, y más. (http://www.es.wikipedia.org/w/index.php?title,Especial:Libro&bookcmd=re ndering&return_to=Colocasia+esculenta&collection_id=196aeb5db26d812f &writer=rl). 2.2.11 VALOR NUTRICIONAL La composición química de los cormos es alta en nutrientes disponibles, carbohidratos y proteína, además de ser altamente digestivo, por lo que se le considera un excelente alimento. Se consumen cocidos y como harina para diversos usos como frituras. http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=rendering&return_to=Colocasia+esculenta&collection_id=196aeb5db26d812f&writer=rl http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=rendering&return_to=Colocasia+esculenta&collection_id=196aeb5db26d812f&writer=rl http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=rendering&return_to=Colocasia+esculenta&collection_id=196aeb5db26d812f&writer=rl 15 En el cuadro 2, se presenta la comparación del contenido alimenticio de hojas. Cuadro 2. COMPARACION DEL CONTENIDO ALIMENTICIO DE HOJAS (100g de porción comestible, base fresca) Fuente:http://www.sica.gov.ec/agronegocios/productos%20para%20invertir/raices/malanga/ malanga.pdf En el cuadro 3, se presenta la comparación del contenido alimenticio de la papa china (cormo) con tubérculos convencionales. Cuadro 3. COMPARACION DEL CONTENIDO ALIMENTICIO DE LA PAPA CHINA (CORMO) CON TUBERCULOS CONVENCIONALES (100gr de porción comestible, base fresca). Fuente: Colegio de Postgraduados, Campus Veracruz, México.1999 En el cuadro 4, se presenta la composición química de 100gr. de papa china de porción comestible. KCAL PROTEINA (gr) CALCIO (gr) Papa china 8.5 2.5 19.10 Camote 103 1.0 14.00 Papa 76 1.6 17.50 Yuca 121 1.0 28.20 ALIMENTO PROTEÍNA CALCIO VITAMINA C VITAMNICA A (grs) (Mg) (Mg) (U.I) Papa china 4.4 268 142 29,385 Espinaca 2.9 66 40 1,067 Acelga 2.9 62 6 1,335 16 Cuadro 4. COMPOSICION QUIMICA DE 100Gr. DE PAPA CHINA DE PORCION COMESTIBLE (Uso humano).-Base húmeda. Fuente: Instituto Nacional de Nutrición de Venezuela. 1983 2.3 EL SECADO El exceso de humedad contenida por los materiales puede eliminarse por métodos mecánicos (sedimentación, filtración, centrifugación). Sin embargo, la eliminación más completa de la humedad se obtiene por evaporación y eliminación de los vapores formados, es decir, mediante el secado térmico, ya sea empleando una corriente gaseosa o sin la ayuda del gas para extraer el vapor. (Knoule. 1968). UNIDAD CRUDO COCINADO Humedad Gr 71.9 72 Proteína Gr 1.7 1.0 Grasa Gr 0.8 0.2 Carbohidratos Gr 23.8 25.7 Fibra Gr 0.6 0.4 Cenizas Gr 1.2 0.7 Calcio Mg 22.0 26.0 Fósforo Mg 72.0 32.0 Hierro Mcg/meq 0.9 0.6 Vitamina A Mg 3 Tiamina Mg 0.12 0.08 Riboflavina Mg 0.02 0.01 Niacina Mg 0.6 0.4 Ácido ascórbico Mg 6 Energía Mcal/Kg 38085 3892 17 Esta operación se utiliza ampliamente en la tecnología química y es muy común que sea la última operación en la producción precedente a la salida del producto resultante. (Kasatkin. 1985). Es evidente que la eliminación de agua o en general de líquidos existentes en sólidos es más económica por acción mecánica que por acción térmica. La dificultad de los medios mecánicos surge cuando los productos finales y gran número de productos intermedios deben cumplir especificaciones rigurosas en cuanto a la humedad final. Habitualmente una centrífuga trabajando con grandes cargas de sólido húmedo dejará humedades en torno al 10-20 %, aunque en casos excepcionales como la sal común o cloruro sódico se puede alcanzar el 1 %. (Perry, J. 2004). La operación de secado es una operación de transferencia de masa de contacto gas- sólido, donde la humedad contenida en el sólido se transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa, en base a la diferencia entre la presión de vapor ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente gaseosa. Cuando estas dos presiones se igualan, se dice que el sólido y el gas están en equilibrio y el proceso de secado cesa. (Programa del Partido Comunista de Cuba. 1999). 2.3.1 SECADOR DE BANDEJAS Son los más antiguos y aún los más utilizados. Consisten de una cabina en el que el material a secar se esparce en bandejas (4-20). Cada bandeja puede ser de forma cuadrada o rectangular con un área que en promedio es de 1.25m 2 ; se recomienda esparcir el material hasta una altura máxima de 1.5 cm. El secado puede durar hasta dos días dependiendo del tipo de material y su contenido de humedad. (Abucci, S. 1998). 18 2.3.2 VENTAJAS Cada lote del material se seca separadamente. Se pueden tratar lotes de tamaños desde 10 hasta 250 kg. Para el secado de materiales no necesita de aditamentos especiales. Estos equipos tienen dos variaciones, una de secado directo en el cual el aire caliente es forzado a circular por las bandejas. La otra de secado indirecto, donde se utiliza el aire caliente proveniente de una fuente de calor radiante dentro de la cámara de secado y una fuente de vacío o un gas circulante para que elimine la humedad del secador. Las bandejas pueden ser de fondo liso o enrejado. En estas últimas, el material se debe colocar sobre un papel, tela o fibra sintética especial donde la circulación del aire caliente fluye sobre el material desde arriba hasta abajo. El material de soporte debe facilitar la limpieza y prevenir la contaminación del producto. En el secador la temperatura y el flujo deben ser muy uniformes. En general la velocidad de flujo recomendada para 100 Kg. del material es de 200 pies/min. Los granulados obtenidos en este secador son más densos, duros e irregulares que los obtenidos en por lecho fluidizado, ya que éstos tienden a ser más porosos, menos densos y más esféricos. La desventaja de estos equipos es que algunos colorantes y ciertos fármacos solubles en agua tienden a migrar desde el centro del gránulo hasta la superficie durante el secado. La fuente energética de estos secadores ser vapor, electricidad, o hidrocarburos como carbón, petróleo, aceite y gas. Estos dos últimos calientan mucho más y son de bajo costo de funcionamiento, pero tienen el inconveniente de contaminar el producto y producir explosiones. Los secadores que funcionan con vapor son más baratos que los eléctricos y se aconsejan para equipos grandes. (Guerra, D.1979). 19 2.4 LA HARINA DE TRIGO Es una sustancia pulverulenta que se obtiene tras moler de forma muy fina granos de trigo. Los productos molidos que se extraen de otros granos, como el centeno, el trigo sarraceno, el arroz y el maíz, así como los obtenidos de plantas como la patata, reciben también el nombre de harinas, pero el uso inespecífico del término hace referencia a la harina elaborada a partir del trigo común. La harina contiene entre un 65 y un 70% de almidón, pero su valor nutritivo fundamental está en su contenido, de un 9 a un 14%, de proteínas; las principales son la gliadina y la gluteina, que constituyen aproximadamente un 80% del contenido en gluten. La celulosa, los lípidos y el azúcar representan menos de un 4 %. Combelli, R (1952). 2.4.1 HISTORIA DE LA HARINA DE TRIGO Históricamente se usaban tanto los molinos manuales como los grandes. Hasta los tiempos modernos, la harina podía contener pequeñas cantidades de arenilla, tanto por no limpiar bien el grano como por desgaste de las piedras del molino. Esta arenilla resultaba abrasiva para los dientes. La forma más antigua de moler consistía en usar un par de piedras manejadas manualmente. Después, los molinos tradicionales estaban accionados por agua o por el viento, como los clásicos Molinos de viento de La Mancha, que aparecen en el Quijote, o los de Holanda. También se usaron animales para accionar molinos. (http://www es.wikipedia.org/wiki/Harina). 20 2.4.2 LOS SECRETOS DE LA HARINA FORTIFICADA Desde hace tiempo Grupo Bimbo utiliza en la preparación de todos los productos elaborados a base de harina de trigo, Harina fortificada con vitaminas y minerales. Esto nos da la ventaja que cada vez que consumimos estos productos su valor nutrimental mejore. La gran variedad de panes de caja, panes dulces, las tortillas de harina, las galletas, además de deliciosos nos aportan ciertas vitaminas y minerales que nosotros muchas veces ni imaginamos. Los componentes que estos nutrimentos tienen: Niacina o Vitamina B3.- Pertenece al grupo de las vitaminas B. Su función más importante es la de cooperar en la utilización de la energía proveniente de los hidratos de carbono, proteínas y lípidos. Su deficiencia en los primeros periodos puede producir debilidad muscular, anorexia, indigestión y erupciones en la piel. Su deficiencia severa provoca una enfermedad llamada pelagra que se caracteriza por dermatitis, demencia y diarrea. El pan es una fuente muy importante de energía por lo que al tener además Niacina, esta ayuda para que esta energía sea bien utilizada. Hierro.- El hierro es un mineral indispensable, que no debe faltar en nuestras dietas, sin embargo, hoy se sabe gracias a la última Encuesta Nacional de Nutrición que en nuestro país hay serias deficiencias de este nutrimento. Tiene funciones importantísimas ya que es el encargado de transportar oxigeno al cerebro, ayuda en las funciones del sistema inmune, en las funciones cognitivas, es decir, a pensar, aprender, memorizar, etc. 21 Su deficiencia se conoce como Anemia y sus síntomas son fatiga, palidez y dificultad para concentrarse, entre las más importantes. Zinc.- Este micro nutrimento es de gran importancia ya que tiene funciones tan importantes como ayudar en el crecimiento de los tejidos, a la reproducción de las células, ayuda con la utilización de hidratos de carbono, proteínas y lípidos y ayuda a protegernos de las enfermedades. Su deficiencia durante la niñez está relacionado con un crecimiento deficiente y durante el embarazo con defectos en el bebe, algunos otros síntomas son pérdida de apetito, cambios en la piel y reduce la resistencia a las enfermedades. Tiamina o Vitamina B1.- Esta vitamina también pertenece a la familia de las vitaminas B. Su función primordial es ayudar en la generación de energía por el cuerpo, indispensable para la realización de todas nuestras actividades. Su deficiencia produce fatiga, músculos débiles y daños en el sistema nervioso. En caso severo aparece una enfermedad llamada beriberi, que gracias a la adición de esta vitamina a las harinas es raro que se produzca. Riboflavina o Vitamina B2.- Como se puede ver esta vitamina también pertenece a la familia de las vitaminas B. Esta vitamina nos ayuda a que todas las células de nuestro cuerpo puedan producir energía, también juega un papel muy importante en el metabolismo de las proteínas. Su deficiencia es muy rara, y más ahora que la podemos encontrar en productos elaborados con harinas enriquecidas. 22 Ácido Fólico.- Esta vitamina es muy conocida por su necesidad durante el embarazo ya que su deficiencia produce defectos severos en el tubo neutral del bebe, si bien esto es cierto esta vitamina es de suma importancia para todos. Esta vitamina tiene funciones tan importantes como formar hemoglobina en los glóbulos rojos, proteger contra enfermedades cardiacas, ayuda en la reproducción de las células del cuerpo, etc. Su deficiencia afecta la reproducción y crecimiento de las células, y puede provocar anemia. Esto es una razón más para que al consumir esto productos, además de disfrutar de su delicioso sabor, sepamos que están contribuyendo con nuestra buena nutrición. (http://www.grupobimbo.com.mx/nutrición/indexart). La fortificación de harinas es entonces una estrategia para mejorar el estado nutricional de la población, al ser un alimento de consumo masivo y un excelente vehículo para agregar nutrientes, como medio para el control y disminución de las anemias por deficiencia de nutrientes. (http://www.presidencia.gub.uy). 2.4.3 COMPOSICION QUIMICA La harina de trigo contiene en su mayor parte almidón, un 70 %, entre un 9 y un 12% de proteínas, un 1,5 % de grasas, hasta un 15% de agua en el momento del envasado y distintos minerales como potasio y ácido fosfórico. Los porcentajes están regulados por ley. 2.4.4 HARINAS DE FUERZA Y HARINAS FLOJAS. Las harinas de fuerza o gran fuerza provienen de granos de trigo duro, generalmente de especies exóticas o especiales. También se les llama harinas de primavera porque es la época de siembra de estos trigos, o también harina flor, http://www.presidencia.gub.uy/ 23 puesto que necesitan un tipo especial de molienda, en la que solo se utiliza la parte central del grano. Las harinas flojas, también se conocen como harinas de invierno o harinas candeales, proceden de granos de trigo blanco cuya época de siembra es el invierno. (http://www.gebirg.com/Panaderia/harinas.htm). 2.4.5 ELABORACION DE LA HARINA La harina se obtiene moliendo los granos entre piedras de molino o ruedas de acero. En la actualidad se muele con maquinaria eléctrica, aunque se venden pequeños molinos manuales y eléctricos. En el proceso de la molienda se separa el salvado y por lo tanto, la harina de trigo se hace más fácilmente digerible y más pobre es fibra, además se separa la aleurona y el embrión por lo que se pierden proteínas y lípidos, principales causantes del enranciamiento de la harina. El polvo de harina en suspensión es explosivo, como cualquier mezcla de sustancia inflamable finamente pulverizada y aire. Algunas de las peores tragedias civiles por explosiones se han dado en molinos de harina. 2.4.6 OBTENCION DE HARINA DE TRIGO  Limpieza preliminar de los granos, mediante corrientes de aire que separan el polvo, la paja y los granos vacíos.  Escogido de los granos, mediante cilindros cribados que separan los granos por su tamaño y forma.  Despuntado y descascarillado, en esta fase se eliminan el embrión y las cubiertas del grano.  Cepillado de la superficie de los granos, para que queden totalmente limpios. http://www.gebirg.com/Panaderia/HARINAS.htm 24  Molturación, finalmente se pasa a la molienda por medio de unos rodillos metálicos de superficies ásperas o lisas, que van triturando el grano y obteniendo la harina.  Refinado, una vez obtenida la harina pasa a través de una serie de tamices que van separando las diferentes calidades de la harina. Después de la recolección y la trilla que separa la paja del grano de trigo, éste habitualmente se lava y se empapa con agua de modo que su núcleo se rompa adecuadamente. A continuación en la operación de la molienda, se desmenuza el grano y se hace pasar a través de un conjunto de cilindros apisonadores. Cuando las partículas de menor tamaño han sido cribadas, se introducen las más gruesas a través de nuevos rodillos. La operación se repite hasta conseguir una harina blanca que posee un índice de aprovechamiento medio del 72% respecto de la cantidad inicial de grano. Cuando el porcentaje global extraído supera esta cifra, se obtienen las denominadas harinas integrales y oscuras, que contienen la cáscara del grano además de su meollo. La harina blanca soporta mejor largas temporadas de almacenamiento en silos, al no poseer un alto contenido en aceites vegetales. 2.4.7 CLASIFICACION DE LA HARINA DE TRIGO Según las diversas propiedades de la harina, se estable e la siguiente clasificación: 2.4.7.1 HARINA INTEGRAL La harina integral resulta de la molturación del grano de trigo, maduro, sano y seco, industrialmente limpio, sin separación de ninguna parte de él, es decir, con un grado de extracción del 100%. 25 2.4.7.2 HARINA INTEGRAL DE TRIGO DESGERMINADO Se trata del producto resultante de molturar el grano de trigo maduro, sano y seco, industrialmente limpio, al que se le ha eliminado sólo el germen. 2.4.7.3 MEZCLA DE HARINAS Es la resultante de la mezcla de harinas de diferentes cereales. En el envase figurará la especificación cuantitativa y cualitativa de las harinas que la integran. 2.4.7.4 HARINA ACONDICIONADA Las características organolépticas, plásticas y fermentativas de esta harina se modifican o complementan para mejorarla mediante tratamientos físicos o adición de productos debidamente .autorizados. En el envase figurará la leyenda harina acondicionada, seguida del nombre del cereal del que proceda, la fecha de envasado y referencia numérica de la autorización para realizar el acondicionamiento. 2.4.7.5 HARINA ENRIQUECIDA Se trata de la harina a la que se ha añadido alguna sustancia que eleve su valor nutritivo, con el fin de transferir esta cualidad a los productos con ella elaborados. 2.4.7.6 HARINA PARA REBOZAR Es la harina acondicionada por adición de determinadas sustancias, debidamente autorizadas, y que se utilizan en la condimentación de alimentos. 26 2.4.7.7 HARINA ALTERADA Se considera como alterada, averiada y enferma la harina que tenga olor anormal, sabor ácido o aquélla cuyo gluten presente propiedades anormales. 2.4.7.8 HARINA DE FUERZA Es la harina de extracción T-45 y T-55, exclusivamente, procedente de trigos especiales. 2.4.7.9 SEMOLA Y SEMOLINA Son los productos fundamentalmente constituidos por endospermos de estructura granulosa, procedentes de la molturación del trigo, industrialmente limpio. Se clasifican según su granulosidad en estos grupos: • Sémola gruesa: sus gránulos tienen un diámetro superior a seis décimas de milímetro. • Sémola fina: el diámetro de sus gránulos está comprendido entre cuatro y seis décimas de milímetro. • Semolina: sus gránulos tienen un diámetro comprendido entre dos y cuatro decimas de milímetro. Podemos distinguir, asimismo, una sémola de boca o de consumo directo, una sémola industrial, una semolina de trigo duro y otra semolina de trigo blando. 2.4.7.10 HARINA ESPECIAL La harina se obtiene mediante procesos especiales de elaboración, existen varias modalidades: 27 • Harina malteada: -se- elaborada a partir de cereales que hayan sufrido un malteado previo. A su vez, se clasificará según el contenido en almidón soluble en agua. • Harina dextrinada: es aquella que por tratamiento térmico, o por adición de una pequeña cantidad de ácido no perjudicial, contiene dextrina. La dextrina es el producto que resulta de la fécula de patata o de maíz mediante un tratamiento técnico. • Harina preparada: la mezcla de harinas especiales con productos lácteos y otras sustancias nutritivas. • Harina de yuca: procede de la molienda de la pulpa de yuca, lavada y deshidratada. 2.4.7.11 CLASES DE HARINA PARA PAN  Harina integral: es aquella que contiene todas las partes del trigo.  Harina completa: solo se utiliza el endospermo.  Harina patente: es la mejor harina que se obtiene hacia el centro del endospermo.  Harina clara: es la harina que queda después de separar la patente. 2.4.8 CARACTERISTICAS ORGANOLEPTICAS Y FISICO-QUIMICAS DE LAS HARINAS La harina presenta una consistencia característica debido a su carácter pulverulento. Además, tiene la propiedad de quedarse pegada a las superficies con las que entra en contacto. Su olor y sabor tienen relación con los de los cereales de los que procede: el color es blanco-amarillento cuando procede de endospermo puro o casi puro, pero si la fracción de extracción supera entre un 72% a un 74%, 28 el color se deteriora rápidamente al incorporar otros constituyentes además del endospermo. La ligera tonalidad amarillenta de la harina recién extraída se debe a la presencia de pigmentos carotenoides del tipo xantofila y sus esteres en el endospermo. Si la harina se almacena durante un período de tiempo prolongado, el oxígeno va destruyendo dichos pigmentos, con lo que la blancura y el aspecto mejoran considerablemente. Para acelerar este proceso, la industria harinera emplea diversas sustancias blanqueantes de las cuales, la que más se utiliza es el peróxido de benzoilo, que se añade en forma de polvo seco y actúa en un par de días. El cloro gaseoso o alguno de sus derivados nitrogenados también producen una harina muy blanca en pocos instantes. El cloro es perjudicial en las harinas para panificación y destruye parte de la vitamina E, aunque es beneficioso en las harinas de repostería. También se pueden incorporar a la harina compuestos que aceleran su maduración como el bromuro potásico, el iodato potásico, la azocarbonamida el peróxido de acetona o el dióxido de cloro. La humedad de la harina gira en torno al 12% o 13%. 2.4.9 CARACTERISTICAS BROMATOLOGICAS DE LAS HARINAS La composición nutricional de la harina depende del tipo de que se trate. Los valores que damos aquí son aplicables a la harina blanca obtenida del molturado del endospermo del trigo. En el cuadro siguiente es posible comprobar la disminución generalizada en la composición nutricional; solo el aporte hidrocarbonato experimenta un sensible aumento. Sin embargo la fibra desaparece casi por completo y, con ella, la mayor parte de las vitaminas y de los minerales que contiene. 29 En el cuadro 5, se aprecia la composición química de 100gr. de papa china de porción comestible. Cuadro 5.VARIACION EN LA COMPOSICION AL PASAR DE TRIGO A HARINA Componente Trigo Harina de 70% de extracción Ceniza, % 1.55 0,4 Fibra, % 2,17 Trazas Proteína, % 13,9 12,9 Aceite, % 2,52 1,17 Almidón, % 63,7 70,9 Tiamina, mg/g 3,73 0,70 Riboflavina, mg/g 1,70 0,70 Niacina. mg/g 55,6 8,50 Hierro, mg/g 3,08 1,42 Sodio, mg/g 3.2 2,2 Potasio, mg/g 316 83 Calcio, mg/g 27,9 12,9 Magnesio, mg/g 143,0 27,2 Cobre, mg/g 0,61 0,18 Cinc, mg/g 3,77 1,17 Fósforo total, mg/g 350 98 Fósforo de filato, mg/g 345 30,4 Cloro, mg/g 39,0 48,4 Fuente: Instituto Nacional de nutrición.2002 Para evitar las carencias vitamínicas y minerales, toda la harina casera y el pan de panadería se enriquecen con las vitaminas tiamina, riboflavina y niacina, y con sales minerales de hierro. (Larrañaga Juan, 2004). 2.4.10 HARINA DE PAPA CHINA Es el producto finamente triturado que resulta de la molturación del grano de papa china maduro, sano, pelado y secado en hojuelas e industrialmente limpio y los pasos que se siguen para obtener la harina son: 30  Recepción de la materia prima. Se receptará la papa china previamente seleccionado y clasificado.  Limpieza. Se limpiará todo tipo de impurezas existente en la materia prima para que la misma no afecte en la calidad de las harinas.  Pesado. Se hará el primer pesado de la materia prima en una balanza para realizar el balance de materia.  Pelado. Una vez lavado la papa china se pelará con la ayuda de un cuchillo de acero inoxidable.  Cortado o picado. El cortado de la papa china se lo realizará con un cortador manual, en rodajas muy finas de 0.3centimetros aproximadamente, la cual facilitará la deshidratación.  Pesado. Se pesará papa china pelada para determinar la cantidad de humedad que este tiene, para obtener el peso inicial y relacionar con el peso final.  Secado o deshidratado. Se procederá a colocar las rodajas de papa china en las bandejas del secador, el mismo que se lo colocará en forma ordenada e individual ya que de esta manera se podrá eliminar el agua del producto más rápido y de manera eficaz, a una temperatura de 36°C y un tiempo de 3.5 horas aproximadamente.  Una vez puesto el producto en las bandejas se procederá a colocarlo en el secador y este a su vez debe ser intercalada en un determinado tiempo, ya que de esta manera ayudará hasta llegar a la temperatura optima de secado.  Pesado. Una vez deshidratado la papa china se pesará por segunda ocasión para verificar la cantidad de humedad eliminada del producto, obteniendo así el peso final y poder calcular el porcentaje de humedad existente.  Molido. La papa china deshidratada se molerá en un molino de manual con una graduación de 180 micras (μm).  Enfundado. La harina de panificación obtenida se llenará en fundas de polietileno, para evitar que esta absorba la humedad del ambiente, y mantenga sus propiedades nutritivas sin alteración alguna.  Almacenado. Las harinas enfundadas se codificarán y almacenará en un lugar libre de humedad y contaminación. 31 2.5 ELABORACION DE PAN La elaboración del pan se hace con masas ácidas que son cultivos mixtos de bacterias ácido láctico y levaduras que crecen de manera espontánea en los cereales. Estas bacterias fermentan los azúcares formando ácido acético, etanol, ácido láctico y CO2 dependiendo de la especie. Las levaduras también contribuyen a la formación de gas con la fermentación del azúcar a etanol y CO2. Los ácidos proporcionan al producto el sabor, mientras que los azúcares fermentables y la fracción de bacterias lácticas y levaduras que son productoras de gas son responsables de la porosidad y ligereza de la masa. 2.5.2 COMPONENTES CARACTERISTICOS DE LA HARINA PARA EL PAN Carbohidratos: formado por compuestos químicos como el C, H, O. Constituyen la mayor parte del endospermo. Proteínas: son sustancias nitrogenadas y se clasificación: - Proeínas solubles: existen en poca en el grano de trigo. - Insolubles: son las que forman el gluten. Gluten Es la sustancia tenaz, gomosa y elástica que se forma en la mas mediante la adición del agua. El gluten se forma por la unión entre otros de las proteínas gliadina y glutenina. - Gliadina: es pegajosa y le da al gluten su cualidad adhesiva. - Glutenina: le da tenacidad y fuerza. Estas dos proteínas son las que regulan la propiedad de retener el gas. - Calidad del gluten: 32 Se mide por: - Capacidad de absorción y retención del agua. - Capacidad de retener el gas carbónico. - La humedad tiene que estar alrededor de 14%. - Tiene que haber presencia de cenizas (material mineral). 2.5.3 CARACTERISTICAS DE LA HARINA Color: el trigo blando produce harinas blancas o blanco cremoso. Extracción: se obtiene después del proceso de molienda. Por cada 100 kg de trigo se obtiene 72 a 76 kg de harina. Fuerza: es el poder de la harina para hacer panes de buena calidad. Tolerancia: se le denomina al tiempo transcurrido después de la fermentación ideal sin que la masa sufra deterioro notable. Absorción: es la propiedad de absorción de la mayor cantidad de agua. Las harinas hechas de trigo con muchas proteínas son los que tienen mayor absorción. Maduración: las harinas deben ser maduradas o reposar cierto tiempo. Blanqueo: las harinas pueden ser blanqueadas por procedimientos químicos. Enriquecimiento: con vitaminas y minerales. 2.5.4 INGREDIENTES DEL PAN 2.5.4.1 AGUA El tipo de agua a utilizar debe ser alcalina, es aquella agua que usualmente utilizamos para beber. Cuando se amasa harina con la adecuada cantidad de agua, las proteínas gliadina y glutenina al mezclarse forman el gluten unidos por un enlace covalente que finalmente será responsable del volumen de la masa. 33 Funciones del agua en panificación:  Formación de la masa: el agua es el vehículo de transporte para que los ingredientes al mezclarse formen la masa. También hidrata el almidón que junto con el gluten dan por resultado la masa plástica, suave y elástica.  Fermentación: para que las enzimas puedan actuar hace falta el agua para que puedan difundirse a través de la pared o la membrana que rodea la célula de levadura. El agua es el que hace posible la propiedad de plasticidad y extensibilidad de la masa, de modo que pueda crecer por la acción del gas producido en la fermentación.  Efecto en el sabor y la frescura: el agua hace posible la porosidad y el buen sabor del pan. 2.5.4.2 SAL Es un compuesto químico formado por Cl y Na. Características de sal a utilizar: Granulación fina, poseer una cantidad moderada de yodo para evitar trastornos orgánicos, garantizar una pureza por encima del 95% y sea blanca (yodo 0.004). Funciones de sal en panificación Mejorar el sabor, fortalece el gluten, puesto le permite a la masa retener el agua y el gas. La sal controla o reduce la actividad da la levadura, ejerce una acción bactericida no permite fermentaciones indeseables dentro de la masa. Las proporciones recomendables de sal a utilizar son: desde 1.5 hasta 3.0%. 34 2.5.4.3 AZUCAR Compuesto químico formado por C, H, O. En panificación se utiliza la sacarosa o azúcar de caña. Funciones del azúcar en la panificación: Sirve de alimento para la levadura. Ayuda a una rápida formación de la corteza del pan debido a la caramelización del azúcar permitiendo que la temperatura del horno no ingrese directamente dentro del pan para que pueda cocinarse y también para evitar la pérdida del agua. El azúcar es higroscópico, absorbe humedad y trata de guardarse con el agua. Le da suavidad al producto. 2.5.4.4 LECHE Se utiliza la leche en polvo. Debido a: Fácil almacenamiento, sin refrigeración, Fácil manejo para pesar y controlar. Funciones de la leche: Da color a la corteza (lactosa se carameliza). La textura del pan con la leche es más suave. Mejora el sabor del pan. Eleva el valor nutritivo del pan. Aumenta la absorción del agua. Aumenta la conservabilidad ya que retiene la humedad. 35 2.5.4.5 GRASAS Según su origen las grasas se dividen en: Manteca o grasa de cerdo: brindan un buen sabor al pan. Mantequilla: es la grasa separada de la leche por medio del batido. Aceites vegetales: se obtienen sometiendo las semillas a un proceso de prensado (girasol, maní, ajonjolí etc). Características de las grasas Elasticidad, que es la dureza o labravilidad. Punto de cremar, es la propiedad de incorporar aire en el proceso de batido fuerte, en unión con azúcar o harina. El punto de fusión, es la temperatura por la que es transformada al estado líquido. Función de la grasa en panificación Mejora la apariencia, produciendo un efecto lubricante Aumenta el valor alimenticio, las grasas de panificación suministran 9.000 calorías por kilo. Mejora la conservación, la grasa disminuye la perdida de humedad y ayuda a mantener fresco el pan. 2.5.4.6 LEVADURA Se utiliza en panificación saccharomyces cereviseae. Requisitos de la calidad de la levadura: Fuerza, es la capacidad de gasificación que permite una fermentación vigorosa. 36 Uniformidad, la levadura debe producir los mismos resultados si se emplean las mismas cantidades. Pureza, evitar la ausencia de levaduras silvestres. Apariencia, debe ser firme al tacto y al partir no se desmorona mucho, debe demostrar algo de humedad. Funciones de la levadura en panificación: Hace posible la fermentación, la cual de alcohol y gas carbónico. Aumenta el valor nutritivo al suministrar el pan proteína suplementaria. Convierte a la harina cruda en un producto ligera. Da el sabor característico al pan. Necesidades de la levadura: Para actuar la levadura necesita Azúcar, como fuente de alimento. Humedad, sin agua no puede asimilar ningún alimento. Materias nitrogenadas, necesita nitrógeno y lo toma de la proteína de la harina. Minerales, la levadura necesita sales minerales para una actividad vigorosa. Temperatura adecuada, mantenerlo refrigerado hasta el momento de su uso. Las enzimas de la levadura: Las enzimas de la levadura actúan como catalizadores en la fermentación ayudando a la conversión de algunos azucares compuestos a azucares simples y fácilmente digeribles por la levadura. Las enzimas que hay en la levadura son las siguientes: 37 Proteasa, ablanda el gluten actuando sobre la proteína. Invertasa, actúa sobre los azucares compuestos. Maltasa, actúa sobre la maltosa. Zimasa, actúa sobre los azucares simples. Caso típico de acción de la levadura de pan La levadura libera dos enzimas: invertasa o sacarasa y la zimasa. 1. C12 H22 O11 + H2O 2C6 H12 O6 Sacarosa glucosa 2. C6 H12 O6 2C2 H5 OH + 2 CO2 Glucosa etanol bióxido de carbono 2.5.5 PROCESOS DE LA PANIFICACION 1. Amasado: Medir cuidadosamente todos los ingredientes. Añadir el agua la sal, azúcar, malta, leche y revolver hasta crear una especie de masa. Añadir la harina. Agregar la levadura disuelta. Agregar la manteca. Mezclar hasta que la masa este uniforme. Se tiene que lograr una distribución uniforme de todos los ingredientes y formar y desarrollar el gluten. 2. Fermentación Comprende todo el tiempo transcurrido desde la mezcla hasta que el pan entre al horno (a una temperatura de 32 a 35 grados centígrados. 38 Existen 4 tipos de fermentación: Fermentación alcohólica o fermentación de levadura, su temperatura ideal es de 26°C. En la fermentación alcohólica se tiene 2 puntos importantes que son la producción y retención de gas. Factores que influyen en la retención de gas: Suministro adecuado de azucares. Aumento en la concentración de la levadura. Temperatura adecuada 26 a 27°C. Factores que reducen la producción de gas: Exceso de sal. Temperaturas excesivamente altas o bajas. Cantidades inadecuadas de levaduras. Fermentación corta. Otras fermentaciones: Fermentación acética, el alcohol producido en la fermentación alcohólica reacciona en presencia de la bacteria del ácido acético. La temperatura ideal para este tipo de fermentación es de 33 °C. Fermentación láctica, la lactosa en presencia de la bacteria del ácido láctico, produce un azúcar simple que se transforma en lactosa, glucosa y ácido láctico. Fermentación butírico, el ácido láctico es transformado en ácido butírico, este se produce a 40 °C. 39 3. Horneo El objetivo del horneo es cocer la masa, transformarla en un producto apetitoso y digerible. La temperatura adecuada para la cocción del pan es de 190 y 270 °C. Cambios durante la cocción: Aumenta la actividad de la levadura y produce grandes cantidades de CO2. A una temperatura de 40 °C, las células de las células de las levaduras inactivan y cesa todo aumento de volumen. A los 55 °C la levadura muere. Algunas de las células de almidón explotan comenzándose en jalea. La diastasa transforma el almidón en maltosa. Al llegar a 77 °C cesa la acción de la diastasa. Entre los 50 y 80 °C las proteínas del gluten se modifican. Empieza la caramelización de la capa externa del pan desde los 110 a 120°C. A los 200 °C. http://www.monografias.com/trabajos6/trigo/trigo2.shtml. 4. Enfriamiento Una vez sacado el pan del horno hay que dejarlo enfriar hasta 35/40º C, durante este tiempo el pan tiene un resudado (pérdida de agua), comenzado su envejecimiento. Con el fin de limitar la pérdida de agua y el envejecimiento este tiempo de enfriamiento ha de ser limitado. Es muy importante que el enfriamiento no se realice donde existan corrientes de aire o bajas temperaturas, se evitará de esta forma el cuarteado de la corteza. http://www.monografias.com/trabajos6/trigo/trigo2.shtml 40 5. Empaquetado y conservación La sala de empaquetado ha de estar entre 6 y 8º C si la temperatura es superior a ésta, existirá una condensación que se transforma más tarde en escarcha. El empaquetado ha de hacerse en sacos de plásticos y cajas de cartón y almacenar entre 18º - 20ºC. Se recomienda no empaquetar el pan caliente, ni húmedo por haberlo enfriado en tablero sin transpiración. Es muy frecuente enfriar el pan sobre tableros o superficies lisas sin transpiración, lo ideal es enfriarlo sobre una malla metálica o rejilla para que no se humedezca. 41 III. MATERIALES Y METODOS 3.1 MATERIALES 3.1.1. UBICACION El presente trabajo de investigación se realizó en la Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente, Escuela de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Estatal de Bolívar que está ubicado en la parroquia Guanujo sector Alpachaca, avenida Ernesto Che Guevara s/n y avenida Gabriel Secaira Vía Ambato, ciudad de Guaranda, Provincia Bolívar. Cuadro 6. UBICACION GEOGRAFICA 3.1.2. SITUACION GEOGRAFICA Y CLIMATICA Cuadro 7. PARAMETROS CLIMATICOS Fuente: Estación Meteorológica Facultad de Ciencias Agropecuarias UEB, (2009). Provincia Bolívar Cantón Guaranda Parroquia Guanujo Universidad Universidad Estatal de Bolívar Dirección Av. Ernesto Che Guevara y Gabriel Secaira s/n Altitud 2800 m.s.n.m Latitud 01°34'15" sur Longitud 79°0'02" Temperatura media anual 14.5°C Temperatura máxima 21 °C Temperatura mínima 7 °C Humedad 70% 42 3.1.3 MATERIAL EXPERIMENTAL En la presente investigación se utilizó el siguiente material experimental:  Harina de trigo (HT)  Harina de papa china (HPCH) INGREDIENTES  Agua  Sal  Azúcar  Grasa  Huevos  Levadura (Saccharomyices cerevisiae).  Especias 3.1.4. MATERIALES 3.1.4.1. MATERIALES DE CAMPO  Balanza de reloj  Secador de bandejas  Molino  Horno  Cuchillos  Filtros de seda fina  Jarra de medida  Cocina industrial  Latas  Recipientes plásticos  Bandejas de acero inoxidable 43  Mesa de acero inoxidable  Detergente  Filmadora  Cámara fotográfica  Libreta de apuntes  Materiales personales (gorra, mascarilla, mandil y guantes quirúrgicos). 3.1.4.2 MATERIALES DE LABORATORIO  Balanza digital  Peachímetro  Cámara de flujo laminar  Incubadoras  Autoclave  Cuenta colonias  Microondas  Refrigeradora  Material de vidrio y plástico  Pipetas.  Medios de cultivo PDA, PCA, PC  Agar  Cajas petry. 3.1.4.3 MATERIALES DE OFICINA  Escritorio  Calculadora  Carpetas  CDs  Computador  Esferográficos  Flash memory 44  Lápices  Borrador  Papel bond 3.1.5 RECURSOS INSTITUCIONALES Para el siguiente trabajo de investigación se recopiló información bibliográfica en la:  Biblioteca Escuela Superior Politécnica del Chimborazo (ESPOCH)  Biblioteca virtual Universidad Estatal de Bolívar (UEB)  Ministerio de Agricultura Ganadería Acuacultura y Pesca (MAGAP)  Instituto Nacional Autónomo de Investigación Agropecuario (INIAP)  Sitios web (Internet) 3.2. METODOS En el presente trabajo de investigación en los primeros días se realizó la compra de la materia prima y la elaboración de la harina de papa china. El mes siguiente se realizó las mezclas de acuerdo a los tratamientos y ejecutaron los análisis bromatológicos. Los meses restantes se elaborarón el producto y se procedió a la realización del análisis sensorial y microbiológico del producto para determinar el mejor tratamiento y con los datos obtenidos se realizó la tabulación de datos. 45 3.2.1 TRATAMIENTO Y DISEÑO EXPERIMENTAL 3.2.1.1 FACTOR EN ESTUDIO En el presente trabajo de investigación se estudiarón la sustitución de diferentes niveles de harina de papa china en la harina de trigo para la elaboración de pan, como podemos observar en el tabla 1. Tabla 1. NIVELES DE FACTORES EN ESTUDIO Factor de estudio Descripción de los niveles (%) Sustitución de harina de trigo (HT) con harina de papa china (HPCH). 90% de harina de trigo +10% de harina de papa china 80% de harina de trigo+20% de harina de papa china 70% de harina de trigo+30% de harina de papa china 60% de harina de trigo+40% de harina de papa china 50% de harina de trigo+50% de harina de papa china Fuente: Trabajo de campo. Aldaz, W (2011) 3.2.2. DESCRIPCION DEL DISEÑO EXPERIMENTAL El detalle de la sustitución de harina de papa china en la harina de trigo, se presenta a continuación: Tabla 2. DESCRIPCIÓN DEL DISEÑO FACTORIAL TRATAMIENTOS Porcentaje de sustitución de HT y HPCH (%) Repeticiones Tamaño de la unidad experimental (kg) N° total de/(kg) por tratamiento T1 HT 90 + HPCH 10 3 2 6 T2 HT 80 + HPCH 20 3 2 6 T3 HT 70+ HPCH 30 3 2 6 T4 HT 60 + HPCH 40 3 2 6 T5 HT 50 + HPCH50 3 2 6 TOTAL 30 Fuente: Trabajo de campo. Aldaz, W (2011) 46 HT = Harina de trigo HPCH = Harina de papa china 3.2.3. TIPO DE DISEÑO EXPERIMENTAL Para realizar la evaluación de la sustitución de la harina de papa china en la harina de trigo para la elaboración del pan en la presente investigación se aplicó un Diseño de Bloques Completamente al Azar (DBCA) de 5 tratamientos con 3 repeticiones, mismo que corresponde al siguiente modelo matemático lineal aditivo. Yij= u+Bi+Tj+Eij En donde: Yij= Cualquier variable sujeta a mediación U= Media general Bi= Efecto de los bloques Tj= Efecto de los tratamientos Eij= Efecto del error experimental 3.2.4 CARACTERISTICAS DEL EXPERIMENTO Número de tratamientos (t) = 5 Número de repeticiones (r) = 3 Número de unidad experimental (t x r) = 15 Unidad investigativa = 2Kg. 47 3.2.5 TECNICAS ESTADISTICAS Se utilizó la técnica de Fisher conocido como el método de Análisis de Varianza (ADEVA) que consiste en separar de la variación total observada, las diferentes causas o factores de variación que influyen y afectan en distinto grado el efecto de los tratamientos. La prueba de significancia de las diferencias entre tratamientos o las comparaciones entre medias. El modelo aplicado fue la prueba α Tukey 5 % (α 0.05). Los análisis estadísticos se llevaron a afectó con el uso del paquete estadístico STAF GRAFIC y Microsoft Excel 2007. En el tabla 3, se muestra el esquema de análisis de varianza (ADEVA) Tabla 3. ESQUEMA DEL (ADEVA) Fuente de variación Grados de libertad (GL) Total 14 Tratamientos 4 Repeticiones 2 Error 8 Fuente: Trabajo de campo. Aldaz, W (2011) 3.2.6 ANALISIS ECONOMICO/BENEFICIO Se determinó en consideración con el indicativo beneficio /costo, que relaciona los ingresos por la venta del pan con mezcla de harina de trigo y papa china y los gastos durante la investigación. 48 3.2.7 MEDICIONES EXPERIMENTALES En la investigación se evaluarón los siguientes datos: 3.2.7.1 EN LA MATRIA PRIMA Se realizó un análisis visual para determinar el estado de la materia prima, para empezar la investigación con la materia prima de calidad. a. PESO Se pesó la materia prima previamente seleccionada y clasificada, teniendo en cuenta que no afecte la calidad del producto terminado. b. ANALISIS BROMATOLOGICO Se realizó con 200 gramos de muestra de los mejores tratamientos en estudio tanto de las materias primas y producto terminado, las mismas que fueron enviadas las muestras al Laboratorio de Análisis de Alimenticios “SAQMIC”, se obtuvo la información nutricional en los parámetros sigientes: humedad, proteína, grasa “E.E”, Fibra, cenizas, vitamina C, Calcio. Según los metodología utilizada por el Laboratorio de Análisis Alimenticios “SAQMIC”. 3.2.7.2 EN EL PRODUCTO PROCESADO a. ANALISIS SENSORIAL Las pruebas sensoriales de apariencia, sabor, aroma, textura, se realizó según Wittig, E. (1991), para evaluar el producto final al igual que las repeticiones. 49 Se utilizó un panel de catadores semi-entrenados formado por 10 personas, utilizando una escala hedónica de 1 – 5 para apreciar los atributos mencionados, quienes debieron cumplir con las siguientes normas:  Particularidad de los panelistas para evitar la influencia entre ellos.  Que no hayan consumido alimentos antes de 4 horas.  El consumo del producto se realizó sin adicionar condimentos y/u otro producto alimenticio. b. ANALISIS MICROBIOLOGICO Se realizó con 200 gramos, tanto en la materia prima como en el pan del mejor tratamiento en estudio, las mismas que fue conducida asépticamente al LABORATORIO DE ANALISIS DE ALIMENTOS DEL PROYECTO DE LA SECRETARIA NACIONAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA (SENACYT-UEB), donde se obtuvo la información a partir de los siguientes métodos:  Recuento total de bacterias mesófilos Según el método NFV 08-051 técnicas de recuento de gérmenes aerobios mesófilos viables en placas 30ºC por 72h.  Recuento de mohos y levaduras Según el método, NFV 08-059, técnicas de rutina para numeración de colonias de levaduras a 25ºC. (ISO 7954) por 4 días.  Recuento de coliformes totales y Echerichia coli Según el método, NFV 08-050, técnicas de rutina para la numeración de coliformes mediante el recuento de colonias a 30ºC. (ISO 4831) en 24 horas. 50 3.3. MANEJO DEL EXPERIMENTO Para efectuar el siguiente trabajo se utilizó la harina de trigo, con diferentes porcentajes de sustitución de harina de papa china para la elaboración del pan. 3.3.1 DESCRIPCION DEL EXPERIMENTO PARA LA OBTENCION DE HA HARINA DE PAPA CHINA PARA PANIFICACION 3.3.1.1 RECEPCION Se receptó la materia prima, papa china previamente seleccionada y clasificada. 3.3.1.2 LIMPIEZA Se eliminó todo tipo de impurezas extrañas provenientes de la cosecha existente en la materia prima para que la misma no afecte a la calidad de las harinas. 3.3.1.3 PESADO Se hizó el primer pesado de la papa china con toda la cáscara en una balanza para obtener el peso en estado fresco y saber el rendimiento. 3.3.1.4 PELADO Una vez lavada la papa china se procedió a pelar o descascarar con la ayuda de un cuchillo de acero inoxidable para de esta manera dejar el producto preparado libre de impurezas, listo para el picado. 3.3.1.5 CORTADO O PICADO El cortado de la papa china se lo realizó con un cortador manual, en rodajas muy finas de 0.3cm aproximadamente, para facilitar la deshidratación. 51 3.3.1.6 PESADO Se pesó por segunda vez la papa china pelada para determinar el porcentaje de humedad que tiene. 3.3.1.7 SECADO O DESHIDRATADO Se procedió a colocar las rodajas de papa china en las bandejas del secador, el mismo que se lo colocó en forma ordenada e individual ya que de esta manera se pudo eliminar el agua del producto más rápido y de manera eficaz, a una temperatura de 36°C y un tiempo de 3.5 horas, aproximadamente. Una vez puesto el producto en las bandejas se procedió a colocarlo en el secador y este a su vez debe ser intercalada en un determinado tiempo (15 minutos), ya que de esta manera ayudó a mejorar el secado. 3.3.1.8 PESADO Una vez deshidratada la papa china se pesó por tercera ocasión para obtener el peso seco y verificar la cantidad de humedad eliminada del producto, obteniendo así el peso final y proceder al cálculo del porcentaje de humedad. 3.3.1.9 MOLIDO La papa china deshidratada se molió en un molino manual con una graduación de 180 micras (μm). 3.3.1.10 MEZCLADO Obtenida la harina de papa china se procedió a dosificar y formular con la harina de trigo en los porcentajes establecidos para de esta manera determinar cuál será el mejor tratamiento. 52 3.3.1.11 ENFUNDADO La harina de panificación obtenida se guardó en fundas de papel, para evitar que absorba la humedad del ambiente, y mantenga sus propiedades nutritivas sin ninguna alteración. 3.3.1.12 ALMACENADO Las harinas enfundadas se codificó y almacenó en un lugar libre de humedad y contaminación. 3.3.1.13 CONSUMO DE LA HARINA EN LA PANIFICACION Esté producto apto para la panificación por sus propiedades nutritivas tanto en calcio y vitamina C, será reemplazado en la elaboración del pan por la harina de trigo. 53 3.3.2 DIAGRAMA DE FLUJO DE FLUJO PARA LA OBTENCIÓN DE HARINA DE PAPA CHINA Uniformes y sanos Tamaño 0.3 cm Peso inicial 36ºC por 3.5 horas Final Partículas de 180 um Harinas de T y PCH Fundas de papel Ambiente seco RECEPCION LIMPIEZA PESADO PELADO CORTADO PESADO SECADO PESADO MOLIDO MEZCLADO ENFUNDADO ALMACENADO CONSUMO 54 3.3.3 DESCRIPCION DEL PROCESO DE ELABORACION DE PAN CON MEZCLAS DE HARINA DE TRIGO Y PAPA CHINA 3.3.3.1 RECEPCION Se receptó las harinas de trigo y papa china para la elaboración de pan. 3.3.3.2 PESADO Se pesó las harinas en una balanza analítica, de acuerdo al tratamiento correspondiente, para la elaboración de pan. 3.3.3.3 MEZCLADO Obtenida la harina de papa china, se procedió a mezclar en porcentajes de 10%, 20%,30%, 40% y 50% con la harina de trigo según el caso, para la elaboración de pan. 3.3.3.4 DOSIFICADO O FORMULACION Se dosificó y se mezcló en una bandeja las harinas con los ingredientes (manteca, huevos, sal, agua, azúcar y levadura), de acuerdo a la formulación, para la elaboración de pan. 3.3.3.5 AMASADO Se amasó vigorosamente hasta obtener una masa suave de textura uniforme por un tiempo de 10 minutos. 55 3.3.3.6 REPOSADO La masa se dejó en reposo por 20 minutos para la fermentación de los azúcares y carbohidratos por acción de la levadura saccharomyces cerevisae, produciendo un aumento de volumen de la masa. 3.3.3.7 MOLDEADO Tomando porciones de tamaño de 80 gr, se formó bolitas uniformes y se aplastá dándole la forma del pan deseado. 3.3.3.8 FERMENTACION Comprende todo el tiempo transcurrido desde la mezcla hasta que el pan entre al horno a una temperatura de 32 a 35 C°. 3.3.3.9 HORNEADO El objetivo del horneo es cocer la masa, transformarla en un producto apetitoso y digerible. La temperatura adecuada para la cocción del pan es de 190 y 270 °C. 3.3.3.10 ENFUNDADO Finalmente al producto se pusó en fundas de papel o cartones, para evitar que esta absorba la humedad del ambiente. 3.3.3.11 ALMACENADO Los panes previamente codificados son almacenados en un ambiente seco y fresco, asegurando así su calidad nutricional. 56 3.3.3.12 CONSUMO El pan, está listo para el consumo por parte del cliente y consumidor final. 57 3.3.4 DIAGRAMA DE FLUJO DE LA ELABORACIÓN DE PAN CON MEZCLAS DE HARINAS DE TRIGO Y PAPA CHINA 10 minutos Tamaño de 80 gr. 190 a 270°C en 1h. Fundas de papel AMASADO REPOSADO MOLDEADO FERMENTACION HORNEADO ALMACENADO CONSUMO PESADO MEZCLADO DOSIFICADO RECEPCION H. TRIGO 90%,80%, 70%, 60%, 50% Manteca, huevos, sal y agua Levadura 4%, Azúcar 32-35ºC 20 min a 35°C Harinas H.PAPA CHINA 10%, 20%, 30%, 40%, 50% Ambiente seco ENFUNDADO 58 3.3.5 FORMULACIÓN DEL PAN La formulación de los porcentajes de harina de trigo, harina de papa china e ingredientes utilizados en la elaboración del pan se describe en la tabla 4. Tabla 4. FORMULACIÓN DE LA ELABORACIÓN DEL PAN CON HARINA DE TRIGO Y PAPA CHINA Fuente: Trabajo de campo. Aldaz, W (2011) Ingredientes Cantidad % Cantidad gr. Harina de trigo 60 1600 Harina de papa china 40 400 SUB TOTAL 58 2000 Agua 13 448 Azúcar 14 482 Grasa 10 344.8 Levadura 4 137.9 Huevos 1 35 SUB TOTAL 42 1477.7 TOTAL 100 3477.7 59 IV. RESULTADOS EXPERIMENTALES Y DISCUSIÓN 4.1 MATERIA PRIMA 4.1.1. Rendimiento de la papa china en la elaboración de harina para sustituir por la harina de trigo en la elaboración del pan. Tabla 5. RENDIMIENTO DE OBTENCION DE HARINA DE LA PAPA CHINA Variedades (%) harinas Papa china blanca 25,00% Papa china morada 25,03% Fuente: Trabajo de campo. Aldaz, W (2011) En la tabla 5, se presenta los rendimientos de las dos materias primas evaluadas mediante balance de materia para la obtención de harina de papa china. En donde se estima que el rendimiento de harina de papa china morada es mayor con 25,03% que la harina de papa china blanca que reportó un promedio de 25,00%, en términos cuantitativos de rendimiento. 4.1.2. Análisis bromatológico de las harinas El propósito principal de un análisis bromatológico es evaluar la seguridad y calidad nutricional en harinas integrales, el contenido de humedad, cenizas, grasa, proteína y fibra. Estos procedimientos químicos revelan también el valor nutritivo de un producto y como puede ser combinado de la mejor forma con otras materias primas para alcanzar el nivel deseado de los distintos componentes de una dieta. Es también un excelente procedimiento para realizar el control de calidad y determinar si el pan procesado alcanzán los estándares establecidos por los productores y consumidores. (Zamora, M, 2009). 60 Tabla 6. RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS BROMATOLÓGICOS EN LA HARINA DE PAPA CHINA Fuente: Trabajo de campo. Aldaz, W (2011) En la tabla 6, se presenta los valores de los análisis bromatológicos de la papa china en la cual presentan los siguientes valores: Humedad es de 12,01%, encontrándose en límites permitidos por la norma INEN 616:2006, que cita un máximo de 15%. El porcentaje de ceniza en la harina de papa china es de 3,61%; según, (Palomino C. 2010) manifiesta él 2,64% para las harinas de papa china. En el análisis de grasa, posee un valor de 0,21%, Según (Hispanetwork, S. 2009) para harinas lo requerido es de 1,20%. Con respecto a la proteína presentó un valor de 1,43%, según (Palomino, C. 2010) manifiesta que él 4,57 % de proteína cruda. Para la fibra el porcentaje se encuentrá con un valor de 0,82%, cantidades muy bajas ya que para una buena alimentación, según (Hispanetwork, S.2009) para harinas lo requerido es de 4,28%. La concentración de la vitamina C, fue de 3,8 mg/100g, y calcio 38 mg/100g, respectivamente. El calcio es un nutriente indispensable para el desarrollo y mantenimiento de los huesos, especialmente en los niños y mujeres. Una persona de entre 19 y 50 años de edad, necesita consumir mil miligramos de calcio diariamente. De acuerdo a Alberto Hauffen (951) 827-2769 2008. Harina Humeda d Ceniza E.E Proteína Fibra Vit. C Calcio % % % % % mg/100 mg/100 Papa china 12.01 3.61 0.21 1.43 0.82 3.8 38 61 La vitaminas C, es un sustancia orgánica indispensable para el funcionamiento normal del organismo y debe estar presente en la alimentación en cantidad suficiente, su requerimiento varía según la edad, sexo y distintos estados fisiológicos, aumenta gradualmente durante la época del crecimiento hasta llegar a la adolescencia. Menciona Icaza Susana J/Moisés Behar (1998). Tabla 7. RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS BROMATOLÓGICOS EN HARINA DE TRIGO Harina Humedad Cenizas E.E Proteína Fibra % % % % % Harina de trigo 11,19 1,73 2,01 12,09 4,74 Fuente: Trabajo de campo. Aldaz, W (2011) En la tabla 7, se aprecia los resultados bromatológicos de la harina de trigo la humedad el 11,19%, cenizas el 1,73%, extracto etéreo el 2,01%, la proteína 12,09% y la fibra 4,74% respectivamente, encontrándose dentro de los valores de la norma INEN 616: 2006. Los resultados de los análisis bromatológicos de la mezcla de harina de trigo y harina de papa china se presentan a continuación. Tabla 8. RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS BROMATOLÓGICOS EN LA MEZCLA DE HARINAS DE TRIGO Y PAPA CHINA Mezclas de harinas Humedad Cenizas E.E Proteína Fibra Vit. C Calcio % % % % % mg/100 mg/100 Trigo y papa china 12.61 1,8 0.96 7.4 1.2 5,06 34 Fuente: Trabajo de campo. Aldaz, W (2011). En la tabla 8, se aprecian los resultados bromatológicos de las mezcla de harina de trigo y harina de papa china del T2 que corresponde al 80% harina trigo + 20% harina papa china, la misma que reportó para la humedad 12,61%, cenizas el 1,8%, extracto etéreo el 0,96%, la proteína 7,4%, la fibra 1,2%, la vitamina C 5,06 mg/100g, y calcio 34 mg/100g, respectivamente. 62 4.1.3. Análisis microbiológico para las mezclas de harina de trigo y papa china Con respecto al contenido de microorganismos en las mezclas de harina de trigo y papa china, se realizó el recuento de bacterias, hongos/levaduras, colifórmes y Eschericha coli. El método utilizado para este análisis fue el recomendado por el Código Internacional de Prácticas Recomendado. Principios Generales de Higiene de los Alimentos (CAC/RCP 1- 1969). Tabla 9. RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO REALIZADO EN LAS MEZCLAS DE HARINA DE TRIGO Y PAPA CHINA Fuente: Trabajo de campo. Aldaz, W (2011) En la tabla 9, se observa los recuentos microbianos, así tenemos: El número total de bacterias más altos lo obtuvieron los tratamientos T1 (130 UFC/g), y el T5 (100 UFC/g), seguido por los T4 (70 UFC/g). Los recuentos más bajos fuerón el T2 (35 UFC/g), y el T3 (20 UFC/g), respectivamente. Para el recuento de coliformes totales y E, Coli reportaron una ausencia para los cinco tratamientos. En mohos y levaduras se encontró la mayor presencia en los tratamientos: T2 (170 UFC/g), seguido del T3 (150 UFC/g), y T4 (140 UFC/g), en menor cantidad los T1 (95 UFC/g), y T5 (35 UFC/g), respectivamente. Comparando estos resultados con los valores de la norma INEN 616:2006, observamos que tanto las bacterias totales, coliformes totales, E.coli, mohos y levaduras se encuentran dentro de los valores establecidos por la norma (Anexo H). Mezclas de harinas de trigo con harina de papa china Código Recuento total de bacterias Mohos y levaduras Coliformes totales E.coli UFC/g UFC/g UFC/g UFC/g Trigo 90% + papa china 10% T1 130 95 Ausencia Ausencia Trigo 80% + papa china 20% T2 35 170 Ausencia Ausencia Trigo 70% + papa china 30% T3 20 150 Ausencia Ausencia Trigo 60% + papa china 40% T4 7