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PORTADA
EVALUACIN DE LAS PROPIEDADES FUNCIONALES DE LA HARINA DE LA SEMILLA O FRIJOL DE CHACHAFRUTO PARA LA ELABORACIN DE PAN.MARTHA PATRICIA GUZMAN BARRAGAN ECBTI, CDIGO 51863558, ING. ALIMENTOS, 03 SEMESTRES, CEAD: DUITAMA.FECHA DE ENTREGA: 8 DE JUNIO DE 20131. INFORMACIN GENERAL DEL PROYECTO
Ttulo:
Evaluacin de las propiedades funcionales de la harina de la semilla o frijol de chachafruto para la elaboracin de pan.
Investigador Principal: Martha Patricia Guzmn Barragn
Correo electrnico: [email protected] Telfono:3202752132
Direccin de correspondencia: Cra 24 N 9- 18 LA PRADERA
Nombre del Grupo de Investigacin: Biotec alliment Total de Investigadores: (estudiantes) 3
Investigadores que componen el grupoDireccin electrnicaCelular
1. Martha Patricia Guzmn Barragn2.Golda Meyer Torres 3.Ivan David Ruiz Rosas [email protected]@[email protected]
3102038375
Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologa e Ingeniera Ing. GOLDA MEYER TORRES VARGAS
Lnea de Investigacin: Ingeniera de procesos de alimentos y biomateriales
Lugar de Ejecucin del Proyecto:
Ciudad: Duitama Departamento: Boyac
Duracin del Proyecto (en meses): junio a septiembre
Tipo de Proyecto: marque con una X
Investigacin FormativaInvestigacin Aplicada x
Investigacin BsicaDesarrollo Tecnolgico
Desarrollo productivo o empresarial
Tipo de Financiacin Solicitada:
Cofinanciacin:
Valor solicitado a UNAD: $13.804.800
Valor Contrapartida: $ 9.203.300
Valor total del Proyecto: $23.008.000
Descriptores / Palabras claves: pan, chachafruto, propiedades funcionales
Pares colaborativos:
1 Cesar Barraza , Tutor Unad [email protected], 3442667
2 Gustavo Barreto Uptc Quimico de alimentos [email protected] 3202752131
3 Marlen Suarez Uptc. Directora CEAD [email protected] 3138824151
4 Rocio Santoyo SENA CEDEAGRO [email protected] 3123238246
5.Diana Cardozo Malagon QUIMICA DE ALIMENTOS UPTC
2. RESUMEN DEL PROYECTO (Espaol e Ingles)
3 DESCRIPCIN DEL PROYECTO Pregunta o problema de investigacin: la harina de chachafruto es un buen complemento o sustituyente de la harina de trigo en la elaboracin del pan?Con el paso del tiempo cada persona se preocupa ms por llevar una vida sana y una alimentacin balanceada. La manera ms recomendable es consumir alimentos que contengan los nutrientes necesarios para mantener el cuerpo funcionando adecuadamente, es por esto que la industria alimentaria busca disear nuevos productos con altos contenidos de protenas, vitaminas, fibra y cidos grasos tipo omega los cuales estn presentes en la semilla de chachafruto en cantidades superiores a otras leguminosas, lo que lo convierte en un alimento innovador y de gran importancia para la industria.Las protenas como ingredientes, tienen propiedades intrnsecas aceptables por ejemplo textura, color, valor nutricional, propiedades funcionales que tienen diferentes aplicaciones.
Hermannson (1979), define las propiedades funcionales, como aquellas caractersticas que proporcionan informacin del comportamiento fsico-qumico de las protenas en un sistema alimenticio. Las propiedades funcionales reflejan atributos intrnsecos de las protenas tales como: composicin, secuencia de aminocidos, conformacin, estructura as como las posibles interacciones con otros componentes de los alimentos.
Las propiedades funcionales de las protenas alimenticias pueden clasificarse en tres grupos:
1) Propiedades de hidratacin (dependen de la interaccin protena-agua), por ejemplo, retencin de agua, solubilidad, viscosidad, etc.
La solubilidad de una protena en agua depende de numerosos parmetros. Para que una protena pueda solubilizar ser necesario que reaccione con todo lo posible, con el disolvente.
La solubilidad propiedad que depende en gran parte de la interaccin protena-agua, se ver favorecida por los factores que incrementan esta interaccin. Esto significa que para evaluar la solubilidad de una protena es necesario tener en cuenta el efecto del pH, la fuerza inica y de los tratamientos trmicos previos a que ha sido sometida. El conocer las caractersticas de solubilidad es muy til para la determinacin de las condiciones ptimas de extraccin y purificacin y como una indicacin de los usos potenciales de una protena. En general podemos decir que una protena que es muy poco soluble o que es insoluble, no se puede adicionar a bebidas o a alimentos que para su consumo se deban dispersar.
Capacidad de absorcin de agua y retencin de agua.: Cuando la protena absorbe agua liquida, el sistema alcanza un equilibrio. Es una propiedad muy importante en el estudio de protenas crnicas y en los procesos de panadera porque afecta directamente la textura y viscosidad del producto. Este equilibrio puede verse afectado si se trata de protenas de altsima solubilidad, caso en el cual, se presenta un descenso en la curva de ml agua /g demuestra seca vs tiempo (minutos), lo que indica que se llega a un punto en el que se solubiliza en exceso la protena, baja la viscosidad (resultados del artculo KINETICS OF WATER UPTAKE BY FOOD POWDERS, J.food Sci.50.278, 1995).El pH afecta la capacidad de absorcin de agua (CAA) de una protena. Cerca al punto isoelctrico (pI), la CAA disminuye y la velocidad de absorcin.
Industrialmente es importante tener en cuenta este punto, ya que primero se debe hacer los procesos de hidratacin y luego agregar el azcar o las sales de formulacin.
La viscosidad de un fluido refleja su resistencia al desplazamiento; viene expresada por el coeficiente de viscosidad (t) que es la relacin entre la fuerza de corte y la velocidad relativa de corte.
El factor principal que influye en el comportamiento de la viscosidad de las protenas, es el dimetro aparente de las molculas o partculas dispersas. Este dimetro depende de los siguientes parmetros:
-Caractersticas intrnsecas de la molcula proteica, tales como masa, tamao, volumen, estructura, asimetra molecular, cargas elctricas, facilidad de deformacin (algunos factores ambientales como pH, fuerza inica o la temperatura pueden modificar las caractersticas debido al desdoblamiento de la molcula).
2) Propiedades dependientes de interacciones protena - protena, ejemplos: gelificacin, precipitacin, etc.
La gelificacin Es una propiedad dependiente de la interaccin protena-protena. La protena gracias al calor se convierten en un excelente agente gelificante. Un gel es un material formado por una red solida tridimensional continua que embebe el solvente y los otros componentes y los inmoviliza. Durante este proceso el lquido viscoso se transforma en un matriz visco elstico. Los geles pueden ser muy blandos que se rompen y fluyen fcilmente por aplicacin de fuerzas pequeas. La gelificacin se ve influida, entre otras circunstancias, por el calentamiento, pH,
La fuerza inica y la concentracin proteica. En la mayora de los casos es indispensable el tratamiento trmico para conseguir la gelificacin. El calentamiento desnaturaliza y despliega las molculas proteicas y facilita el intercambio disulfuro, formndose as nuevos enlaces cruzados de este tipo.
Un producto que puede ser elaborado a base del chachafruto es el pan, que es uno de los alimentos bsicos de la canasta familiar y el cual en la actualidad es elaborado a base de harina de trigo que tiene un contenido de protena relativamente bajo y cuya composicin de aminocidos es deficiente.Una combinacin poco explorada en la panificacin, es la de harina de trigo con harina de chachafruto, que de acuerdo con los datos de composicin qumica de estos ltimos debera dar resultados satisfactorios desde el punto de vista de su composicin y su calidad organolptica.
El objetivo de esta investigacin es evaluar las propiedades funcionales de la harina de la semilla de chachafruto para determinar si es un buen complemento o sustituyente de la harina de trigo en la elaboracin del pan.3.1 OBJETIVO GENERALEvaluacin de las propiedades funcionales de la harina de la semilla o frijol de chachafruto para la elaboracin de pan. 3.2 Objetivos especficos Identificar las propiedades funcionales presentes en la harina de chachafruto Analizar el aporte que dichas Propiedades Funcionales dan al pan.
Comparar la complementariedad o sustitucin de la harina de trigo en la elaboracin del pan.3.3 Metodologa Propuesta Este trabajo de investigacin se realiza en el Laboratorio de SENA CEDEAGRO, ubicado a una altura de 2700 m.s.n.m, y una temperatura promedio de 24C.
1. Seleccin de los granos
Se realiza una seleccin de los granos adecuados para el estudio, para lo cual se utilizan semillas provenientes de Jamund, Valle.
2. Obtencin de la harina de chachafruto o baluPROCESO DE OBTENCIN DE LA HARINA1.Limpieza preliminar de los granos, mediante corrientes de aire que separan el polvo, la paja y los granos vacos.
2.Escogido de los granos, mediante cilindros cribados que separan los granos por su tamao y forma.
3. Se realiza una segunda limpieza en la que se lleva a cabo un descascarillado y se eliminan el embrin y las cubiertas del grano.
4. Cepillado de la superficie de los granos, para que queden totalmente limpios.
5.El grano se lava y se empapa con agua de modo que su ncleo se rompa adecuadamente.
6. Molienda: Se desmenuza el grano y se hace pasar a travs de un molino de discos. Cuando las partculas de menor tamao han sido molidas, se introducen las ms gruesas. La operacin se repite hasta conseguir una harina blanca.
7.Refinado: una vez obtenida la harina pasa a travs de una serie de tamices que van separando las diferentes calidades de la harina.
3. Anlisis proximal
El contenido de humedad, cenizas, protena, grasa y pH se determinan de acuerdo a los mtodos de AOAC 4. Propiedades funcionales
Capacidad de retencin de agua (CRA)
Se pesa y se dispersa 1 g de harina en 30 mL de solucin de NaCl al 2,0%. El pH se ajusta a 7,0. Luego, se agita durante 10 min y se calienta a 85C por 15 min. Se deja enfriar las muestras y luego se centrifugan a 5000 rpm a 25C por 15 min. El sobrenadante es eliminado y se pesa la muestra.Determinacin del ndice de absorcin de agua (I.A.A.) y el ndice de solubilidad en agua (I.S.A.)
Se pesa 2,5 g de harina, se adiciona 50 mL de agua destilada y se agita Se toma una alcuota de 10 g de la suspensin y se centrifuga 3000 rpm por 15 min. El sobrenadante se decanta, se seca a 100C durante 24 h y el sedimento se pesa.
Actividad emulsificante (AE)
Se pesa 2,5 g de harina y fueron suspendidos en 50 ml de agua destilada; el pH se ajusta a 7,0. La suspensin se pasa a un vaso de licuadora donde se adiciona 50 ml de aceite de maz para ser emulsionada durante 3 min a maxima velocidad. La emulsin se divide en 2 tubos Falcn de 50 ml, se centrifuga a 2900 rpm por 5 min.Capacidad emulsificante (CE)
Se dispersan 6,7 g de harina en 100 mL de solucin de NaCl al 2,0%, se mezcla por 10 min. El pH se ajusta entre 6,5 - 7,0. Se adiciona aceite de maz (previamente se le coloca colorante liposoluble) con agitacin a mxima velocidad de 1 mL de aceite/s.5. Clculos correspondientes a cada propiedad.Se realizaran los clculos pertinentes de cada propiedad realizada.6. Anlisis estadstico de los datos (utilizando el paquete SAS)
Se ingresaran los datos en un paquete estadstico para analizar variables y factores que influyeron en los datos obtenidos.7. Discusin de resultados
Se analizaran los datos obtenidos y los resultados desarrollados en el paquete estadstico.
8. Reporte final.
Se elaborara un reporte final donde se vea reflejado todo el proceso investigativo realizado y sus resultados analizados con sus respectivas conclusiones.
3.4 Cronograma de ActividadesFase o PlanNMES / SEMANAJUNIO JULIOAGOSTOSEPTIEMBRE
ACTIVIDADES1234123412341234
Seleccin de las semillas 1Seleccin de las semillas adecuadas para realizacin del estudio
Obtencin de la harina 2Obtencin de la harina de chachafruto
Anlisis proximal 3El contenido de humedad, cenizas, protena, grasa y pH se determinan de acuerdo a los mtodos de AOAC
Propiedades funcionales 4Realizacin de las diferentes propiedades funcionales
Clculos propiedad realizadas5Clculos de las propiedades estudiadas
Anlisis y discusin de resultados
6Ingreso y anlisis de los datos en un paquete estadstico SAS
Elaboracin reporte final. 7Documento final,
3.5 BibliografaHermanson SIK, Methods of Studyng Functional Characteristics of Vegetable Proteins, J. AM CHEMISTSSOC., 56:272 (1979).KINETICS OF WATER UPTAKE BY FOOD POWDERS, Food Sci.50.278, 1995).
MODULO Seminario de Investigacin UNAD4 RESULTADOS / PRODUCTOS ESPERADOS Y POTENCIALES BENEFICIARIOS
Un documento final donde este consignado los resultados del anlisis proximal y de la evaluacin de las propiedades funcionales de la harina del chachafruto.4.1 Relacionados con la generacin de conocimiento y/o nuevos desarrollos tecnolgicos: Documento con los resultados del anlisis proximal y de las propiedades funcionales de la harina de chachafruto donde se evidencie la complementariedad o sustitucin con la harina de trigo en la elaboracin del pan.4.2 Conducentes al fortalecimiento de la capacidad cientfica nacional: Consolidacin de la red de investigacin del programa de ingeniera de alimentos de la UNAD.
Desarrollo de nuevos productos con altos contenidos de protenas, vitaminas, fibra y cidos grasos tipo omega los cuales estn presentes en la semilla de chachafruto en cantidades superiores a otras leguminosas, lo que lo convierte en un alimento innovador y de gran importancia para la industria.4.3 Dirigidos a la apropiacin social del conocimiento: Publicacin de los resultados en revistas indexadas cientficas del sector.
Asistencia a XIV Congreso de Ciencia y Tecnologa de los Alimentos para divulgacin de resultados. (23 al 25 de Octubre de 2013)Tabla 4.1 Generacin de nuevo conocimientoResultado/Producto esperadoIndicadorBeneficiario
Documento escrito Publicacin Industria alimentaria- consumidor final
Tabla 4.2 Fortalecimiento de la comunidad cientfica
Resultado/Producto esperadoIndicadorBeneficiario
Consolidacin red investigacinRegistro y escalafn de los grupos de investigacin CVLACInvestigadores del sector, semilleros de investigacin
Productos a base de la harinaPan.Industria alimentaria- consumidor final.
Tabla 4.3 Apropiacin social del conocimiento
Resultado/Producto esperadoIndicadorBeneficiario
Articulo Revista indexadaIndustria alimentaria-
XIV Congreso de Ciencia y Tecnologa de los AlimentosCertificado de asistencia y registro de ponenciaIndustria alimentaria-
4.4 Impactos esperados a partir del uso de los resultados:
Tabla 4.4 Impactos esperados:
Impacto esperadoPlazo (aos) despus de finalizado el proyecto: corto (1-4 ), mediano (5-9), largo (10 o ms)Indicador verificableSupuestos*
Econmicos:Diseo de productos altamente nutritivos al alcance del poder adquisitivo de la poblacin media.Mediano plazo Productos en pastelera tales como: galletas, panes, bizcochos, tortas, postres etc.Nueva cultura en la produccin y comercializacin de productos altamente nutritivos.Difusin de investigaciones relacionadas
Sociales Oferta de nuevos productos incluidos en la canasta familiar Mediano plazo Mantecadas, sopas, harinas.Divulgacin de propiedad de los productos.Materia primas menos costosas
Ambientales
Aprovechamiento optimo de las propiedades funcionales y nutricionales de especies vegetales usualmente no utilizadas en la produccin de alimentos.Largo plazoNuevos cultivos en chachafruto, soya, quina.Nuevos grupos de investigacin en las universidades Divulgacin de los beneficios de las propiedades de las especies vegetales.
Estimulacin al sector agrario para desarrollar nuevos cultivos.
Productividad
Creacin de empresas especializadas en la comercializacin de productos altamente nutritivosLargo plazo Crecimiento en un 50% del sector alimentario Registro de nuevas empresas en el RUE (registro nico empresarial)Incentivos tributarios para las empresas comercialicen.Regulacin en costos de las materias primas
Competitividad
Desarrollo de nuevos productos competitivos que generen un valor agregado e innovador frente a los productos actuales.Mediano plazo Elaboracin de productos como dulce de chachafruto, concentrados proteicos que remplacen los crnicos. Investigacin en diseo y desarrollo d productos alimenticios.
5 PRESUPUESTO
TABLAS DE PRESUPUESTO
Tabla 5.1 Presupuesto global de la propuesta por fuentes de financiacin.(Miles $).
RUBROSFUENTESTOTAL
UNADCONTRAPARTIDA
PERSONAL7560.0005040.00012`600.000
EQUIPOS1476.000984.0002460.000
SOFTWARE120.00080.000200.000
MATERIALES360.000240.000600.000
SALIDAS DE CAMPO360.000240.000600.000
MATERIAL BIBLIOGRFICONANANA
PUBLICACIONES Y PATENTES360.000240.000600.000
SERVICIOS TCNICOSNANANA
VIAJES2.368.0001.579.2003.948.000
CONSTRUCCIONESNo financiable
MANTENIMIENTONo financiable
ADMINISTRACION1.200.000800.002.000.000
TOTAL13.804.8009.203.20023.008.000
Tabla 5.2 Descripcin de los gastos de personal (en miles de $).
INVESTIGADORFORMACIN ACADMICAFUNCIN DENTRO DEL PROYECTODEDICACIN
Horas/semanaRECURSOSTOTAL
UNADContrapartida
Investigador principalIngeniero de alimentos Seleccin de muestras, anlisis proximales, evaluacin de las propiedades funcionales Anlisis- resultados12 horas semanales 2880.00019200004`800.000
Investigador secundario Qumico de alimentosSeleccin de muestras, anlisis proximales, evaluacin de las propiedades funcionales.
Anlisis- resultados 12 horas semanales2880.00019200004`800.000
Semillero de investigacin Estudiante qumica o ingeniera de alimentosSeleccin de muestras, anlisis proximales, evaluacin de las propiedades funcionales.
Anlisis- resultados40 horas semanales 1720.0001280.0003`000.000
TOTAL7560.0005040.00012`600.000
Tabla 5.3 Descripcin de los equipos que se planea adquirir (en miles de $).
EQUIPOJUSTIFICACINRECURSOSTOTAL
UNADContrapartida
Cmara de fotografaRegistro visual de la investigacin 240.000160.000400.000
1 Equipos de computo Registro de la informacin 1200.000800.0002.000.000
2 Memorias USB 16Registro informacin 36.00024.00060.000
TOTAL1476.000984.0002460.000
Tabla 5.4 publicaciones (en miles de $)
ITEMVALOR
Articulo. Revista indexada
Honorarios par-revisor
(hasta $500.000)200.000
Ilustraciones especiales
(hasta $500.000)200.000
Traduccin
(hasta $ 30.000 por pgina a doble espacio)120.000
Costos de publicacin cobrados por la revista80.000
TOTAL600.000
Tabla 5.5 Descripcin del software que se planea adquirir (en miles de $).
SOFTWAREJUSTIFICACINRECURSOSTOTAL
UNADContrapartida
Paquete estadstico Anlisis de los datos.120.00080000200.000
TOTAL120.00080.000200.000
Tabla 5.6 Descripcin y justificacin de los viajes (en miles de $)
/No Lugar. De viajesJustificacin**Pasajes ($)Estada ($)Total dasRecursosTOTAL
UNADContrapartida
XIV Congreso de Ciencia y Tecnologa de los Alimentos
Argentina.
(2 personas)Divulgacin de resultados 2572000137600043.948.000
TOTAL2.368.0001.579.2003.948.000
Tabla 5.7 Valoracin salidas de campo (en miles de $)
temCosto unitario#TOTAL
Jamundi valle (3)personas 3 dias (transporte, hospedaje, alimentacin)200.0003600.000
TOTAL200.0003600.000
Tabla 5.8
Materiales y suministros (en miles de $)
Materiales*JustificacinValor
Papelera Registros informacin 200.000
Tinta impresora Registros informacin 100.000
Reactivos Realizacin pruebas 300.000
TOTAL600.000
La industria alimentaria busca disear nuevos productos con altos contenidos de protenas, vitaminas, fibra y cidos grasos tipo omega los cuales estn presentes en la semilla de chachafruto en cantidades superiores a otras leguminosas, lo que lo convierte en un alimento innovador y de gran importancia para la industria. Hermannson (1979), define las propiedades funcionales, como aquellas caractersticas que proporcionan informacin del comportamiento fsico-qumico de las protenas en un sistema alimenticio. Las propiedades funcionales reflejan atributos intrnsecos de las protenas tales como: composicin, secuencia de aminocidos, conformacin, estructura as como las posibles interacciones con otros componentes de los alimentos.
Un producto que puede ser elaborado a base del chachafruto es el pan, que es uno de los alimentos bsicos de la canasta familiar y el cual en la actualidad es elaborado a base de harina de trigo que tiene un contenido de protena relativamente bajo y cuya composicin de aminocidos es deficiente.
Una combinacin poco explorada en la panificacin, es la de harina de trigo con harina de chachafruto, que de acuerdo con los datos de composicin qumica de estos ltimos debera dar resultados satisfactorios desde el punto de vista de su composicin y su calidad organolptica.
El objetivo de esta investigacin es evaluar las propiedades funcionales de la harina de la semilla de chachafruto para determinar si es un buen complemento o sustituyente de la harina de trigo en la elaboracin del pan.
Se espera obtener un documento con los resultados del anlisis proximal y de las propiedades funcionales de la harina de chachafruto donde se evidencie la complementariedad o sustitucin con la harina de trigo en la elaboracin del pan.
The food processing industry seeks to design new products with high places contained of proteins, vitamins, fiber and oily acids type omega which are present in the seed of chachafruto in quantities superior to leguminous others, which turns it into an innovative food and of great importance for the industry. Hermannson (1979), defines the functional properties, as those characteristics that physicist - chemist of the proteins provide information of the behavior in a food system. The functional properties reflect intrinsic attributes of the such proteins as: composition, sequence of amino acids, conformation, structure as well as the possible interactions with other components of the food.
A product that can be elaborated based on the chachafruto is the bread, which is one of the basic food of the family basket and which at present is elaborated based on flour of wheat that has a relatively low content of protein and which composition of amino acids is deficient.
A combination little explored in the panification, is that of flour of wheat with flour of chachafruto, that in agreement with the information of chemical composition of the above mentioned should give satisfactory results from the point of view of its composition and its quality organoleptic.
The object of this investigation is to evaluate the functional properties of the flour of the seed of chachafruto to determine if it is a good complement or substitution of the flour of wheat in the production) of the bread.
One expects to obtain a document with the results of the analysis proximal and of the functional properties of the flour of chachafruto where the complementarity or substitution is demonstrated by the flour of wheat in the production of the bread.
Seminario investigacin 1-2013
