Industria Láctea noviembre 2014 by Alfa Editores Técnicos

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NOVIEMBRE 2014 | VOLUMEN 3, NO. 11 www.alfaeditores.com | buzon@alfa-editores.com.mx

Tecnología

Leche con chocolate: Estudio piloto para evaluar las consecuencias de su prohibición en las cafeterías escolares

Optimización de la producción de una bebida de soya-cacahuate sabor chocolate con propiedades químicas y fisicoquímicas aceptables, usando un diseño mixto de tres componentes: enrejado, extremo y restringido Industria Láctea | Noviembre 2014

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EDITOR FUNDADOR

Ing. Alejandro Garduño Torres

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Lic. Elsa Ramírez Zamorano Cruz

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CONSEJO EDITORIAL Y ÁRBITROS

M. C. Abraham Villegas de Gante Dra. Adriana Llorente Bousquets Dra. Consuelo Silvia O. Lobato Calleros Ing. Eduardo Molina Cortina Dr. Francisco Cabrera Chávez Dra. Herlinda Soto Valdez Dr. Humberto Hernández Sánchez Dr. J. Antonio Torres M. C. José Luis Curiel Monteagudo Dr. José Pablo Pérez-Gavilán Escalante Dra. Judith Jiménez Guzmán M. C. Ma. del Carmen Beltrán Orozco Dra. Ma. del Carmen Durán de Bazúa Dra. Ma. del Pilar Cañizares Macías Dr. Marco Antonio Covarrubias Cervantes Dr. Mariano García Garibay M. C. Rodolfo Fonseca Larios Dra. Ruth Pedroza Islas Dr. Salvador Vega y León Dr. Santiago Filardo Kerstupp Dra. Silvia Estrada Flores Dr. Valente B. Álvarez DIRECCIÓN TÉCNICA

Q.F.B. Rosa Isela de la Paz G. PRENSA

Lic. Víctor M. Sánchez Pimentel DISEÑO

Lic. María Teresa Bañales Yerena Lic. Lucio Eduardo Romero Munguía VENTAS

Cristina Garduño Torres Edith López Hernández Juan Carlos González Lora ventas@alfa-editores.com.mx

Objetivo y Contenido La función principal de INDUSTRIA LÁCTEA es dar difusión a los servicios de apoyo que las empresas proveedoras (de materias primas, maquinaria, laboratorios de control de calidad, etc.) ofrecen a la Industria LÁCTEA, a la vez servir de medio para que los técnicos, especialistas e investigadores de las áreas relacionadas con el sector indicado anteriormente, expongan sus conocimientos y experiencias. El contenido de la revista es actualizado debido a la aportación del conocimiento de muchas personas especializadas en el área. Adicionalmente se incluye información tecnológica de aplicación básica y práctica, con la finalidad de que ayude a resolver los problemas que enfrentan los industriales procesadores del ramo. INDUSTRIA LÁCTEA se edita mensualmente y es una publicación más de ALFA EDITORES TÉCNICOS, S.A. de C.V. Av. Unidad Modelo No. 34, Col. Unidad Modelo, C.P. 09089, México, D.F. Tels./ Fax: (55) 55 82 33 42, 78, 96 con 6 líneas. E-mail: buzon@alfa-editores.com.mx o bien nuestra página: www.alfaeditores.com Todos los derechos reservados. Prohibida la reproducción total o parcial, sin permiso escrito del editor. El contenido de los artículos firmados es responsabilidad del autor. El contenido de los artículos sin firma es responsabilidad de la editorial. La veracidad y legitimidad de los mensajes contenidos en los anuncios publicados en esta revista son responsabilidad de la empresa anunciante. Se aceptan colaboraciones. No se devuelven originales. Se acepta intercambio de publicaciones similares.

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[ Editorial ]

Bebidas lácteas sabor chocolate, un clásico por reinventar De acuerdo con la sexta edición del Índice Lácteo de Tetra Pak, publicado el año pasado y enfocado en leches saborizadas, se prevé que el consumo de este tipo de lácteos crezca a nivel internacional más del doble con respecto a la tasa de leche entre los años 2012 y 2015. Al ser el segundo producto lácteo líquido más consumido después de la leche tradicional, indicador que en Centroamérica creció 23 por ciento tan sólo entre el primer y segundo semestres del 2012, las leches saborizadas se convierten en una atractiva oportunidad para incrementar la rentabilidad de las empresas del sector; siendo las bebidas lácteas de chocolate las que presentan el mayor reto, pues si bien se encuentran entre las más populares, el lanzamiento de nuevos productos con este tradicional sabor se está lentificando. Tetra Pak reitera esta realidad: “El lanzamiento de productos de leche saborizada entre 2009 y 2012 para los cítricos, por ejemplo, aumentó un 33%, mientras que para el chocolate la tasa de crecimiento fue de alrededor del 4%”, indica el documento.

Mientras que la Base de Datos de Nuevos Productos del 2012 de la agencia Mintel (Mintel Global New Products Database) asegura que el lanzamiento de nuevos sabores como los cítricos, cereales y frutos secos se está acelerando en el nicho de leches saborizadas. Por ello, resulta más que oportuno dedicar una edición de Industria L@ctea a las bebidas lácteas sabor chocolate, razón por la cual publicamos en las siguientes páginas un estudio sobre la optimización de la producción de una bebida de soya-cacahuate sabor chocolate con propiedades químicas y fisicoquímicas aceptables, usando un diseño mixto de tres componentes (enrejado, extremo y restringido). Por otra parte, incluimos los resultados de un estudio piloto para evaluar las consecuencias de la prohibición de leche con chocolate en las cafeterías escolares. Bienvenid@s a Industria L@ctea de noviembre de 2014, revista que agradece su lectura y le invita a conocer nuestras nuevas ofertas comunicativas a través de la plataforma www.alfaeditores.com. Lic. Elsa Ramírez-Zamorano Cruz Directora General

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{7} Diego Guillén, un joven profesional de la industria alimentaria que trabajó en el Reino Unido con reconocidos chefs de la gastronomía molecular, decidió aplicar nitrógeno líquido en helados para lograr un enfriamiento instantáneo, lo que resulta en helados cremosos con sabores frescos, sin aditivos ni conservadores y cuya preparación es todo un espectáculo para los clientes de “Guilab”, el negocio que Guillén ha emprendido utilizando esta técnica. Al enfriarse a -198 °C mediante nitrógeno, en el postre apenas logran formarse los crista-

les de hielo en el cuerpo del helado. Al batirse, la temperatura sube hasta llegar a la ideal para consumo de -9°C, logrando una consistencia más cremosa y fresca en comparación con las versiones tradicionales. Esta técnica, además de atractiva, logra que los sabores se mantengan “muy vivos”, afirma.

Novedades

Nitrógeno líquido, gastronomía molecular aplicada a helados

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{8} Científicos reducen la alergenicidad de la leche

Novedades

Científicos españoles pertenecientes a la Universidad de Granada y al centro tecnológico Azti-Tecnalia, han logrado diseñar una proteína láctea más fácil de digerir por el organismo humano y que podría reducir la alergenicidad de la leche sin alterar sus propiedades funcionales. Los investigadores han conseguido modificar de manera artificial la proteína láctea β-lactoglobulina, mediante un tratamiento con luz pulsada. Esta proteína, presente en el suero lácteo, es la responsable de aproximadamente el 10 por ciento de las alergias a los lácteos y, gracias a este tratamiento, es mucho más digerible. Julia Maldonado-Valderrama, investigadora de la Universidad de Granada y una de las autoras de este trabajo, explicó que la difícil digestión de la β-lactoglobulina se debe a que estas proteínas tienen una estructura compacta y compleja que resiste al ataque enzimático durante la digestión. “Encontrar la manera de mejorar la digestibilidad de las proteínas sin alterar su funcionalidad es un reto actual de la tecnología alimentaria y, en este sentido, el tratamiento de luz pulsada es una herramienta muy prometedora para diseñar productos alimentarios de baja alergenicidad”, afirmó.

Fonterra adquirirá 20% de la firma china Beingmate La cooperativa láctea global Fonterra comprará una participación del 20 por ciento del gigante lácteo chino Beingmate para aumentar su acceso a los mercados de leche infantil de China, anunció Beingmate. La firma, que cotiza en la bolsa de Shenzhen, informó que Fonterra invertirá 3,680 millones de yuanes (599 millones de dólares) para convertirse en el principal accionista de Beingmate. Se espera que el acuerdo se complete en un plazo de un mes, siempre y cuando sea aprobado por la Comisión Reguladora de Valores de China. Después de la transferencia de acciones, Beingmate y Fonterra construirán una fábrica de leche en polvo en Victoria, Australia. Beingmate invertirá más de 185 millones de dólares en la planta, en la que tendrá una participación del 51 por ciento, precisó. Beingmate, con sede en Hangzhou, capital de la provincia oriental china de Zhejiang, es la tercera mayor empresa de lácteos de China.

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Fábrica de leche Nido, primera planta alimentaria "cero agua" del mundo Nestlé México inauguró la primera fábrica “cero agua” del mundo. Con una inversión de más de 200 millones de pesos, la compañía disminuirá en un 15 por ciento su consumo anual del vital líquido y reducirá a cero el consumo de agua de su planta de Lagos de Moreno, Jalisco, donde la nueva tecnología fue instalada. Esto significa dejar de utilizar 1.6 millones de litros diarios extraídos del sistema de aguas del municipio. La instalación “cero agua” operará sin extraer el líquido del subsuelo y sólo consumirá el agua obtenida del proceso de producción de la leche en polvo Nido, que se manufactura en la fábrica de Lagos de Moreno. El líquido extraído de la leche fresca durante el proceso de evaporado se filtra y purifica, para obtener agua potable. Esta se utiliza en los procesos de producción y después se trata nuevamente para el riego de jardines o tareas de limpieza.

Debido al lanzamiento en Reino Unido, Italia y España del queso crema “Philadelphia Cuore Cremoso”, la planta de Mondelēz International instalada en Hospital de Órbigo (España) contará con una nueva línea de fabricación de este producto que ya se comercializa en Alemania. Hace dos años, dicho complejo industrial fue ampliado con una nueva nave de 2,500 metros cuadrados para la producción en general de Philadelphia. Al respecto, Luis Bienvenido García, Secretario del Comité de Empresa de la planta, comentó que las ventas de “Philadelphia Cuore Cremoso” han arrojado buenos resultados en Alemania, y que el aumento de la producción en la nueva línea a instalar cambiará conforme se acepte el lácteo en sus nuevos mercados europeos.

Los lácteos favorecen a la salud metabólica: estudio

Novedades

Mondelez aumenta su producción para atender mercado europeo de quesos

Un estudio publicado en “Applied Physiology, Nutrition and Metabolism”, sugiere que consumir lácteos cotidianamente reduce las posibilidades de desarrollar obesidad o padecer diabetes. Esto, tras analizar en 254 personas, entre hombres y mujeres de buena salud que consumían leche, quesos o yogures, la presencia de ácido transpalmitoleico, un biomarcador que sólo se encuentra en la leche y que tiene efectos positivos sobre la salud metabólica. Al analizar los resultados, los expertos encontraron que quienes tenían este biomarcador disponían de menor presión arterial. Aunque lo sugiere, el proyecto actualmente está por verificar si realmente consumir lácteos evitaría padecer diabetes, específicamente la tipo 2.

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Tecnología

Leche con chocolate: Estudio piloto para evaluar las consecuencias de su prohibición en las cafeterías escolares Chocolate milk: A pilot study evaluating the consequences of banning chocolate milk in school cafeterias [Andrew S. Hanks 1, David R. Just 1 y Brian Wansink 2] RESUMEN Actualmente el 68.3% de la leche disponible en las escuelas está saborizada, el chocolate es el sabor más popular (61.6% de toda la leche). Si la leche con chocolate es retirada de las cafeterías escolares, ¿qué le pasará a la selección general de leche y al consumo? En un estudio antes-después realizado en once escuelas primarias de Oregon, la leche saborizada –a la cual se referirá como

leche con chocolate– fue retirada de las cafeterías. Se compararon las ventas de leche, matrícula escolar, y datos para la participación diaria en el Programa Nacional de Almuerzo Escolar (PNAE) del año hasta la fecha. Las ventas totales diarias disminuyeron 9.9% (p<0.01). Aunque las de la leche sin sabor aumentaron a 161.2 cartones por día (p<0.001), 29.4% de esta leche fue

[ Escuela Dyson de Economía Aplicada y Administración de la Universidad de Cornell, Ithaca, 1

Nueva York, Estados Unidos de América. Mercadotecnia, Escuela Dyson de Economía Aplicada y Administración de la Universidad de Cornell, Ithaca, Nueva York, Estados Unidos de América. E-mail: foodandbrandlab@cornell.edu

]

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Tecnología

desechada. La eliminación de la leche con chocolate también estuvo asociada con que 6.8% menos estudiantes comieron su almuerzo escolar, y aunque otros factores también estuvieron involucrados, este es consistente con la noción de la reactancia psicológica. Retirar la leche con chocolate de las cafeterías escolares puede reducir el consumo de calorías y azúcar, pero también pue-

de provocar que los estudiantes tomen menos leche en general, beban menos (desperdicien más) de la leche sin sabor que toman y ya no compren su almuerzo escolar. Los encargados del servicio de alimentos necesitan sopesar cuidadosamente los costos y beneficios de eliminar la leche con chocolate y deben considerar opciones alternativas que hagan a la leche sin sabor más conveniente, atractiva, y normal para elegir.

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[ Tecnología ] INTRODUCCIÓN La leche chocolatada puede tener hasta dos veces más azúcar que la leche sin sabor y como resultado, retirar la leche con chocolate de las cafeterías escolares ha sido activamente debatido como una medida para reducir la obesidad infantil. En respuesta, muchos distritos escolares han comenzado a limitar o prohibir la venta de leche con chocolate con la esperanza de reducir el consumo de azúcar y calórico total de los estudiantes [1]. En contraste, la visión predominante de los investigadores médicos y nutriólogos es que la leche tiene nutrientes esenciales para el crecimiento y desarrollo de los huesos [2,3,4,5,6], provocando que otros distritos escolares tomen la posición de que cualquier leche es mejor que no tomar leche [7,8,9]. Lo que no se sabe, sin embargo, es si cambiar o no la disponibilidad de la leche con chocolate podría influenciar otros comportamientos como patrones de compensación dentro de las comidas [10] o comer botanas después de la escuela [7,11,12,13]. Además, restringir la disponibilidad de la leche con chocolate puede producir impactos económicos adversos como el incremento del desperdicio de leche y la disminución de las ventas de almuerzos. En general, todas las leches saborizadas con azúcar añadido, incluyendo chocolate, fresa y vainilla, comprenden el 68.3% de toda la leche disponible en las escuelas [14]. Ya que la leche con chocolate es el sabor más común (61.6% de toda la leche y el 90.2% de la leche saborizada [14]) nos referiremos a todos los tipos de leche saborizada como leche con chocolate. De los estudiantes que compraron los almuerzos servidos como parte del Programa Nacional de Almuerzos Escolares (PNAE), dos tercios eligieron leche con chocolate sobre la leche sin sabor [15,16]. Debido a que

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[ Tecnología ] 13 la mayoría de los estudiantes beben leche con chocolate por el sabor en lugar de la nutrición [17], prohibir la leche con chocolate puede no conducir a los estudiantes a sustituirla inmediatamente por leche sin sabor. Afortunadamente, hacer la leche sin sabor la opción predeterminada, y hacer la leche con chocolate menos conveniente sin eliminarla, podría incrementar inmediatamente la selección de leche sin sabor, y con poca controversia [18,19].

MÉTODOS Diseño de estudio y datos

Este estudio piloto tuvo lugar en once escuelas primarias en un solo distrito escolar de Oregon. La población total en el distrito es más o menos 157,000 adultos y estudiantes, y 85% son caucásicos, 7.8% de origen hispano o latino y 1.4% afroamericanos. Los ingresos promedio de los hogares son $41,326, comparados con el promedio nacional de $52,762 y 21.5% de los individuos en el distrito están bajo nivel de pobreza, comparado con el 14.3% del promedio nacional.

cripciones entre el año escolar 2010-2011 y el 2011-2012. Para evaluar el impacto potencial de retirar la leche con chocolate, sobre el comportamiento de los estudiantes, se recolectaron los datos de las ventas de leche durante los meses de Septiembre y Octubre de ambos años escolares. Se seleccionaron Septiembre y Octubre debido a que inicialmente el consejo escolar había planeado reintroducir la leche con chocolate después del periodo de ensayo de dos meses. No obstante, después de Octubre el consejo decidió continuar la política, aunque la recolección de datos cesó. Para los dos meses de estudio, el distrito escolar proporcionó datos de las tasas promedio diarias de participación, matrícula escolar global y porcentaje de estudiantes que recibieron un precio reducido del almuerzo y el almuerzo gratis. Teniendo los datos de las ventas de leche y la matrícula escolar, se pudieron evaluar los

En el año escolar 201112, el servicio de alimentos escolar en el distrito, retiró la leche con chocolate en los grados K-5 y ofrecieron leche descremada en su lugar. Esto ofrece la oportunidad de una evaluación antes versus después, para explorar las diferencias en las ventas de leche después de controlar los cambios en las ins-

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[ Tecnología ]

cambios en el comportamiento entre los dos años escolares. También se recolectaron los datos de los residuos totales diarios de leche, en todas excepto una escuela primaria durante los meses de Septiembre y Octubre del año escolar 2011-2012. Después de que los estudiantes terminaban sus comidas, vertían su leche tanto sin sabor como con chocolate, en dos contenedores separados localizados cerca de los contenedores de basura. La cantidad de residuos se reportó como galones de desecho, a partir de los cuales se pudo calcular el número de cartones de 8 onzas desperdiciados. Ya que los datos de leche desperdiciada no se recolectaron en las escuelas estudiadas durante el año escolar 2010-2011, comparamos los desperdicios de 2011-2012 con los desperdicios determinados de otras 15 escuelas primarias del Medio oeste y Este de los Estados Unidos. De esas 15 escuelas primarias generamos dos líneas base de la cantidad de desperdicios. La primera línea base establecida de la leche desperdiciada se derivó de los datos de leche desperdiciada recolectados durante la primavera de 2012 en 5 de las 15 escuelas primarias, las cuales están localizadas en el estado de Nueva York. Se generaron determinaciones adicionales de comparación de 10 escuelas primarias de 10 estados en el Medio oeste y el Este de Estado Unidos (sin incluir el estado de Nueva York). Esas determinaciones se recolectaron durante el otoño de 2012 cuando la leche con chocolate se restringió a la variedad libre de grasa.

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La leche desperdiciada en las 15 escuelas se recolectó usando el Método Quarter-Waste [20], una técnica confiable de estimación visual para la determinación de los residuos de bandeja en las cafeterías escolares. Los desperdicios estimados de este Método Quarter-Waste están altamente correlacionados con las técnicas de pesaje estándar usadas para medir residuos, con coeficientes de correlación estimados superiores a 0.90. Por otro lado, el Método Quarter-Waste generó un promedio de desechos que está dentro de un gramo de la cantidad obtenida por el pesaje de leche desperdiciada [20]. El retiro de la leche con chocolate no fue el único cambio en este distrito escolar de Oregon. En el año escolar 2010-2011, este distrito escolar tuvo un total de 21 escuelas primarias. Debido a que las inscripciones disminuyeron, cuatro de estas escuelas cerraron antes del año escolar 2011-2012. Los estudiantes restantes fueron transferidos

[ Tecnología ] 15 a las otras escuelas primarias en el distrito, causando grandes oscilaciones en las inscripciones (más del 35% de incremento) en cuatro de esas escuelas. Además, dos de las escuelas no proporcionaron datos para el análisis, de tal manera que se redujo el número de escuelas primarias en el análisis a 11 escuelas. Adicionalmente, hubo varios cambios dentro del servicio de alimentación escolar. Primero, al inicio del año escolar 2011-2012, el ciclo de menú de almuerzo cambió de un ciclo de 5 semanas a un ciclo de 4 semanas, reduciendo la variedad de comidas, particularmente las entradas ofrecidas. La demanda de los padres y los estudiantes, sin embargo, se dirige a las ofertas más frecuentes de platos fuertes populares como pizza, tacos, hamburguesas y pollo empanizado. Los alimentos extra, como las galletas (ofrecidas los viernes), encurtidos, crotones, productos de galletas, palitos de pan y crema batida, también se retiraron. Se incluyó una parte vegetal con cada plato fuerte sobre una base diaria. En combinación con estos cambios en el menú el precio del almuerzo se incrementó de $2.25 a $2.50 como precio del almuerzo completo, muy probablemente disminuyó el número de almuerzos completos adquiridos. Notablemente, las cafeterías de las escuelas primarias proporcionaron opciones de bebidas como botellas de agua, leche y jugo a los estudiantes. No estuvieron disponibles alimentos competitivos (productos no vendidos como parte del Programa Nacional de Almuerzo Escolar – PNAE).

Análisis

Con el fin de comprender mejor el impacto potencial que tiene el retiro de la leche con chocolate sobre las ventas y la ingesta de leche, se estudiaron las preguntas de investigación relevantes en dos fases. Primero, los datos del nivel escolar, se usaron para comparar las

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[ Tecnología ] ventas promedio de leche entre los dos años escolares, para determinar si las compras de las leches de 1% de grasa y libres de grasa en el año escolar 2011-2012 contrarrestaban el impacto en las ventas de leche a partir de la eliminación de la leche con chocolate. En cada una de estas comparaciones, se usaron métodos de regresión de efectos mixtos y efectos aleatorios a nivel escolar. Las ventas de leche para todos los tipos de leche, leche con 1% de grasa, leche libre de grasa y leche con chocolate, se usaron como variables dependientes en regresiones separadas. Una variable simulada por año capturó el impacto a partir del cambio en las opciones de leche y también se incluyó un control mensual en el análisis para tomar en cuenta la variación estacional. Segundo, las comparaciones en los datos de desperdicios de leche se estudiaron usando un tamaño de muestra desigual, una prueba t de varianza desigual, y los grados de libertad para la prueba se calcularon usando la ecuación Welch-Satterthwait [21]. Ya que la leche desperdiciada en el segundo conjunto

Tabla 1. Disminución

de las ventas cuando

la leche con chocolate fue prohibida (errores

estándar en paréntesis).

de comparaciones escolares se determinó de manera diferente, un método estadístico apropiado es usar una prueba t no pareada de la diferencia del porcentaje de leche desperdiciada. Además, permitir varianzas desiguales proporciona una comprobación de la sensibilidad. Los análisis se realizaron utilizando Stata 12.

RESULTADOS Como resultado de la política, el promedio de ventas por escuela de la leche con chocolate, cayó de 190.4 a 0 (Tabla 1; Figura 1). De manera interesante, el 90.1% de las ventas de leche con chocolate se recuperaron por las opciones de leche sin sabor con 1% de grasa y libre de grasa. De hecho, siguiendo la eliminación de la leche con chocolate, las ventas promedio diarias de leche sin sabor por escuela, se incrementaron en un 152% entre los dos años escolares (de 105.9 a 267.1 cartones; p<0.001; Tabla 2; Figura 1). Este incremento sugiere que muchos estu-

LECHE CON CHOCOLATE DISPONIBLE LECHE CON CHOCOLATE NO DIFERENCIA % DIFERENCIA (SY 2010 – 2011) DISPONIBLE (SY 2011 – 2012) Promedio mensual de ventas totales de leche

5334.1

4540.2

-793.9***

(N = 44)

(767.91)

(180.66)

Promedio mensual de ventas de leche 1%

1906.8

3677.3

1770.5***

(N = 44) Promedio mensual de ventas de leche con chocolate (‘10)/Descremada (‘11) (N = 44)

(591.23)

(181.41)

3427.3

863.0

-2564.3***

(250.37)

(208.23)

Promedio diario de ventas totales de leche

296.3

267.1

-29.3**

(N = 44)

(43.91)

(10.31)

Promedio diario de ventas de leche 1%

105.9

216.3

110.4***

(N = 44)

(34.04)

(11.18)

Promedio diario de ventas de leche con chocolate (‘10)/Descremada (‘11)

190.4

50.8

-139.6***

(N = 44)

(14.12)

(11.68)

-14.90% 92.90%

-74.8%

-29.9% 104.20% -73.3%

Los resultados para esta tabla se generaron usando métodos de regresión de efectos mixtos con efectos aleatorios en el nivel escolar y los controles mensuales. *p<0.05. **p<0.01. ***p<0.001. doi:10.1371/journal.pone.0091022.t001

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[ Tecnología ] 17

Valor promedio de Unidades de 8 fl oz Vendidas Por Día

350.0 300.0

296.3 267.1

250.0 200.0

216.3 190.4

150.0 105.9 100.0 50.8

50.0 0.0

Figura 1. La

sustitución de leche

0.0

descremada por leche

0.0

con chocolate en

Leche con Chocolate No Disponible

2011, condujo a una

Total de Leche Comprada

Total de Leche con Chocolate Comprada

ventas diarias de leche.

Leche sin sabor 1% Comprada

Leche Descremada Comprada

Leche con Chocolate Disponible

diantes estaban dispuestos a sustituir la leche con chocolate por leche sin sabor con 1% de grasa y libre de grasa. Sin embargo, se vendió un promedio de 30 unidades menos de leche cada día en Sep y Oct de 2011, sugiriendo que aproximadamente 30 de 380 estudiantes (matrícula promedio) ya no compraron la bebida nutritiva. Esto se traduce en un 9.9% de disminución en la selección de leche (p<0.01; Tabla 1). En las escuelas de todo el país, la leche se sirve como una opción de bebida para almuerzo o desayuno (reembolsable) así como para comprar a la carta. En términos de la matrícula total de estudiantes (sin restringir al alumnado participante del PNAE), hubo un 8.2% menos (p<0.001; Tabla 2; Figura 2) en la proporción de estudiantes que tomaron leche. Cuando la leche con chocolate era todavía una opción, el 77.8% de todos los estudiantes toma-

disminución en las

doi:10.1371/journal.

pone.0091022.g001.

ron leche. Una vez que la leche con chocolate se retiró, únicamente el 71.4% consumió leche. Al comparar los tipos de leche entre los años escolares, hubo un 113.9% de incremento (p<0.001; Tabla 2; Figura 2) en el porcentaje de estudiantes matriculados tomando leche con 1% de grasa. Por otro lado, el porcentaje de estudiantes que seleccionaron otro tipo de leche diferente a la de 1% de grasa –incluyendo leche con chocolate libre de grasa en el año escolar 2010-2011 y leche sin sabor libre de grasa en el año escolar 2011-2012– el consumo disminuyó un 76.2%. Los beneficios nutricionales al eliminar la leche con chocolate, son una disminución promedio de 8 gramos de azúcar y 37 calorías en el almuerzo estudiantil (no necesariamente consumido). Los beneficios, sin embargo, tienen un costo de 1 gramo de proteína, una disminución de 5 por ciento de puntos en la ingesta diaria recomendada de calcio, y ½ gramo adicional de grasa por almuerzo estudiantil promedio.

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[ Tecnología ] LECHE CON CHOCOLATE DISPONIBLE (SY 2010 – 2011)

LECHE CON CHOCOLATE NO DISPONIBLE (SY 2011 – 2012)

DIFERENCIA

% DIFERENCIA

% Promedio Diario de Estudiantes tomando todas las Leches

77.80%

71.40%

-6.3%**

-8.23%

N = 44

(0.102)

(0.025)

% Promedio diario de Estudiantes tomando 1%

27.30%

58.40%

31.2%***

N = 44

(0.083)

(0.033)

Promedio Mensual de ventas de Leche con chocolate (‘10)/Descremada (‘11)

50.50%

12.00%

-37.5%***

-76.24%

N = 44

(0.030)

113.92%

100.0%

Tabla 2. Menos

estudiantes tomaron leche cuando la leche prohibida (errores estándar entre paréntesis).

90.0% Porcentaje de estudiantes que toman leche

con chocolate fue

80.0%

77.8% 71.4%

70.0% 58.4%

60.0% 50.5% 50.0% 40.0% 30.0%

27.3%

20.0%

12.0%

10.0% Figura 2. Cuando

se prohibió la leche

0.0%

con chocolate la proporción de

0.0% Leche con Chocolate Disponible

0.0% Leche con Chocolate No Disponible

estudiantes que

Leche Total Comprada

Leche con Chocolate Total Comprada

disminuyó.

Leche sin sabor 1% Comprada

Leche Descremada Comprada

tomaba leche

A pesar de que los datos de las ventas sugieren que muchos estudiantes estuvieron dispuestos a sustituir la leche con chocolate por leche sin sabor, las ventas solas no indicaron si los estudiantes bebieron o no la leche baja en calorías al 1% de grasa o la leche descremada. Usando los datos de la leche desperdiciada, examinamos la canti-

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dad de leche desechada cuando únicamente se ofreció leche sin sabor. El personal de la cafetería recolectó los datos de los galones totales de leche desechada cada día en Septiembre y Octubre del año escolar 20102011. En promedio, los estudiantes desecharon 40.9% de la leche que seleccionaron.

[ Tecnología ] 19 40.0% 40.0% 35.0% Porcentaje Desperdiciado

Ya que la leche desperdiciada no fue recolectada durante el año escolar cuando todavía estaba disponible la leche con chocolate, se usaron los datos de leche desechada en 5 escuelas primarias localizadas en la Ciudad de Nueva York, como comparación. En esas escuelas, la leche con chocolate todavía estaba disponible. Los estudiantes de esas escuelas primarias desperdiciaron un promedio de 31.7% de la leche que eligieron. Esto sugiere que la eliminación de la leche con chocolate puede incrementar el desperdicio total de leche en un 29.4% (p<0.001; Figura 3). Con base en estos hallazgos, por cada cartón adicional de leche sin sabor que tomen, se desechan $0.02, incrementando el costo de la leche sin sabor por onza consumida en un 10.0%. La leche desperdiciada recolectada del mayor conjunto de escuelas en el otoño de 2012 indicó que el 30.0% de toda esa leche fue desperdiciada en esas escuelas. Esto proporciona evidencia de apoyo de que el 31.7% de los desechos de leche de las escuelas en el estado de Nueva York, es una medida válida y quizás conservadora.

30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% Leche con Chocolate Disponible Leche con Chocolate No Disponible

Finalmente, la Tabla 3 proporciona la información de matrícula y ventas de almuerzos para las escuelas en estudio. Entre los años escolares 2010-2011 y 2011-2012, la matrícula promedio en las escuelas estudiadas se mantuvo estable (381.3 a 379.7 estudiantes – Tabla 1). Notablemente, sin embargo, hubo una disminución del 6.8% (p<0.05)

Figura 3. Cuando

ofrecieron sólo leche sin sabor, los estudiantes

desperdiciaron más leche. Tabla 3. La participación

en el Programa Nacional

de Almuerzo Escolar disminuyó cuando se

prohibió la leche con chocolate (errores

estándar en paréntesis).

LECHE CON CHOCOLATE DISPONIBLE LECHE CON CHOCOLATE NO DIFERENCIA % DIFERENCIA (SY 2010 – 2011) DISPONIBLE (SY 2011 – 2012) Inscripción Promedio de Estudiantes

381.3

(N = 22) Participación promedio diaria en el Programa Nacional de Almuerzo Escolar (N = 22)

217.7

Almuerzos gratis o a precio reducido

116.5

379.7

-0.4%

(4.61) 202.8

-14.9*

-6.8%

(4.17) 113.9

(N = 22) % Estudiantes matriculados que recibieron la comida del Programa Nacional de Almuerzo Escolar

-1.5

-2.6

-2.3%

(3.68) 57.1%

53.9%

(N = 22)

-3.20%

-5.6%

(0.01)

% Almuerzos gratis o a precio reducido

49.2

50.5

1.3%

2.6%

(N = 22)

(0.01)

Determinaciones de nivel escolar más determinaciones de promedios diarios para cada escuela. Las pruebas t pareadas se usaron para comparar la matriculación y la participación entre años. *p<0.05. **p<0.01. ***p<0.001. doi:10.1371/journal.pone.0091022.t003

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[ Tecnología ] en la participación en el PNAE entre los dos años (Tabla 1). Mientras que es plausible que esta disminución se puede atribuir a la eliminación de la leche con chocolate, otras confusiones contemporáneas inhiben nuestra capacidad de identificar una causa específica. Aun así, una percepción poderosa, consistente con la teoría de reactancia, es que la eliminación de la leche con chocolate podría disminuir el número de estudiantes que ordenaron almuerzos en un 6.8%.

DISCUSIÓN Este experimento natural fue permitido por once escuelas primarias, que hicieron una transición limpia de la leche con chocolate ofrecida a únicamente leche sin sabor. Aunque los resultados están limitados por la ausencia de escuelas control y pueden no ser generalizados en magnitud a escuelas intermedias y secundarias, estos resultados ofrecen conocimientos preliminares importantes relacionados a las posibles consecuencias económicas de la eliminación de la leche con chocolate. Entre estas escuelas, la eliminación de la leche con chocolate estuvo asociada con un 9.9% de disminución en las ventas promedio diarias de leche, un 10.0% de incremento en el costo del consumo de leche, y un 29.4% de incremento en la leche desperdiciada. Aunque la eliminación de la leche con chocolate puede reducir la cantidad de azúcar y calorías disponibles en el almuerzo de los estudiantes, también puede tener consecuencias negativas no intencionales que considerar. Como un estudio piloto, estos hallazgos no están sin limitaciones. Primero, otros cambios del distrito escolar introdujeron confusiones potenciales al análisis, sin embargo, el diseño de regresión mixta utiliza un análisis dentro de las escuelas y entre años para reducir algo

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de este error. Además, no es posible identificar el impacto individual del retiro de la leche con chocolate en las ventas de leche o el desperdicio de leche sin asumir de manera poco realista que todos los otros efectos son ya sea insignificantes o se anulan mutuamente. No obstante, debido a las fuertes preferencias por la leche con chocolate en las escuelas, puede ser justo asumir que la selección de bebidas de los estudiantes está influenciada mínimamente por otros cambios en el menú que ocurrieron en el distrito. Mientras que las ventas de almuerzos disminuyeron 6.8%, es posible atribuirlo a la eliminación de la leche con chocolate, y es consistente con la teoría de reactancia (resistir las amenazas a la libertad), la disminución podría estar asociada también con otros factores [12,13]. La identificación de la magnitud actual de este fenómeno es un tema prometedor para futuras investigaciones. Este estudio exploratorio subraya la necesidad de estudios de seguimiento a gran escala. Con el fin de documentar con mayor precisión el incremento en los desechos, debe recolectarse la cantidad de desechos antes y después. Adicionalmente, los datos de este estudio se recolectaron sólo en escuelas primarias durante dos meses y fueron de carácter colectivo. Sin especificar las categorías de edad, y los niveles de grado adicionales (6-12) los

[ Tecnología ] 21 resultados están limitados a un pequeño grupo de edad. Por lo tanto, todas las relaciones están correlacionadas debido a que el método no es un diseño controlado aleatorizado. Por otro lado, no fuimos capaces de dividir las ventas de leche en unidades seleccionadas por los estudiantes tomando una comida de calificación PNAE y las unidades compradas por otros estudiantes. Así, un experimento bien diseñado que recopila información entre edades y participantes y no participantes del PNAE, podría ser un estudio de seguimiento apropiado. Mientras que este análisis exploratorio examinó las consideraciones relacionadas económicamente con la eliminación de leche con chocolate, también es importante que una futura investigación explore algunas ventajas y desventajas que puedan presentarse relacionadas con la nutrición. Además, para examinar los cambios potenciales en la proteína, calorías y calcio, sería importante documentar si los estudiantes se compensaron en el almuerzo o después de la escuela, consumiendo bebidas altas en calorías u otras botanas de alto contenido calórico. Aunque nuestros datos no nos permiten determinar si los estudiantes se compensaron con calorías y nutrientes cuando la leche

con chocolate no estuvo disponible, nuestros estimados del incremento de la leche desechada y la disminución en los cartones seleccionados, proporcionaron evidencia de que los estudiantes estuvieron menos satisfechos con el conjunto de opciones de leche. Por otro lado, las investigaciones sugieren que las pequeñas indulgencias pueden reducir los cambios por la compensación de calorías en las comidas [10]. Dada esta evidencia, hay una necesidad de investigaciones adicionales para comprender los impulsos y detonantes del comportamiento para preservar opciones, como la leche con chocolate, y guiar a los estudiantes a tomar y comer almuerzos más saludables. Después de todo, no es nutrición hasta que se come.

CONCLUSIÓN Mientras que retirar la leche con chocolate de las cafeterías de las escuelas puede parecer que tiene un beneficio inmediato para reducir el consumo de calorías y azúcar, se pueden presentar consecuencias inesperadas al hacerlo. Nuestros resultados indican que cuando la leche con chocolate es retirada, menos estudiantes toman leche y desperdician más de la leche sin sabor que

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[ Tecnología ] seleccionan. Adicionalmente, puede haber también consecuencias de cómo compensan durante el almuerzo –o después en el día– ya sea seleccionando un postre. Los encargados del servicio de alimentos necesitan sopesar cuidadosamente los costos y beneficios de eliminar la leche con chocolate y considerar otras soluciones como hacer menos conveniente la selección de leche con chocolate y hacer parecer la leche sin sabor más conveniente, atractiva y normal [25]. Mientras que hay muchas formas de promover la selección de la leche que no tiene sabor sin restringir las opciones disponibles, las cinco sugerencias siguientes son consistentes con investigaciones previas realizadas en comedores escolares: 1) mantener todos los refrigeradores abastecidos con al menos un poco de leche sin sabor [23]; 2) que la leche sin sabor represente 1/3 o más de toda la leche visible en el comedor [25]: 3) colocar leche sin sabor enfrente de otras bebidas, incluyendo la leche con chocolate, en todos los refrigeradores [26]; 4) colocar las cajas de leche sin sabor de tal manera que sea la primera opción de bebida en todos los refrigeradores de leche [22,27]; y 5) agrupar la leche sin sabor a disposición de todos y que vaya con las comidas disponibles para los estudiantes como la bebida por defecto [24]. Animar a los estudiantes a tomar leche sin sabor puede disminuir naturalmente la cantidad de leche con chocolate que se toma. Mientras que hacer la leche sin sabor relativamente más conveniente, atractiva y normal para elegir (relativa a la leche con chocolate) conducirá a algunos niños a cambiar de la leche con chocolate a la de sin sabor, esto no influenciará a todos los niños. Sin embargo, la pregunta que queda es si beber o no leche con chocolate es mejor que beber una alternativa calórica, tal como bebidas deportivas, o incluso no comer el almuerzo escolar en absoluto.

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Tecnología

{24} Optimización de la producción de una bebida de soya-cacahuate sabor chocolate con propiedades químicas y fisicoquímicas aceptables, usando un diseño mixto de tres componentes: enrejado, extremo y restringido

Palabras clave: Bebida de leche sabor chocolate; cacahuates; cacao en polvo; diseño mixto enrejado; semillas de soya; soya-cacahuate.

Optimization of the production of a chocolate-flavoured, soy-peanut beverage with acceptable chemical and physicochemical properties using a three-component constrained extreme lattice mixture design [Henry Mensah-Brown 1*, Emmanuel Ohene Afoakwa 2 y Winifred Boahemaa Wadie 2] [ Departamento de Ingeniería de Procesamiento de Alimentos, Universidad de Ghana, Legon-Acra, Ghana. 1

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Departamento de Nutrición y Ciencia de Alimentos, Universidad de Ghana, Legon-Acra, Ghana. *E-mail: hmbrown@ug.edu.gh/hmbrown55@gmail.com

]

{25} RESUMEN

Tecnología

Este estudio exploró la viabilidad de producir una bebida de leche de soya-cacahuate con sabor a chocolate, con propiedades químicas y fisicoquímicas aceptables, a partir de soya, cacahuate y cacao en polvo. Se procesaron diez formulaciones mediante la mezcla de tres ingredientes básicos: soya (20g/100g-80g/100g), cacahuate (Arachis hypogaea L.) (20g/100g-60g/100g) y cacao en polvo (1g/100g-7g/100g). Las porciones optimizadas de los ingredientes, se obtuvieron usando un diseño mixto de tres componentes: enrejado, extremo y restringido. El producto optimizado consistió de 54.058.5% de soya, 37.0-42.0% de cacahuate y 4.46-4.48% de cacao en polvo y tuvo un valor energético de 124.103kJ/100g. El análisis proximal de los productos optimizados indicó que esta bebida tuvo un contenido de proteína: 2.77%, grasa: 1.38%, carbohidratos: 1.26%, cenizas: 0.32% y agua: 94.27%. Eso sugiere que es viable la producción de una bebida de leche entera de soya-cacahuate, sabor a chocolate, a través de la optimización de los ingredientes básicos.

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[ Tecnología ]

ABSTRACT This study explored the feasibility of producing a soy-peanut, chocolate-flavoured milk beverage with acceptable chemical and physico-chemical properties from soybeans, peanuts and cacao powder. Ten formulations were processed by mixing three basic ingredients: soybeans (20g/100g-80g/100g), peanuts (Arachis hypogaea L.) (20g/100g60g/100g) and cacao powder (1g/100g7g/100g). The optimized proportions of the ingredients were obtained using a threecomponent, constrained extreme lattice mixture design. The optimized product consisted of 54.0-58.5% soybeans, 37.042.0% peanut and 4.46 - 4.48% cacao powder and had an energy value of 124.103kJ/100g. Proximate analysis of the optimized products indicated that the beverage has a protein content of 2.77%, fat content of 1.38%, carbohydrate content of 1.26%, ash content of 0.32% and water content of 94.27%. This suggests that production of an acceptable full fat soy-peanut, chocolate-flavoured milk

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beverage is feasible through the optimization of the basic ingredients. Key words: Chocolate-flavoured milk beverage; cacao powder; lattice mixture design; peanuts; soy-peanut; soybeans.

INTRODUCCIÓN Las bebidas tipo leche fabricadas a partir de la preparación de oleaginosas tienen un gran potencial como sustitutos nutricionales, especialmente en las culturas donde la leche de vaca está en cantidad insuficiente, es muy cara o no es digerible (Schmidt y Bates, 1976, Isanga y Zhang, 2009). Estudios actuales muestran que muchas bebidas de oleaginosas o mezclas de oleaginosas con leche de vaca se han empleado con un grado de satisfacción en algunas culturas. Diarra et. al. (2005) sugirieron que el renovado interés en la leche vegetal así como en los productos hechos de estos, puede deberse al creciente conocimiento que los consumi-

[ Tecnología ] 27 dores conscientes de su salud, tienen de los beneficios nutricionales de los alimentos a base de plantas. Las principales legumbres que han sido utilizadas en los productos de leche vegetal incluyen la soya, caupí, frijol alado, cacahuate y semillas de melón (Senayah, 1993). Generalmente, las legumbres y oleaginosas tienen características que las hacen convenientes para combinar dos o más de ellas y obtener productos aceptables (Aidoo et. al., 2010). En particular, el cacahuate es conocido por tener un contenido energético mayor comparado con los caupís, los cuales tienen menor energía (Akinyele y Abudu, 1990) y Asiamah (2005) sugirió que combinando los dos se complementan efectivamente el uno al otro. Además, Nadutey (1999) encontró que productos compuestos hechos de mezclas de cacahuate-caupí, tienen un sabor mínimo a frijol, comparado con el fuerte sabor a frijol de la leche de caupí solo. En vista de esto, productos como cremas para café han sido elaboradas a partir de leche de soya y cacahuate (Mulando y Resurreccion, 2006).

rrollo exitoso del producto (Deshpande et. al., 2008). El principal objetivo del estudio fue optimizar el uso de soya, cacahuate y cacao en polvo para la producción de una bebida de soya-cacahuate con sabor a chocolate, con propiedades químicas y fisicoquímicas aceptables, empleando un diseño mixto de tres componentes: enrejado, extremo, y restringido.

MATERIALES Y MÉTODOS Materiales

En este estudio se usaron soya de la variedad Jenguma y cacahuates de la variedad China. Estos se obtuvieron en el mercado de Madina en Acra. La lecitina de soya y el estabilizante a base de goma (carragenina), se obtuvieron de la Cacao Processing Company y la Tema and Healthy Life Fruit Juice Company, respectivamente. El cacao en polvo y el azúcar, se obtuvieron de los supermercados Melcom y Max Mart en Acra.

La leche de soya es un rico líquido cremoso con un sabor a nuez, que se ha encontrado nutricionalmente comparable a la leche de vaca en la mayoría de los aspectos. No obstante, el sabor a frijol de soya, todavía es la principal característica responsable de su baja aceptabilidad en los países occidentales (Carrão-Panizzi et. al., 1999). Los productos a base de soya a menudo son descritos como amargos, rancios y astringentes (Hajirostamloo, 2009) por lo tanto, se usan sabores como fresa, vainilla, café y chocolate para enmascarar el sabor a frijol. Sin embargo, es un reto proporcionar alimentos nutritivos que aseguren un sabor, textura y apariencia atractivos, de ahí la necesidad de optimizar todos los aspectos de la producción de una manera efectiva para llevar a cabo un desa-

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[ Tecnología ] Diseño experimental

Tabla 1. Relación composicional de las diez posibles formulaciones.

PROPORCIÓN DEL INGREDIENTE (%)

FORMULACIÓN

SOYA

CACAHUATE

CHOCOLATE

56.0

40.0

4.0*

64.5

30.0

5.5

47.5

50.0

2.5

44.5

50.0

5.5

79.0

20.0

1.0

67.5

30.0

2.5

73.0

20.0

7.0

39.0

60.0

1.0

33.0

60.0

7.0

56.0

40.0

4.0*

* La formulación en el medio se repitió para obtener diez formulaciones. Tabla 2. Límites superiores e inferiores de la relación composicional de la bebida.

COMPONENTE

LÍMITE INFERIOR

LÍMITE SUPERIOR

Soya

Cacahuate

Chocolate

Gráfico del Diseño Simplex en Pseudo-componentes Soya, X1 fl

Figura 1. Región restringida en el sistema de

coordenadas simplex.

fl Cacahuates, X2

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Se usó un diseño mixto de tres componentes: enrejado, extremo y restringido (Cornell, 1983). La mezcla de componentes consistió en soya (X1), cacahuates (X2) y chocolate (X3) los cuales constituyeron el 100% de la formulación total. Todas las formulaciones contenían 5.5% de azúcar, 3% de carragenina y 30% de lecitina de soya. Las proporciones de los componentes se expresaron como fracciones de la mezcla, y la suma (X1 + X2 + X3) de las proporciones se igualó a uno. El intervalo práctico de las proporciones de las variables de los componentes (X1, X2 y X3) se estableció en base al contenido de sólidos (Figura 1 y Tabla 1). Se usó el software Minitab Release 14 para el diseño de experimentos, analizar los resultados y generar los gráficos de contorno para las diversas propiedades fisicoquímicas de la bebida elaborada de soya-cacahuate con sabor a chocolate. Los datos obtenidos de los análisis químico y fisicoquímico, se analizaron usando ANOVA y DMS en Statgraphics plus (versión 3.0). La Figura 1 muestra la región restringida en el sistema de coordenadas simplex. La Tabla 1 da las proporciones de composición de las diez posibles formulaciones usadas en los experimentos, mientras que la Tabla 2 otorga los límites superiores e inferiores de la proporción composicional de la bebida de soya-cacahuate sabor a chocolate.

Preparación de la muestra

fi Chocolate, X3

La soya cruda y los cacahuates se limpiaron manualmente recogiendo toda la suciedad y otros materiales extraños como piedras, pedazos de tallos y cáscaras. Los cacahuates limpios se asaron ligeramente por 10 minutos para facilitar la remoción de la cáscara. Las semillas se descascararon pasándolas a través de un molino de discos de atrición para quitarles la cubierta. Los cotiledones se separaron de las cáscaras usando el método

[ Tecnología ] 29

Métodos analíticos Composición proximal

de flotación. Los cotiledones se sumergieron en una solución de bicarbonato de sodio (NaHCO3) al 2% por 3 horas. Las semillas de cacahuate se lavaron con agua fría para remover el NaHCO3 residual. La soya se sumergió en NaHCO3 al 2% por 18 horas, blanqueadas en agua hirviendo a 100 °C por 10 minutos, enfriadas con agua del grifo y después se lavaron con agua fría para remover el NaHCO3 residual. La soya, cacahuates y chocolate en polvo se pesaron por separado y se molieron con agua fría usando una licuadora Philips en una proporción 1:7 que es 1 parte de soya, cacahuates y chocolate en polvo por 7 partes de agua. Los tres componentes se licuaron por 105 segundos. La mezcla obtenida se filtró usando una gasa limpia y se homogeneizó. Posteriormente se añadió lecitina de soya y el estabilizante a base de goma a una temperatura de 80 °C. El azúcar se añadió al gusto. La leche obtenida se cocinó por 15 minutos en un recipiente enchaquetado. Las muestras se envasaron en botellas esterilizadas y con corcho. Las botellas se esterilizaron colocándolas en agua limpia a ebullición por 30 minutos y conservándolas en una solución de 2 ppm de bisulfito de sodio. Las muestras de leche se pasteurizaron a 100 °C por 30 minutos, se enfriaron y refrigeraron.

Se determinó el contenido de humedad, proteína y cenizas de las muestras, usando los métodos AOAC (1990). El contenido de grasa se determinó usando el método Gerber, método AOAC (2001) 200.18. Los carbohidratos se determinaron por diferencia. Los valores calóricos se calcularon usando la expresión: VE (KJ/100g) = [(%AC x 17) + (%P x 17) + (%G x 37)];

(1)

donde, VE = Valor energético del alimento; %AC = Porcentaje de carbohidratos; %P = Porcentaje de proteína; %G = Porcentaje de grasa. Propiedades fisicoquímicas

Las propiedades fisicoquímicas de la bebida de soya-cacahuate sabor chocolate determinadas en este estudio incluyeron pH, acidez titulable, contenido de sólidos totales, color y viscosidad aparente. Determinación de pH

El pH de la bebida se determinó utilizando un peachímetro (Modelo pHep3, MicropHep). Acidez titulable

La acidez titulable se determinó usando el método AOAC 947.05 (AOAC, 1990). Se mezclaron cinco mililitros (5 mL) de la bebida con 25 mL de agua libre de dióxido de carbono y la mezcla se tituló con NaOH 0.1M usando fenolftaleína al 1% como indicador. La determinación se realizó por triplicado y la acidez se calculó como ácido láctico (90 g/100 mL)

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[ Tecnología ] Determinación de sólidos totales

El contenido de sólidos totales se determinó usando un refractómetro Abbe de acuerdo con el método aprobado AOAC 16.032 (AOAC, 1975). Viscosidad aparente

Se usó un viscosímetro digital Brookfield (Modelo DV-1; Brookfield Engineering Labs Inc., Middleborough, EEUU) para las determinaciones de viscosidad. La sonda usada fue una LV, con un número de sonda de 2.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Efecto de los ingredientes sobre el contenido de sólidos totales de la bebida de soya-cacahuate

Los resultados para los sólidos totales de las diez formulaciones fueron significativamente Soya

Figura 2. Gráfica

mixta de contorno de

sólidos totales

La viscosidad de la bebida varió con cada formulación. Las diferencias en la viscosidad fueron estadísticamente significativas (p≤0.05). Con referencia al gráfico de contorno (Figura 3), se observa que el incremento de las cantidades de cacao en polvo en el producto, incrementa la viscosidad ya que el contenido de sólidos solubles del cacao en polvo es mayor que el de la leche vegetal. Tamime y Robinson (1999) reportaron que el mayor contenido de sólidos solubles totales en la leche usualmente incrementa la viscosidad y consistencia del producto final.

Efecto de los ingredientes sobre el pH y la acidez titulable de la bebida de soya-cacahuate

0.9

1.5 1.2 66 Cacahuates

discrepantes. Los sólidos totales se refieren a cuántos sólidos están disueltos en un medio dado, se incrementan conforme aumenta la proporción de cacao en polvo, como puede observarse en la gráfica de contorno (Figura 2). Los altos niveles de soya y cacahuate dieron productos con baja cantidad de sólidos totales. La disminución del contenido de sólidos con el incremento de los niveles de cacahuate y soya, puede deberse al alto contenido de grasa de las semillas, lo cual afecta la solubilidad de las proteínas.

1.8 33

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47 Chocolate

Aunque tanto el pH como la acidez titulable miden la acidez de la bebida, el pH es una medida de la actividad de los iones hidrógeno (H+) en solución, mientras que la acidez titulable mide el ácido predominante presente en la bebida. Para el cacahuate y la soya, la acidez titulable se determinó como porcentaje de ácido láctico. El pH de las formulaciones varió de 6.863 a 8.078. El cambio de pH ligeramente ácido a básico se debe a la fase de sumergido en bicarbonato de sodio. A un nivel de confianza de 95.0%, las nueve formulaciones mostraron diferencias significativas. La gráfica mixta de contorno (Figura 4) mostró que el pH

[ Tecnología ] 31 Soya

aumenta con el incremento en la cantidad de soya y cacahuates de la formulación. Esto se debe al incremento de la cantidad de proteínas que aumenta conforme la cantidad de cacahuates y soya se elevan. El pH del cacao en polvo fue 5.83±0.04, y ese podría no tomarse en cuenta por los altos valores de pH obtenidos. La R2 ajustada fue 33.02%. El modelo de regresión obtenido para el pH de la bebida de soya-cacahuate sabor chocolate fue:

Figura 3. Gráfica de

contorno mixto de

viscosidad

Y = 8.79 X1 + 13.05 X2 – 35.65 X3 – 12.60 X1 X2 + 58.12 X2 X3, R2 = 33.02%;

(2)

1000

donde, X1 = Soya, X2 = Cacahuates y X3 = Chocolate. El modelo predictivo para la acidez titulable podría tomarse en cuenta para el 8.11% de las variaciones en los datos. En la Figura 5 se observa que el porcentaje de acidez titulable disminuye con la elevación de la cantidad de soya y cacahuates en el producto, pero aumenta con el incremento de cacao en polvo. El procesamiento de los granos de cacao involucra fermentación mediante bacterias ácidolacticas y esta quizá se tome en cuenta para los valores de incremento de acidez con el aumento de cacao en polvo. El modelo de regresión obtenido para la acidez titulable de la bebida de soya-cacahuate en polvo, fue:

500 66 Cacahuates

1500

2000

47 Chocolate

Figura 4. Gráfica

Soya

de contorno

mixto de pH

Y = 0.34 X1 – 0.08 X2 + 6.15 X3 – 10.53 X2 X3, R2 ajustada = 8.11%;

(3)

5.5

Efecto de los ingredientes sobre la seguridad microbiana de la bebida de soya y cacahuate

El análisis microbiológico de las nueve formulaciones mostró que los productos estuvieron libres de coliformes así como de

donde, X1 = Soya, X2 = Cacahuates y X3 = Chocolate.

3.1 6.7 66 Cacahuates

4.3 33

1.9

0.7 47 Chocolate

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[ Tecnología ] Soya 79

Figura 5. Gráfica de contorno mixto de acidez titulable

levaduras y hongos después de incubar a 37 °C por 24 horas y a 24 °C por 48 horas, respectivamente. Sin embargo, se observó crecimiento de microorganismos aerobios a un factor de dilución de 10-1 para todas las formulaciones con excepción de las formulaciones 5, 6, 7 y 9. No obstante, los resultados obtenidos corresponden con el conjunto de estándares de la Autoridad Estándar de Ghana (GS 725:2003). La baja carga microbiana se debe al uso de bisulfito de sodio (2 ppm). Las botellas después de esterilizarlas por 30 minutos se mantuvieron en una solución de bisulfito de sodio.

20 0.35

0.65 0.20

0.50

0.95

0.80

66 Cacahuates

1.10

Tabla 3. Relación

Composición nutricional y productos optimizados 47 Chocolate

COMPOSICIÓN (%) PRODUCTO ÓPTIMO 1 PRODUCTO ÓPTIMO 2

composicional de

Soya

58.30

54.01

Cacahuate

37.21

41.42

Cacao en polvo

4.48

4.46

los productos de la región optimizada.

Se seleccionaron dos formulaciones de la región óptima y se llevó a cabo el análisis proximal de ambas formulaciones. La Tabla 3 muestra la proporción composicional de cada formulación. La composición nutricional de la bebida de soya-cacahuate sabor chocolate se presenta en la Tabla 4. Se ha presentado a un lado la composición nutricional de la leche de soya y cacahuate presente en la literatura, para su fácil comparación.

Tabla 4. Composición proximal de los productos (finales) optimizados en

comparación con los valores de la literatura para leche de soya y cacahuate (100 g).

COMPOSICIÓN Energía (kJ / 100g) Agua (%) Proteína (%) Grasa (%) Carbohidratos (%) Cenizas (%)

TIPO DE LECHE PRODUCTO ÓPTIMO 1

PRODUCTO ÓPTIMO 2

PROMEDIO

LECHE DE SOYA DE LA LITERATURA‡

LECHE DE CACAHUATE DE LA LITERATURA§

106.654

141.551

124.103

149

258

94.745

93.79

94.268

92.5

(0.42)

(0.48) 2.768

3.4

2.1

1.38

1.5

4.4

1.26

2.1

3.5

0.317

0.5

0.02

2.682

2.853

(0.01)

(0.06)

1.2

1.55

(0.00)

0.98

1.542

(0.42)

(0.552)

0.367

0.267

(0.06)

Nadutey (1999) y §Sanni et. al. (1999)

‡

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[ Tecnología ] 33

Carbohidratos

Los carbohidratos en el etiquetado nutricional son importantes porque sirven como una fuente de energía. El contenido de carbohidratos en la bebida de soya-cacahuate, fue bajo comparado con la leche de soya y la leche de cacahuate solas, de acuerdo con la literatura. Las diferencias entre el contenido de carbohidratos del producto 1 y 2 no fueron significativas. El producto 1 tuvo un contenido de carbohidratos de 0.98% mientras que el producto 2 tuvo un contenido de carbohidratos de 1.542%.

Proteínas

Las proteínas son importantes para todas las funciones biológicas y la estructura celular (USDA, 2005). Se extrajeron 2.853g/100g de proteína de la bebida de soya-cacahuate sabor chocolate. Esto fue menor que el contenido de proteína de la leche de soya, tal como afirmaron Nadutey (1999) y Sanni et. al. (1999); y relativamente mayor que el contenido de proteína de los cacahuates reportado en la literatura. El contenido de proteína relativamente bajo de los cacahuates puede disminuir posteriormente la composición total en la mezcla final. Algunas proteínas no son solubles en agua, por lo tanto podrían no ser extraídas.

Grasa

La grasa sirve como la fuente principal de energía en cualquier alimento tomado, de tal

manera que el contenido de grasa del producto es de suma importancia. Los cacahuates son conocidos por contener cerca de 49.24% de grasa (USDA, 2005). Por lo tanto, el contenido relativamente alto de grasa observado en el producto 2 se debe al mayor contenido de cacahuate en la formulación. El contenido de grasa de la bebida de soya-cacahuate fue mucho menor que el contenido de grasa de la leche de cacahuate reportado en la literatura, Sanni et. al. (1999). La grasa es soluble en solventes orgánicos como éter de petróleo. Sin embargo, se usó agua en la extracción en este estudio, de tal manera que debe tomarse en cuenta para el bajo contenido de grasa.

Cenizas

El contenido de cenizas representa el contenido mineral total en los alimentos y se refiere al residuo inorgánico restante después de la ignición o la oxidación completa de la materia orgánica en un producto alimenticio. Los contenidos de cenizas de los dos productos óptimos, no fueron significativamente diferentes y dicho contenido comparado al de la leche de soya de la literatura, fue menor. Las diferencias de la composición nutrimental de las bebidas reportada en la literatura y la obtenida en este experimento, pueden deberse a las diferencias en el contenido de agua, el método experimental usado y la variedad de soya y cacahuates empleados. Además, los minerales pudieron haber lixiviado hacia el exterior debido a las largas horas de remojo

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[ Tecnología ] (Liu, 1997). Liu (1997) reportó que en promedio, los frijoles sumergidos por 24 horas resultaron en un 5% de pérdida de sólidos. El análisis fisicoquímico de dos de los productos de la región optimizada, mostró un pH neutro y un valor de acidez titulable de 0.198 a 0.258%. En la Tabla 5 se puede observar que la acidez se incrementa conforme el pH disminuye. Se observaron diferencias significativas entre los productos tanto para pH como para acidez titulable. Las diferencias en el pH y la acidez titulable se deben a las diferencias en las formulaciones. Los valores de sólidos solubles variaron de 7.05 a 8.05. El producto óptimo 2 obtuvo un valor de oBrix mayor. El mayor valor de oBrix del producto 2 pudo haber contribuido a su alto valor de viscosidad. Las diferencias entre el valor oBrix y la viscosidad fueron estadísticamente significativas.

CONCLUSIÓN Tabla 5. Propiedades fisicoquímicas de

los productos de la región optimizada.

Los resultados mostraron una región óptima generada a partir de la superposición de las regiones de aceptación. El análisis proximal de los productos optimizados reveló que

CARACTERÍSTICA FISICOQUÍMICA

PRODUCTO OPTIMIZADO 1

PRODUCTO OPTIMIZADO 2

7.3430

7.2300

(0.0058)

(0.0436)

0.1980

0.2580

(0.0000)

(0.0001)

7.0500

8.0500

(0.0000)

Viscosidad (cp)

80.0000

86.4000

(8.6850)

(6.7273)

Acidez titulable (%)

Brix (°)

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las bebidas tienen un valor energético de 124.103kJ/100g, un contenido de agua de 94.27%, un contenido de proteína de 2.77%, un contenido de grasa de 1.38%, un contenido de carbohidratos de 1.26% y un contenido de cenizas de 0.317%. Los productos de la región optimizada tuvieron pH neutro, acidez titulable que varió entre 0.198%-0.258%, oBrix de 7.05-8.05 y viscosidad de 80.0-86.4 cp. La calidad microbiana del producto cumplió los estándares establecidos por la Autoridad Estándar de Ghana. Por otro lado, es viable optimizar la producción de una bebida de leche entera de soya-cacahuate con sabor a chocolate, usando un diseño mixto de tres componentes: enrejado, extremo y restringido. El proceso de optimización desarrollado aquí, puede utilizarse en la industria para la formulación y producción de una bebida de leche sabor a chocolate, que consta de soya-cacahuate y cacao en polvo. Posteriores trabajos de investigación incluirán la evaluación sensorial y la aceptabilidad general de la bebida de leche de soya-cacahuate sabor chocolate en el mercado ghananiano.

REFERENCIAS Aidoo, H., Sakyi-Dawson, E., Tano-Debrah, K. and Saalia, F. K. (2010). Development and characterization of dehydrated peanut-cowpea milk powder for use as a dairy milk substitute in chocolate manufacture. Food Research International, 43: 79-85. Akinyele, I. O. and Abudu, I. A. (1990). Acceptability and nutrient content of milk substitutes from four cultivars of cowpeas (Vigna unguiculata). Journal of Food Science, 55: 701–707. AOAC(1975). Official Methods of Analysis (W. Hortuntzed). Association of Official Analytical Chemists, 12th ed. Washington, D.C.

[ Tecnología ] 35 AOAC (1990). Official Methods of Analysis, Association of Official Analytical Chemists, 15 th ed. Washington D.C., Pp 992-995.

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Calendario de Eventos

ISM 2015 Y PROSWEETS COLOGNE 2015

Teléfono: +52 (449) 241 3313, +52 (449) 145 5262 y +52 (33) 1617 4073 E-mail: alejandro.konfest@gmail.com Web: www.expolactea.org

The Future of Sweets 01 al 04 de Febrero Sede: Koelnmesse, Colonia, Alemania Organiza: Koelnmesse GmbH Teléfono: +49 (0) 221 821 3899 E-mail: s.schommer@koelnmesse.de Web: www.ism-cologne.com y www.prosweets.com ISM es la feria mundial de comercio líder para la industria de confitería, que ofrece la plataforma adecuada para el mundo innovador de este sector, con todas las tendencias y los temas que interesan a los distintos socios empresariales para dar forma al futuro de todos sus productos, tanto conocidos como nuevos que lleguen a los mercados y generen nuevos volúmenes de negocio. Mientras que ProSweets Cologne, que se llevará a cabo de manera paralela a ISM, es una feria de proveeduría para la confitería, que abarca desde ingredientes especiales para este sector hasta tecnologías de envasado y proceso.

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EXPOLÁCTEA 2015 Donde la innovación, el oficio y los negocios convergen 25 al 27 de Marzo Sede: Centro de Convenciones Tres Centurias, Aguascalientes, Aguascalientes, México Organiza: Konfest México

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TECNOALIMENTOS EXPO 2015 Tecnología al Servicio de la Innovación 26 al 28 de Mayo Sede: Centro Banamex, Ciudad de México, México Organiza: Alfa Promoeventos Teléfono: +52 (55) 5582 3342 Fax: +52 (55) 5582 3342 E-mail: ventas@tecnoalimentosexpo.com.mx Web: www.expotecnoalimentos.com

TECNO 2 ALIMENTOS 0 1

EXPO

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{37} ANUGA 2015

E-mail: cvaldes@ejkrause.com Web: www.alimentaria-mexico.com

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