Tesis / 0330 / I.A. by MAOSABO

EFECTO DE LA CARBONATACIÓN EN LA ESTABILIDAD DEL β-CAROTENO PRESENTE EN UNA BEBIDA NO ALCOHÓLICA ELABORADA A PARTIR DE LA Matisia cordata (Zapote)

AURA MARCELA VEGA OCHOA ANGELLY ANGEL NIETO

FUNDACION UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA INGENIERIA DE ALIMENTOS BOGOTA D.C 2016 1

EFECTO DE LA CARBONATACIÓN EN LA ESTABILIDAD DEL β-CAROTENO PRESENTE EN UNA BEBIDA NO ALCOHÓLICA ELABORADA A PARTIR DE LA Matisia cordata (Zapote)

AURA MARCELA VEGA OCHOA ANGELLY ANGEL NIETO

Directora MSc. Giovanna Fuentes Docente

Tesis para la obtención del título de Ingeniería de Alimentos

FUNDACION UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA INGENIERIA DE ALIMENTOS BOGOTA D.C 2016 2

Nota de aceptaci贸n:

_____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________ _____________________________________

_____________________________________ Firma del presidente del jurado

_____________________________________ Firma del jurado

Bogot谩 D.C., Febrero de 2016 3

DEDICATORIA

A Dios, por darme sabiduría, paciencia y salud durante el desarrollo del trabajo de grado. A mi madre Olga Nieto por sus consejos, principios, valores y la motivación constante con los cuales me ha acompañado en el transcurso de mi vida, permitiéndome ser una mejor persona, pero más que nada, por su amor. A mi padre Jesús Ángel que aun en la distancia siempre me demostraste su apoyo y su amor. A mi hermano Nairo Ángel por creer en mí, por quererme mucho, por sus consejos, por darme una carrera para mi futuro y sobre todo porque sin su apoyo nada de esto sería posible, mi chinito todo esto te lo debo a ti.

Angelly Ángel Nieto

Me llena de felicidad y orgullo dedicar este triunfo: A Dios por permitirme culminar una etapa más de mi vida. A mis padres, Pedro José y Aura Liliana a quienes les debo mi formación como Ingeniera, por el apoyo y amor que siempre me han brindado y por estar siempre pendientes en el desarrollo de nuestro proyecto. A mis hermanos Omar Darío y José Leonardo por ser un apoyo incondicional, por guiarme y aconsejarme en los momentos más difíciles de mi carrera. A mi primo Marko Avellaneda, por ser un gran ejemplo de constancia, responsabilidad, dedicación y ante todo por ser un excelente amigo. Y a todas las personas que de una u otra manera me apoyaron desde el inicio hasta el final de ésta investigación. Aura Marcela Vega Ochoa

AGRADECIMIENTOS

Expresamos infinitos agradecimientos de forma muy especial a:

Dios por darnos la oportunidad de vivir y por estar con nosotras en cada paso que hemos dado, por fortalecer nuestros corazones e iluminar nuestras mentes para salir adelante y alcanzar nuestras metas, sobre todo por haber puesto en nuestro camino a aquellas personas que han sido nuestro soporte y compañía durante todo este periodo de lucha y estudio.

A MSc. Giovanna Fuentes por ser nuestra directora de tesis, ser nuestra guía y ante todo por ser nuestra amiga, que con su conocimiento y experiencia logró encaminarnos por el mejor camino para el desarrollo de ésta investigación a:

Ingeniera Gloria González por su orientación y apoyo en la construcción de este trabajo.

Ingeniero Mauricio Sierra, por colaborarnos especialmente en el método de inyección del gas para la bebida, lo cual fue indispensable en la investigación.

Amanda Monroy como auxiliar de laboratorio, por ser una persona incondicional, servicial, por su buena actitud y disposición durante la elaboración de la bebida.

Fundación Universitaria Agraria de Colombia por darnos la oportunidad de formarnos como excelentes profesionales brindándonos sus instalaciones para el desarrollo de nuestras actividades.

Y a todas las personas que nos apoyaron y colaboraron en el desarrollo y construcción de esta tesis.

CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

2. JUSTIFICACIÓN

3. OBJETIVOS

4. MARCO TEÓRICO

4.1 Colorante

4.1.1 Tartrazina

4.2 Colorante Natural o Pigmento

4.2.1 Estabilidad de los pigmentos – carotenos

4.2.2 β-caroteno

4.3 Aplicaciones en la Industria Alimentaria

4.4 Matisia cordata

4.4.1 Descripción

4.4.2 Propiedades

4.4.3 Usos

4.4.4 Producción

4.5 Cromatografía

4.5.1 Cromatografía plana

4.5.2 Cromatografía en columna

4.6 Espectrofotometría

4.7 Elaboración de la bebida carbonatada

4.7.1 Definición

4.7.2 Método pre-jarabe de inyección

4.7.3 Carbonatación y dispensa in situ

4.7.4 Materias primas

5. METODOLOGÍA

5.1 Recolección de Matisia cordata (Zapote)

5.2 Extracción de Carotenos, Separación y cuantificación de β – caroteno

5.3 Preparación de bebida no alcohólica

5.4 Evaluación de la estabilidad de β- caroteno

5.5 Evaluación Sensorial

5.5.1 Entrenamiento del panel

5.5.2 Aplicación de la prueba para la evaluación sensorial.

5.6 Evaluación fisicoquímica

5.7 Diagrama de Flujo

6. RESULTADOS Y DISCUSIONES

6.1 Recolección Materia Prima

6.2 Extracción de Carotenos, Separación y cuantificación de β – caroteno

6.3 Preparación bebida no alcohólica

6.4 Evaluación de la estabilidad de β- caroteno

6.5 Evaluación Sensorial

6.5.1 Entrenamiento del panel

6.5.2 Aplicación de la prueba para la evaluación sensorial.

6.6 Evaluación fisicoquímica

108

7. CONCLUSIONES

112

8. RECOMENDACIONES

114

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

LISTA DE TABLAS

Tabla 1.Análisis Proximal de Matisia cordata (Zapote). Valores para 100 g de componente de fruta dados en base húmeda. Tabla 2. Composición nutricional Matisia cordata (Zapote). Tabla 3. Producción Matisia cordata (Zapote), periodo 2010-2012. Tabla 4. Requisitos fisicoquímicos de las bebidas gaseosas o carbonatadas. Tabla 5. Incidencias que se presentan con las impurezas del agua en las bebidas carbonatadas. Tabla 6. Diseño Experimental Tabla 7. Formulación para bebida no alcohólica equivalente al 20% de concentración en pulpa de fruta. Tabla 8. Formulación para bebida no alcohólica equivalente al 30% de concentración en pulpa de fruta. Tabla 9. Formulación para bebida no alcohólica equivalente al 40% de concentración en pulpa de fruta. Tabla 10. Concentración de pruebas para la identificación de sabores básicos. Tabla 11. Aromas empleados para la prueba de olores. Tabla 12. Barrido de Longitud de Onda (λ). Tabla 13. Lectura de soluciones diluidas. Tabla 14. Corrección Absorbencia por Mínimos Cuadrados. Tabla 15. Log Concentración y % Transmitancia. Tabla 17. Porcentaje de pérdida en el proceso de elaboración de bebida no alcohólica a base de Matisia cordata (Zapote). Tabla 18. Costo unitario de la bebida no alcohólica a base de Matisia cordata (Zapote). Tabla 19. Promedio de resultados obtenidos en las lecturas realizadas para cada tratamiento. Tabla 20. Resultados del análisis de varianza – ANOVA, para el comportamiento de la concentración de β – caroteno a través del tiempo.

Tabla 21. Promedio de resultados obtenidos en la evaluación sensorial por tiempo de almacenamiento, tratamiento y atributo. Tabla 22. Resultados del análisis de varianza – ANOVA para las características sensoriales. Tabla 23. Promedio de resultados obtenidos en el seguimiento fisicoquímico por tiempo de almacenamiento, tratamiento y atributo.

LISTA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1. Estructura del β – caroteno. Ilustración 2. Montaje para la cromatografía en capa fina. Ilustración 3. Sistema de producción de una bebida carbonatada. Ilustración 4. Ubicación Plaza de Mercado Paloquemao. Ilustración 5. Adecuación y despulpado materia prima. Ilustración 6. Extracción en éter etílico. Ilustración 7. Filtración de solución coloreada. Ilustración 8. Montaje cromatografía en columna. Ilustración 9. Separación de analítos. Ilustración 10. Preparación Solución Stock. Ilustración 11. Recepción Materia Prima. Ilustración 12. Residuos de la adecuación y despulpado. Ilustración 13. Licuado. Ilustración 14. Filtrado. Ilustración 15. Adición de Conservantes. Ilustración 16. Preparación del Jarabe. Ilustración 17. Mezcla de pulpa con Jarabe. Ilustración 18. Envasado. Ilustración 19. Botellas sin aire. Ilustración 20. Inyección de CO2. Ilustración 21. Almacenamiento del producto. Ilustración 22. Retención de carotenos en éter de Petróleo. Ilustración 23. Decantación y Separación de éter con carotenos. Ilustración 24. Decantación y Separación de éter con carotenos. Ilustración 25. Celdas con soluciones para leer en el espectrofotómetro Spectronic 20. Ilustración 26. Diagrama de flujo empleado en el proceso.

Ilustraciรณn 27. Apariencia de la bebida en la semana 0 o de referencia para las muestras carbonatadas, con concentraciones del 20%, 30% y 40% de izquierda a derecha respectivamente. Ilustraciรณn 28. Apariencia de la bebida en la semana 1 para las muestras carbonatadas, con concentraciones del 20%, 30% y 40% de izquierda a derecha respectivamente. Ilustraciรณn 29. Apariencia de la bebida en la semana 2 para las muestras carbonatadas, con concentraciones del 20%, 30% y 40% de izquierda a derecha respectivamente. Ilustraciรณn 30. Apariencia de la bebida en la semana 3 para las muestras carbonatadas, con concentraciones del 20%, 30% y 40% de izquierda a derecha respectivamente. Ilustraciรณn 31. Apariencia de la bebida en la semana 4 para las muestras carbonatadas, con concentraciones del 20%, 30% y 40% de izquierda a derecha respectivamente.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Formato prueba de reconocimiento de sabores. Figura 2. Formato prueba de reconocimiento de olores. Figura 3. Barrido de Longitud de onda, λ. Figura 4. Curva de Calibración. Figura 5. Curva de Calibración (Absorbancia corregida) Figura 6.Curva de Ringbom. Figura 7. Comportamiento de la concentración de β - caroteno en bebidas no alcohólicas a base de Matisia cordata sin carbonatar en el transcurso de 4 semanas. Figura 8. Comportamiento de la concentración de β - caroteno en bebidas no alcohólicas a base de Matisia cordata carbonatadas en el transcurso de 4 semanas. Figura 9. Resultados evaluación sensorial semana 0 por atributo y muestra. Figura 10. Resultados evaluación sensorial semana 1 por atributo y muestra. Figura 11. Resultados evaluación sensorial semana 2 por atributo y muestra. Figura 12 Resultados evaluación sensorial semana 3 por atributo y muestra. Figura 13. Resultados evaluación sensorial semana 4 por atributo y muestra. Figura 14. Resultados evaluación fisicoquímica para él % de acidez de muestras en el transcurso de las 4 semanas. Figura 15. Resultados evaluación fisicoquímica para los °Brix de muestras en el transcurso de las 4 semanas. Figura 16. Resultados evaluación fisicoquímica para el pH de muestras en el transcurso de las 4 semanas.

LISTA DE ANEXOS

ANEXO A. Evaluación sensorial para bebida no alcohólica a base de Matisia cordata (zapote). ANEXO B. Seguimiento Fisicoquímico para bebida no alcohólica a base de Matisia cordata (zapote). ANEXO C. Resultados de lecturas en espectrofotómetro (spectronic 20). ANEXO D. Análisis de varianza (anova) por concentración en cuatro semanas de almacenamiento. ANEXO E. Ajuste matemático para cada una de las muestras evaluadas. ANEXO F. Resultados evaluación sensorial. ANEXO G. Resultados seguimiento fisicoquímico. ANEXO H. Análisis de varianza (anova) evaluación sensorial por diferencia de tiempo de almacenamiento.

RESUMEN

El impacto negativo que ha generado el consumo frecuente de Tartrazina en el ser humano como consecuencia a su amplio uso en la industria alimentaria, aumenta de tal manera que diferentes áreas de investigación y desarrollo han optado por centrar sus estudios en aditivos de origen orgánico que puedan ser validados como sustituyentes de aquellos sintéticos. Así mismo, se ha evidenciado al β caroteno como posible reemplazo de este colorante. Adicionalmente, se trabaja en el aprovechamiento y uso adecuado de las fuentes principales para la obtención de éste tipo de pigmentos, tal es el caso de la zanahoria, remolacha y espinaca entre otras, que tienen la capacidad de conferir su color para uso industrial. En este sentido, el objetivo de la presente investigación es evaluar el efecto de la carbonatación en la estabilidad del β – caroteno presente en una bebida no alcohólica elaborada a partir de Matisia cordata (Zapote), el uso de envase ámbar y temperatura de refrigeración son condiciones controladas de almacenamiento basadas en recomendaciones dadas por otros autores. Para ello, se elaboraron 30 muestras de bebida: 15 con CO2 (experimental) y 15 sin CO2 (patrón) con el fin de evaluar su estabilidad sensorial y fisicoquímica en 5 momentos diferentes: desde la preparación de la bebida y durante 4 semanas de almacenamiento. Finalmente, se obtuvo que por cada 100 gramos de zapote (Matisia cordata) hay 20.33ppm en concentración de β-caroteno. Para los tratamientos se obtuvo que la adición de CO2 causa cambios significativos en las bebidas. El porcentaje de acidez actuó de forma descendente, contrario al pH el cual tuvo un comportamiento inversamente proporcional aumentando a través del tiempo. La cantidad de β- caroteno disminuyó en todas las muestras. El tratamiento que demostró mejores reportes de estabilidad, fue el preparado con 20% en pulpa de fruta con presencia de CO2, especialmente en las semanas 1,2 y 3. Con respecto al análisis de costos se evidenció que la elaboración de bebida no alcohólica carbonatada con β-caroteno del zapote (Matisia cordata) no es viable debido a que su cosecha no es constante, el porcentaje de rendimiento de la pulpa es del 23% y el costo de las

válvulas empleadas fue elevado, por tal motivo se recomienda emplear una metodología practica y eficaz tanto para la extracción del β-caroteno como para la adición de CO2. Se encontró que es posible lograr condiciones bajo las cuales se puede estabilizar el β –caroteno que queda en la bebida esto es a 4 °C de refrigeración almacenado en

botellas ámbar mediante la adición de ácido

ascórbico, CO2 y con concentración de 20% en pulpa de fruta.

INTRODUCCIÓN

Desde hace unos años el consumo de colorantes artificiales ha presentado gran impacto a nivel mundial por lo que se ha comprobado pueden ser precursores de cáncer además de tener otros riesgos para la salud. Entorno a ello, las investigaciones inclinan sus estudios en aquellos que han generado mayor peligro al organismo del ser humano como lo es el colorante Amarillo N°5 o Tartrazina (Kobylewshi & Jacobson, 2010).

La Tartrazina pertenece al grupo de colorantes sintéticos más empleados en la industria alimentaria, siendo parte de la familia de los colorantes azoicos. Su principal función es la de conferir su color amarillo/naranja a diversas comidas y bebidas, de él se pueden obtener colores a partir de la mezcla con otros aditivos. Su uso está ampliamente potencializado en más de 60 países a nivel mundial desde principios del siglo XX en productos alimenticios (sopas preparadas, helados, dulces, repostería, salsas, derivados cárnicos, confitería, bebidas, entre otros) lo cual ha generado preocupación a la población por el gran impacto negativo reflejado en la salud del consumidor por ser precursor de diferentes tipos de cáncer (Kobylewshi & Jacobson, 2010).

Por ésta razón, se busca retomar investigaciones enfocadas al desarrollo y empleo del β caroteno a nivel industrial como posible solución a los problemas que presenta la tartrazina presente en los alimentos, siendo éste un colorante completamente natural que se encuentra en el pigmento amarillo o naranja presente en gran variedad de frutas y verduras que al ser consumido el cuerpo humano tiene la capacidad de convertir fácilmente en vitamina A. Se ha descubierto que el consumo de alimentos con beta-caroteno, protege contra los daños producidos por los rayos x; además de que el consumo de alimentos con vitamina C y beta-carotenos disminuyen el riesgo de desarrollar algunos tipos de cánceres (Zamora, 2007), dentro de los estudios realizados para la evaluación de

la efectividad del mismo como antioxidante se encuentra uno realizado en Estados Unidos donde se evaluó la prevención de cáncer de próstata empleando 50 mg de dosis a pacientes alternos obteniendo resultados positivos y demostrando que los tratamientos con carotenoides pueden inhibir el desarrollo de cáncer y señaló el βcaroteno como el agente protector en patologías tumorales relacionando el factor de necrosis tumoral alfa (TNF- alfa) con la presencia de estrés oxidativo (Oxilia, 2010). Así, se han publicado artículos que han revelado variedad de mecanismos en donde los carotenoides pueden interferir con el crecimiento de las células cancerosas sugiriendo que pueden ser empleados para el tratamiento de algunos tipos de cáncer, un caso específico fue un estudio realizado en hurones suministrando dosis equivalentes a 30 mg por día de β - caroteno mezclado con vitamina E y selenio durante seis meses evidenciando que el β –caroteno opera mejor como parte de un grupo de antioxidantes que en forma asilada reduciendo la probabilidad de desarrollar cáncer de pulmón (Russell, 2002). Otros trabajos publicados, se inclinan a la posible sustitución de tartrazina por β-caroteno donde se evalúa el comportamiento del producto en diferentes condiciones como lo reporta la Universidad Rafael Urdaneta de Venezuela con la aplicación de βcaroteno

particularmente

extraído

zanahoria

diferentes

alimentos

demostrando que los productos presentan inestabilidad a diferentes condiciones (Diaz & Pelayo, 2008), lo que coincide con los resultados obtenidos en el informe realizado por la Universidad de la Salle donde se encontró que condiciones como los cambios bruscos de temperatura e incidencia directa de la luz del sol, la tartrazina es más resistente que el β-caroteno, sin embargo en condiciones normales de almacenamiento (Temperatura de refrigeración de 0 - 4° y empleo de envase

oscuro)

ambos

colorantes

presentan

una

estabilidad

adecuada.

Igualmente se recomienda evaluar la adición de CO2 disminuyendo la degradación del β –caroteno durante el tiempo (Restrepo, Otalvaro, Ocampo, & Morales, 2006).

La zanahoria, el mango, la papaya, el zapote y más frutas de este color (amarillo – naranja) contienen β - caroteno, un nutriente precursor de vitamina A; por lo tanto, incluirlos en la dieta ayuda a tener una buena visión, mejora la calidad de la piel, la concentración y, lo más importante, fortalece y repara los tejidos (EL TIEMPO, 2013). Así, para el desarrollo de esta investigación, la Matisia cordata (Zapote), es seleccionada como fuente de β – caroteno (objeto de estudio) principalmente por ser una fruta tropical con efecto antioxidante destacada por su color natural amarillo–naranja indicando presencia de éste metabolito además de ser considerada fuente promisoria de materiales potencialmente aprovechables (Alegría, Prado, & Hoyos, 2007) .

Con base en lo anterior, en este trabajo se plantea evaluar el efecto de la carbonatación en la estabilidad del β-caroteno presente en una bebida no alcohólica elaborada a partir de la Matisia cordata (Zapote).

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Gran variedad de aditivos son usados en la industria alimentaria con el fin de acentuar diferentes características a los productos como: su forma, aroma, textura, sabor y color. Dentro de ellos se encuentra el extenso empleo de la Tartrazina siendo éste un colorante artificial perjudicial para la salud responsable de dar el color amarillo-naranja a los productos. A pesar de conocerse la posibilidad de emplear colorantes naturales como el β-caroteno para su sustitución, no se ha logrado obtener un producto estable a determinadas condiciones. Por esta razón se plantea como problema la siguiente pregunta: ¿Cuál es el efecto de la carbonatación en la estabilidad del β-caroteno presente en una bebida no alcohólica elaborada a partir de la Matisia cordata (zapote)?

2. JUSTIFICACIÓN

Actualmente,

los

colorantes

alimentarios

utilizan

gran

número,

fundamentalmente para restituir el color perdido en los procesos de elaboración, o para ofrecer al consumidor colores atractivos o diversos. El mayor uso se da en bebidas, helados, dulces, golosinas en general, caramelos, sopas, pastas, platos elaborados, margarinas, entre otros. Estos aditivos se clasifican en tres grandes grupos: naturales, idénticos a los naturales y sintéticos o artificiales. Por su parte, los colorantes artificiales deben reunir una serie de requisitos que aseguren su buen uso, entre los que se encuentran: ser inocuos, hidrosolubles, de fácil incorporación al producto, estables frente a la luz y al calor, indiferentes a cambios en el pH y a la presencia de agentes oxidantes/reductores, económicos, constituir una especie química definida y pura, poseer una buena capacidad de tinción, y no aportar olores ni sabores desagradables. Muchos de estos colorantes artificiales que se utilizan en la actualidad datan de décadas anteriores a la de 1970, y de ese período son también los estudios en los que se basan muchas de las legislaciones que hoy regulan su aprobación. Distintos países desarrollados han realizado revisiones periódicas de algunos de esos estudios, y en muchos casos los resultados han generado controversias tales que llevaron a su prohibición (González, Pérez, & Abrbruzzese, 2005).

Sobre su inocuidad, cabe señalar que, aunque muchos de ellos se utilicen desde hace siglos, todavía no se sabe lo suficiente sobre sus consecuencias en el ser humano. De hecho, muchos se estudian en la actualidad y de otros ya se sabe por ejemplo que pueden causar urticaria crónica o incluso asma entre las personas sensibles a sus componentes. Este es el caso de la tartrazina (E-102), un colorante amarillo utilizado en pastelería, confitería, verduras enlatadas, productos de la pesca, helados, bebidas de naranja y aderezos para ensaladas, entre otros. Debido a las consecuencias indeseables para la salud de los consumidores, es precisamente que la FAO/OMS, a través de su Comité de Expertos en Aditivos

Alimentarios, estudia de forma continua los efectos toxicológicos que pueden aparecer con los colorantes alimentarios (Campo, 2014).

Según los estudios reportados se indica que la tartrazina causa hiperactividad en los niños, así mismo se ha establecido que las personas que presentan intolerancia a la tartrazina, generalmente también sufren desórdenes alérgicos cuando se consumen alimentos con el colorante, siendo algunas de las siguientes las reacciones: oleadas de calor, debilidad general, visón borrosa, incremento en la

secreción

naso

faríngea,

sensación

sofocamiento,

palpitaciones,

angiodemas, urticarias, entre otras (Kobylewshi & Jacobson, 2010).

Otro de los estudios realizados sobre el efecto de la tartrazina se llevó a cabo en México donde se estudió la incidencia de hipersensibilidad a la tartrazina en los alumnos que cursan el tercer semestre de la carrera de Medicina en una universidad privada del sur del estado de Tamaulipas. La prueba cutánea consistió en depositar una gota de solución del colorante artificial en la parte anterior del antebrazo puncionando la epidermis con una aguja fina a través de la gota realizando la lectura transcurridos 15 - 20 minutos. Los resultados arrojaron que 23 de 100 alumnos fueron positivos al colorante correspondiente al 23% de la población predominando el sexo masculino (Prado, Hernández, Mogica, Moreno, & Preciado, 2012).

La revista Technology and Industrial Health publicó un estudio donde se evidencian los efectos tóxicos de algunos colorantes sintéticos de alimentos y/o aditivos de sabor en ratas macho (―Toxic effects of some synthetic food colorants and/or flavor additives on male rats‖); su objetivo fue evaluar el efecto tóxico más amplio de algunos aditivos sintéticos de colorantes (colorante azul, No. 2; colorante rojo, No. 3; colorante amarillo, FD & Amarillo No.5) y/o sabores en diferentes órganos del cuerpo y los aspectos metabólicos en 100 ratas y se obtuvo que, todos los colorantes de alimentos mezclados con o sin aditivos de sabor

indujo una disminución significativa en el peso corporal, la concentración de hemoglobina y el recuento de glóbulos rojos. También hubo una disminución significativa en el contenido de glutatión reducido; actividades de glutatión-Stransferasa y superóxido dismutasa, tanto en la sangre como en el hígado en comparación con el grupo control. También un aumento en las actividades de la fosfatasa alcalina, bilirrubina, urea, creatinina, proteínas totales y albúmina se observaron en todos los grupos de ensayo en comparación con el grupo control (Mohamed & Salah, 2013) . A raíz de esto, es necesario comenzar a realizar sustituciones totales o parciales de este colorante para reducir los niveles de riesgos que se presentan en la salud, por lo que se propone establecer el β-caroteno o sus fuentes naturales en forma de pulpa como sustituyente de este compuesto destacando así sus ventajas nutricionales en el organismo. El consumo elevado de β-caroteno hace que la conversión de vitamina A se lleve a cabo con mayor eficiencia debido a que una molécula de β-caroteno se convierte en el cuerpo humano en dos moléculas de vitamina A, clave como antioxidante que ayuda a aumentar la resistencia del organismo a las enfermedades, el único efecto secundario que tiene lugar con niveles altos de β-caroteno es la carotenemia, una afección inocua en la que la piel adquiere un tono ligeramente anaranjado. Esta es reversible deteniendo la suplementación con β caroteno. La carotenemia puede ocurrir a dosis de aproximadamente 30 miligramos diarios, y superiores (Diaz & Pelayo, 2008).

De acuerdo a lo anterior, se realizó un estudio basado en la sustitución de tartrazina por β-caroteno comercial, dando como resultado la inestabilidad del mismo en la bebida, por esta razón es necesario evaluar el efecto de la carbonatación en el β – caroteno presente en una bebida no alcohólica siguiendo las recomendaciones dadas por la investigación mencionada anteriormente de la Universidad de la Salle donde se propone emplear CO 2 como método de conservación y material de envase ámbar para evitar reacción fotoquímica en el

producto (Restrepo, Otalvaro, Ocampo, & Morales, 2006). Dicha bebida será elaborada a partir de la Matisia cordata (Zapote) por su alto contenido nutricional y aporte de pigmentos a esta investigación; además, esta fruta se atribuye como promisoria definiéndose como una especie subutilizada o poco conocida a nivel local o global, pero con grandes potencialidades en diferentes campos como la ecología, la conservación del medio ambiente y que pueda representar un potencial económico para un país o región de manera particular o para la humanidad en general (Álvarez, 2014).

3. OBJETIVOS

Objetivo General Evaluar el efecto de la carbonatación en la estabilidad del β-caroteno presente en una bebida no alcohólica elaborada a partir de la Matisia cordata (zapote).

Objetivos Específicos: 

Determinar la cantidad de β-caroteno presente en la Matisia cordata.



Establecer el porcentaje de concentración adecuado de pulpa de Matisia cordata para la elaboración de la bebida no alcohólica carbonatada que contenga β-caroteno empleando un diseño experimental.



Identificar los cambios sensoriales y fisicoquímicos que se presentan en la bebida no alcohólica carbonatada elaborada a partir de la Matisia cordata (Zapote) comparándola con una sin carbonatar.



Analizar la estabilidad que ofrece la adición de CO2 sobre el β-caroteno presente en una bebida no alcohólica elaborada a partir de la Matisia cordata (Zapote)

4. MARCO TEÓRICO

El desarrollo de nuevas formulaciones o el mejoramiento de las existentes están íntimamente asociados con la sustitución de ingredientes, buscando con ello entregarle al consumidor un producto más natural, libre de posibles efectos toxicológicos y alergénicos. Por su parte, el uso de aditivos en la industria alimentaria especialmente el de los colorantes es un hecho que ha llamado la atención de profesionales por la cantidad de afirmaciones que se han generado, unas con fundamento y otras simples especulaciones, sobre sus efectos adversos tanto en el producto terminado como en la salud del consumidor. En el campo de los colorantes se avanza en la sustitución empleando pigmentos de origen natural especialmente los carotenoides, antocianinas y clorofilas (Restrepo, 2007).

4.1 Colorante:

Según el Ministerio de Salud de Colombia (hoy Ministerio de la Protección Social), se entiende por colorante aquella ―sustancia o mezcla de sustancias capaz de conferir o intensificar el color de los alimentos‖

(Resolución 10593, 1985);

entendiendo por color aquella parte de la energía radiante que se percibe mediante la estimulación de la retina ocular en longitudes de onda entre 380 y 780 nm (Dergal, 2006). En investigación ha estado la tartrazina como uno de los colorantes artificiales más utilizados en la industria de alimentos, en donde se ha tratado de generar productos para su sustitución debido a algunos efectos secundarios (angiodema, asma, problemas del comportamiento, visión borrosa, tos dermatitis, debilidad general, dolor en las articulaciones, dificultades de aprendizaje, entre otros), que se han producido en su consumo (Race, 2003).

4.1.1 Tartrazina:

La Tartrazina (E-102) es un colorante Amarillo artificial de fórmula molecular C16H9N4Na3O9S2, su masa molar es 534,4. Pertenece al grupo de los colorantes azoicos, caracterizados por la presencia del grupo azo (–N=N–) unido a anillos aromáticos. Se presenta en forma de polvo brillante, de color amarillo-naranja, es inoloro, higroscópico, estable en ácidos, soluble en agua y poco soluble en etanol (Dergal, 2006). En condiciones alcalinas adquiere una coloración rojiza. Su uso está ampliamente difundido en la industria alimentaria, en todos los productos que presenten una coloración amarilla: bebidas, pasa bocas, dulces, galletería entre otros. La ingesta diaria admisible (IDA) se encuentra en 7,5 miligramos por kilogramo de peso corporal (MULTON, 1999).

A pesar que los efectos no ponen en peligro la vida del individuo, sí afecta su calidad de vida dada la incidencia de estas reacciones en la población general o en grupos como los asmáticos. Actualmente, también se sabe que la tartrazina es uno de los principales culpables en la hiperactividad en los niños, ya que es el colorante de tono rojo amarillento más utilizado en jugos artificiales, gelatinas, bebidas gaseosas, conservas y caramelos. Esta sustancia afecta directamente a la conducta de los niños por dos mecanismos, genera una reacción pseudoalérgica en el organismo y la consecuente liberación de histamina la cual es un compuesto presente en todas las células del organismo y, en una situación normal, es liberada como respuesta del sistema inmunológico ante una inflamación o una alergia. Pero, cuando la tartrazina llega al torrente sanguíneo afecta directamente a las células para que liberen histamina sin activar al sistema inmune. Por ello, no se manifiestan los síntomas propios de la alergia como dilatación de capilares, baja en la presión sanguínea, incremento en la secreción de jugos gástricos y picazón. Pero sí se evidencian cambios anímicos, irritabilidad, insomnio y ansiedad en los niños. Basta ser un consumidor habitual, por ejemplo

de jugos artificiales, para que estos síntomas se hagan presentes (Gutierrez, 2014). El niño toma jugos en sobre a diario y poco a poco su conducta va cambiando. Cada vez le cuesta más prestar atención en clases y quedarse quieto. Eso además de un intenso dolor de cabeza". Los llamados jugos naturales ―hit‖ "tutifrutti", "ades", "welchito", "Tampico", (en Colombia jugos de naranja) distan mucho de ser naturales, su base es agua, más ―sabor y color idéntico al natural‖, más azúcares y los colorantes, entre otras sustancias. La relación entre el consumo de colorante y el aumento en los niveles de histamina, es directamente proporcional y se relaciona directamente con las concentraciones plasmáticas de tartrazina y su excreción urinaria (Gutierrez, 2014).

La tartrazina fue evaluada en la década de 1960 por el Comité de Expertos en Aditivos Alimentarios de FAO/ OMS y estableció una Ingesta Diaria Admisible (IDA) – de 7,5 mg/kg de peso corporal por día. Posteriormente, el Scientific Committee on Foods (SCF), del Directorado General de Salud y Protección del Consumidor, de la Comisión Europea evaluó el colorante en 1975 y 1984; tal como lo hizo JECFA, el SCF también le atribuyó al colorante una IDA de 7,5 mg/kg de peso corporal/día (Ayala, 2012).

En el año 2009, el Panel de Aditivos Alimentarios y Fuentes de Nutrientes (ANS) de la Autoridad de Seguridad Alimentaria Europea (EFSA) proveyó una nueva opinión científica, reevaluando la seguridad de tartrazina donde se concluye que: • No se encuentran razones para revisar la IDA de 7,5 mg/kg p.c. /día. • Los estudios llevados a cabo no demostraron ningún efecto adverso de tartrazina en el desarrollo neuroconductual. • Los estudios sobre carcinogenicidad disponibles indican que la tartrazina no tiene potencial para inducir neoplasias benignas ni malignas siempre y cuando se respete la ingesta diaria admitida.

• El colorante parece ser capaz de provocar reacciones de intolerancia en una muy pequeña fracción de la población expuesta que, por ser sensible a la tartrazina, puede reaccionar con niveles de dosis dentro de la IDA (Ayala, 2012).

En la práctica se han descrito varios casos de alergias provocadas por los aditivos alimentarios. Así mismo, abundan los casos de intolerancias, de modo más acentuado en personas adultas, tal vez porque en estos fenómenos se ha observado una relación dosis- expuesta y habría que tener en cuenta posibles efectos acumulativos, que serían responsables de un desarrollo lento de las intolerancias (Bello, 2000).

Los efectos adversos, consecuentes a la ingestión de aditivos alimentarios, que más han centrado la atención han sido los relacionados con el posible desarrollo de casos de urticaria recurrente crónica, así como de la aparición de una edema angioneurótico, que normalmente acompaña al anterior. Se piensa que estos trastornos lo pueden causar, o agravar, aditivos como: Ácido benzoico y benzoatos, ácidos sórbico y sorbatos, colorantes azo especialmente la tartrazina, cantaxantina, annato, amarillo de quinoleína, Nitratos y nitritos. Otras veces, los desórdenes pueden afectar a las vías respiratorias, dando lugar al desarrollo de procesos asmáticos, rinitis, poliposis nasales, etc., que suelen ser síntomas de hipersensibilidad relacionados con el tracto respiratorio. Se tratan de trastornos provocados por un cierto número de aditivos que presentan algunas analogías en sus estructuras químicas; por lo general, sus efectos alérgicos aparecen de modo principal en pacientes con sensibilidad para la aspirina: ácido salicílico, benzoato sódico y colorantes azoicos (tartrazina, amarato, amarrillo ocaso). A estos desarreglos hay que añadir los efectos nocivos locales, provocados no por ingestión sino por contacto con la piel de la sustancia que se emplea como aditivo en la elaboración de alimentos, aparece en forma de urticaria antes de que haya transcurrido una hora, con el aspecto de ronchas enrojecidas (Bello, 2000).

Por otra parte, Race (2003) en su libro sobre la Tartrazina describe los síntomas relacionados con el consumo de este colorante y referencia algunos estudios que corroboran efectos como: Melkersson-Rosenthal síndrome, migraña, obstrucción nasal, parestesias, rinitis, rinorrea, problemas del sueño, urticaria, vasculitis, vómitos entre otros síntomas que pueden estar asociados con la sensibilidad a la Tartrazina.

Por sus efectos negativos en la salud se le obliga a los titulares de productos clasificados como alimentos, cosméticos o medicamentos que contengan este colorante indicar que: “Cuando se utilice Tartrazina debe declararse expresamente y en forma visible en el rótulo del producto alimenticio que este contiene Amarillo N°5 o Tartrazina‖ (Resolución 005109, 2005).

Las declaraciones hechas por estos estudios en cuanto a los efectos de muchos aditivos alimentarios sintéticos han generado una tendencia hacia la sustitución de éstos por sustancias naturales. En el caso de los colorantes se investiga sobre clorofilas, antocianinas y pigmentos terpenoides como los carotenos y el licopeno (Restrepo, 2007). De esta manera nace la necesidad de reanudar los estudios relacionados con la estabilidad del β-caroteno siendo este un colorante natural y posible sustituyente de la Tartrazina.

4.2 Colorante Natural o Pigmento:

Dentro de los organelos de la célula vegetal se encuentran los plastídios, encargados de almacenar sustancias que, sin ser su función principal, proveen de colores a la planta. Los plastídios que si tienen esta función, se dice que se almacenan en los cromoplastos, es decir plastídios que almacenan colores, de manera que si almacenan clorofila, se denominan cloroplastos.

Una vez son

extraídas las sustancias encargadas de dar las coloraciones, se ha encontrado

que existen dos tipos: los cromóforos, que dan la coloración como tal y los auxocromos que junto con los cromóforos potencian o desarrollan otras tonalidades. De esta manera se puede definir pigmento como un colorante natural extraído directamente de una materia prima sin tener manipulación en un laboratorio (Arroyave & Gomez, 2006)

Algunas de las estructuras químicas responsables de dichas coloraciones son:  Cochinilla o carmín (E 120) – extraído de la cochinilla.  Riboflavina (E 110)- extraída de la leche, del trigo, del hígado o de los huevos.  Caramelo (E150) – extraído de la sacarosa o del azúcar invertido.  Carbón vegetal (E153) – extrae con la carbonación de materia vegetal  Curcumina (E100)- extraída de la cúrcuma  Carotenoides y Xantofilas (E161) – extraída de la yema del huevo y espinacas  Rojo de remolacha (E162) – extraída de la raíz de la remolacha.  Antocianos (E163) – extraído de las moras y uvas negras.  Clorofila y sus derivados (E140) - extraída de vegetales de color verde.

Los carotenoides son pigmentos orgánicos que se encuentran de forma natural en plantas y otros organismos fotosintéticos como algas, algunas clases de hongos y bacterias. Se conoce la existencia de más de 700 compuestos pertenecientes a este grupo. Incluyen los pigmentos amarrillo, naranja y rojo-naranja solubles en grasas. Se encuentran en los cloroplastos de las hojas verdes, donde están enmascarados por la alta concentración de clorofila y en las verduras amarillas como los camotes, calabazas y las zanahorias. El pigmento rojo en los tomates es un carotenoide, el licopeno. Los pigmentos carotenoides son de dos tipos, carotenos y xantofilas. Los Carotenos que incluyen α y β-caroteno y licopeno, son

hidrocarburos con 40 átomos de carbono en la molécula. Las xantofilas contienen, además del carbono y el hidrogeno, uno o más átomos de oxígeno (Marti & Sánchez, 2008). Los pigmentos que pertenecen a este grupo son solubles en grasas y fluctúan en color, desde el amarillo pasando por el anaranjado hasta el rojo. Muchas veces se hallan junto con las clorofilas en los cloroplastos, pero también están presentes en otros cloroplastos. Carotenoides importantes se encuentran en los carotenos, anaranjados de las zanahorias, del maíz, del Albaricoque, de los duraznos y melocotones, de las frutas cítricas y de las calabazas; en las xantofilas, amarillo anaranjados del maíz de los duraznos y melocotones y de las calabazas; y en las crocetinas de color amarillo-anaranjado de la especia azafrán. Estos y otros carotenoides raramente se encuentran aislados unos de otros en el interior de las células de las plantas (Jiménez, 2010).

De mayor importancia para algunos carotenoides es su relación con la vitamina A. Una molécula de β-caroteno de color naranja se convierte en dos moléculas de vitamina A incolora, en el cuerpo de un animal. También otros carotenoides como el α-caroteno, δ-caroteno y criptoxantina son también proveedores de vitamina A, pero debido a pequeñas diferencias en la estructura química, una molécula de cada una de éstas produce solamente una molécula de vitamina A. Durante el tratamiento de los alimentos, los carotenoides son bastante resistentes al calor, a los cambio del pH y son permeables al agua por ser grasas solubles. Sin embargo, son muy sensibles a la oxidación que produce la pérdida de color y destrucción de la actividad de la vitamina A (Shüep, 2007).

Los carotenoides se clasifican en dos grupos: carotenos y xantofilas. Los carotenos solo contienen carbono e hidrógeno (por ejemplo el ß-caroteno, el licopeno, etc.), mientras que las xantofilas contienen además oxígeno (por ejemplo la luteína). A los carotenoides generalmente se les denomina con nombres comunes que incluyen las variaciones estructurales de los anillos laterales, en

especial la posición del enlace doble. El β-caroteno, hoy es denominado b, βcaroteno, para indicar que los dos anillos de los extremos tienen el enlace doble en la misma posición relativa (Martínez, 2003). Los carotenoides se encuentran ampliamente distribuidos en el reino vegetal, en bacterias, y muy pocos se han reportado en animales (por ejemplo los colores rojizos de las plumas del flamingo son debidos a la cantaxantina, un carotenoide), y particularmente invertebrados marinos como las esponjas, estrellas de mar, pepinos de mar, erizos de mar, y otros. En los animales superiores el ß-caroteno es un requerimiento dietario esencial pues es precursor de la vitamina A (Martínez, 2003).

Se conocen más de 600 carotenoides, y se les encuentra en forma libre, como ésteres de ácidos grasos o como glicósidos. Los carotenoides se encuentran principalmente en partes aéreas de las plantas, especialmente en hojas, tallos y flores, en frutos (por ejemplo tomate, pimentón, etc.), y en menor proporción en raíces (por ejemplo la zanahoria). El caroteno más comúnmente encontrado es el β-caroteno, y normalmente constituye entre el 25-30 % del contenido total de carotenoides en las plantas. La luteína es la xantofila más abundante (40-45 %), pero siempre se encuentra en menor proporción que el β-caroteno (Marti & Sánchez, 2008).

4.2.1 Estabilidad de los pigmentos Carotenoides

Efecto de la oxidación

La degradación de los carotenoides se debe fundamentalmente a reacciones de oxidación, ya sean no enzimáticas o debidas a enzimas como las lipoxigenasas, y se presenta generalmente durante el secado de frutas y vegetales. La interacción de los carotenoides con algunos constituyentes de los alimentos ejerce un efecto protector contra dichas reacciones, de tal forma que se oxidan más rápidamente

cuando se extraen del fruto o se purifican. Es decir, la intensidad de la oxidación de los carotenoides depende de si el pigmento se encuentra in Vitro y de las condiciones ambientales. Por ejemplo el licopeno, pigmento responsable de la coloración de los tomates, es muy estable en ese fruto, pero extraído y purificado es muy lábil. Al igual que con los lípidos, la oxidación de los carotenoides se acelera por la temperatura, la presencia de metales, luz y enzimas y se reduce por la adición de antioxidantes. Los alimentos que contienen antioxidantes, como tocoferoles o vitamina C, conservan mejor los carotenoides y por tanto, su color (Vicario, Heredia, & Meléndez, 2007).

Los carotenoides pueden actuar como pro- o antioxidantes dependiendo del potencial redox de la molécula y del entorno, entre otros factores. La propia inestabilidad de los carotenoides en procesos oxidativos se corresponde con una alta protección para otros compuestos frente a agentes oxidantes. Los carotenoides que contienen 9 o más dobles enlaces conjugados pueden inactivar ciertas formas reactivas de oxígeno, como el oxígeno singlete. En este sentido, el β-caroteno posee como característica importante, que lo diferencia del resto de antioxidantes solubles en grasas (como la vitamina E), la de ser más efectivo a bajas presiones de oxígeno (Vicario, Heredia, & Meléndez, 2007).

Efecto de la temperatura

La influencia de la temperatura en la estabilidad de los pigmentos es clara; tanto para reacciones anhidras como hidratadas, siempre actúa como acelerador de la reacción de degradación. Por lo general, los carotenos con mayor actividad biológica son aquellos que tienen todos sus dobles enlaces en forma del isómero trans, que se transforman parcialmente en la forma cis durante tratamientos térmicos en ausencia de oxígeno; esta reacción de isomerización se puede efectuar durante el proceso de esterilización de productos enlatados, con lo que se

pierde parte del poder vitamínico de los carotenos (Vicario, Heredia, & Meléndez, 2007). El efecto de diferentes formas de cocinar zanahorias en los niveles de α- y βcaroteno ha sido evaluado, comprobándose que a menor tiempo y temperatura de cocinado y contacto con agua, mayor es la retención de carotenoides. También se hallaron estudios sobre los cambios en el contenido de carotenoides en zanahorias escaldadas y posteriormente fritas en diferentes aceites (canola, palma y soja parcialmente hidrogenada) y a diferentes temperaturas (165, 175 y 185°C), comprobando que, los niveles de carotenoides diferían significativamente en función de la temperatura pero no en función del aceite empleado para una misma temperatura (Carranco, Calvo, & Perez, 2011).

Efecto de la luz

La acción intensa de la luz sobre los carotenos induce su ruptura con la formación de compuestos incoloros de bajo peso molecular. Estas reacciones tienen mucha importancia en la industria alimentaría ya que los carotenos pierden, además de su función biológica de provitamina A, su color característico. Existen investigaciones en las que se estudia la relación existente entre la pérdida de pigmentos, la exposición a la luz y la presencia de ácidos grasos, encontrándose que la insaturación de los ácidos grasos protege en estas condiciones a los pigmentos (Carranco, Calvo, & Perez, 2011).

Efecto del pH

Aunque los carotenoides extraídos o no son relativamente resistente a valores de pH extremos, los ácidos y álcalis pueden provocar isomerizaciones cis/trans de ciertos dobles enlaces, reagrupamientos y desesterificaciones, lo cual debe ser tenido en cuenta a la hora de manipularlos en laboratorio con fines analíticos. Así,

por

ejemplo,

algunas

xantofilas

como

fucoxantina

astaxantina,

son

excepcionalmente lábiles al medio alcalino, de ahí que a la hora de analizar fuentes naturales de estos carotenoides se recomiende no saponificar el extracto de pigmentos (Carranco, Calvo, & Perez, 2011).

No obstante, volviendo a la estabilidad de los carotenoides en los alimentos, hay que tener en cuenta que los epoxicarotenoides son muy inestables en medio ácido, lo cual tiene una gran importancia debido a la acidez inherente de algunos alimentos en particular. Este hecho es conocido tanto en la elaboración de zumos como en vegetales fermentados, donde las condiciones ácidas del proceso promueven algunas conversiones espontáneas de los grupos 5,6 y 5’,6’-epóxidos a 5,8 y 5’,8’-furanoides. En un reciente estudio se ha sugerido que el importante cambio en el perfil de carotenoides del mango como consecuencia del procesado, puede ser debido a estas reacciones (Vicario, Heredia, & Meléndez, 2007).

Efecto del almacenamiento

Por otro lado, el efecto del almacenamiento sobre los carotenoides va a depender, indudablemente, de las condiciones en las que se lleve a cabo. En un interesante estudio se han evaluado los cambios que tienen lugar en a -caroteno, b -caroteno y luteína cuando se mantienen en la oscuridad a diferentes temperaturas (4°C, 25°C y 45°C) y cuando se almacenan a 25°C expuestos a la luz. Para ello utilizaron carotenoides en polvo liofilizados, obtenidos a partir de zanahorias. Los resultados revelaron que los niveles de las formas todo-trans de estos tres carotenoides disminuían al aumentar la temperatura de almacenamiento o el tiempo de iluminación.

Los isómeros

mayoritarios formados durante el

almacenamiento al abrigo de la luz fueron 13-cis-a -caroteno, 13-cis-b -caroteno y 13-cis-luteína. La iluminación, en cambio, favorece la formación de 9-cis-a caroteno, 9-cis-b -caroteno y 9-cis-luteína (Carranco, Calvo, & Perez, 2011).

4.2.2 β-caroteno

Es un compuesto perteneciente al grupo de los carotenoides, los cuales son pigmentos que producen colores que varían entre el amarillo y el rojo intenso; en la legislación colombiana se reportan como ―hidrocarburos muy insaturados, coloreados de configuración trans. Existen en la naturaleza en forma de isómeros alfa-caroteno, beta-caroteno y gamma-caroteno‖. Se aislaron por primera vez en la zanahoria (Daucus carota) de donde deriva su nombre. Pueden encontrarse en diferentes vegetales como tomate, zanahoria, piña, cítricos, flores, semillas (achiote), algunas estructuras animales como plumas, músculos, también en micro algas, levaduras y bacterias.

Son compuestos del tipo polienos, con dobles

enlaces conjugados con posibilidad de resonancia posicional 9, su fórmula molecular es C40H56, punto de fusión entre 176ºC y 182ºC, masa molar 536,85, longitud de onda de máxima absorbancia a 410 nm y 496 nm e ingesta diaria admisible de 5 miligramos por kilogramo de peso corporal (Giger, 2002). El β-caroteno es un pigmento anaranjado que se encuentra en la zanahoria y otras frutas y vegetales. Está relacionado al grupo de compuestos llamados carotenos que tienen propiedades antioxidantes que podrían reducir la incidencia de la enfermedad cardiaca y ciertos tipos de cáncer. También es una fuente mayor de la vitamina A, la cual es necesaria para la visión normal, el crecimiento de huesos, y el desarrollo de dientes (Diaz & Pelayo, 2008). También se ha demostrado que el β –caroteno previene la aparición de enfermedades del corazón. Parece ser que sus propiedades antioxidantes contribuyen a que se formen menos depósitos en las arterias, por lo que favorecen la circulación e impiden la formación de trombos. Igualmente se ha comprobado como este componente ayuda al sistema inmune al aumentar el número de linfocitos, tal como se ha visto en los estudios realizados con enfermos de Sida, o al aumentar su respuesta frente a los antígenos o cuerpos extraños que podrían

perjudicar al organismo. De esta manera la falta de este elemento produce ceguera nocturna, fatiga, dientes o piel en mal estado, mayor facilidad a contraer infecciones. La vitamina A es necesaria para la formación correcta de los huesos y el buen estado de la piel, de la vista, para la formación de los glóbulos rojos, y para reparar los accidentes que sufren los tejidos corporales) (UNAD, 2010). El β-caroteno es el carotenoide más común. Una molécula de β-caroteno tiene una cadena central de átomos de carbono que se une a las estructuras de anillos de 6 miembros en cada extremo de la molécula. Las moléculas es simetría, o sea, las dos mitades son iguales (Ilustración 1). En el cuerpo humano, una molécula de β-caroteno puede dar lugar a las dos moléculas de la vitamina A incolora. El αcaroteno difiere del β-caroteno en que la posición del doble enlace en uno de los anillos cambia a los carbonos 4 y 5 (UNAD, 2010).

Ilustración 1. Estructura β-caroteno Fuente: (Diaz & Pelayo, 2008)

4.3 Aplicaciones en la Industria Alimentaria

A principios del siglo XX se empleaban aproximadamente 80 colorantes en todo el mundo libre de alguna restricción. En el tema de colorantes existen bastantes discusiones respecto de sus niveles de toxicidad y posible alergenicidad, en la legislación colombiana (Resolución 10593, 1985), se encuentra que la Tartrazina debe manejarse en una dosis máxima de 100 mg/kg o mg/L de producto y debe declararse en la etiqueta del producto indicando específicamente que: ―Contiene Tartrazina o colorante Amarillo Nº5‖ (Resolución 005109, 2005). En cuanto al βcaroteno la misma resolución indica que debe manejarse de acuerdo a buenas

prácticas de manufactura (BPM) y que éstas indican que las cantidades adicionadas no deben exceder la mínima requerida para lograr el objetivo principal de su utilización (Resolución 10593, 1985). Desafortunadamente, la obtención industrial de los colorantes naturales, no generaron un negocio económicamente atractivo en el pasado, por generar altos costos y altos impactos ambientales de modo que junto con la posibilidad de sintetizarlos en el laboratorio a un menor precio y con un mayor margen de ganancia, se comercializó el uso indiscriminado de colorantes sintéticos prácticamente en todo tipo de mercado. En los últimos tiempos, la situación empezó a cambiar, dados los peligros que muchos de los compuestos coloreados

utilizados en los alimentos, se fueron conociendo,

especialmente a la luz de investigaciones científicas rigurosas; encontrándose por ejemplo, que están ligados a la aparición de células cancerosas, alergias, desórdenes del comportamiento y demás síntomas nombradas anteriormente (Andrade, 2012).

De esta manera, los entes promotores de la prohibición del empleo de la tartrazina aseguran que existe un sustituto, contrario a lo que opinan los empresarios los cuales ven más dificultades en la propuesta. Se indica que, ―Existen los colorantes naturales y el reemplazo de la tartrazina ciertamente implica un costo que las empresas obviamente se resisten a asumir, pero este tipo de cambio debe ser considerado como parte de la responsabilidad social que deben tener. Como alternativa de sustitución, cuando se elaboran bebidas no alcohólicas como las hidratantes, energizantes, aguas saborizadas y gaseosas, se ha propuesto por ejemplo el β - caroteno por sus propiedades antioxidantes y su origen es natural‖ (Andrade, 2012).

Se han logrado algunos avances en el desarrollo de sustituciones de los colorantes sintéticos por otros de origen natural como el adelantado por Giger (2002) en el cual se plantean diferentes técnicas de obtención carotenoides puros o mezclas de ellos. De esta manera Restrepo (2006) logró reemplazar la

Tartrazina por β-caroteno obtenido de manera comercial y concluyó que el βcaroteno puede reemplazarse como sustituyente de la Tartrazina en bebidas no alcohólicas siempre que se garanticen unas condiciones adecuadas de almacenamiento (Temperatura de refrigeración de 0 - 4° y empleo de envase oscuro) .

Cabe resaltar que los alimentos naturales tienen su propio color, pero circunstancias como la variabilidad de las materias primas utilizadas en la elaboración de algunos productos y los procesos tecnológicos empleados (calor, acidez, luz, conservantes), provocan que el color sea distinto en cada lote de producción o bien que las sustancias colorantes naturales terminen por destruirse. Es entonces cuando el color normalizado, el esperado por el consumidor, se obtiene de forma artificial (Rodriguez, 2009).

Los alimentos, que no tienen color propio como dulces, postres, snaks y bebidas, se colorean artificialmente para hacerlos más atractivos al consumidor. El color artificial de los alimentos ayuda en muchos casos a definirlos. La experiencia ha demostrado que las personas, cuando no ven el color, tienen problemas para identificar los sabores. Así se debe asumir la realidad de que cuando se desea reemplazar compuestos artificiales o sintéticos por los naturales estos últimos presentan mayor estabilidad ante los cambios de pH, temperatura e iluminación y el hecho que deben dosificarse en cantidades mayores lo que implica una posible alteración de otras propiedades organolépticas del alimento como el aroma, la textura y el sabor (Arroyave & Gomez, 2006)

Así mismo es importante destacar que las sustancias que se utilizan como aditivos colorantes en alimentación deben cumplir con unos requisitos básicos con el fin de prevenir riesgos para la salud de los consumidores. En esencia, deben ser inocuos; constituir una especie química definida y pura; tener gran poder para tintar con objeto de utilizar la mínima cantidad posible; ser fácilmente

incorporables al producto; ser lo más estables posibles a la luz, al calor, a los cambios de pH y a los agentes oxidantes y reductores; poseer compatibilidad con los productos que debe teñir; no poseer olor ni sabor desagradables con el fin de no variar las características del alimento que se colorea; y ser lo más económicos posible (Arroyave & Gomez, 2006).

Es indispensable conocer la legislación Colombiana frente a los colorantes y su uso, por lo cual se consulta al INVIMA, como entidad reguladores de las resoluciones demandas por el Ministerio de Salud o el Ministerio de Protección Social y en el Ámbito internacional a la Organización de Naciones Unidad para la Alimentación y la Agricultura FAO, la Administración de Drogas y Alimentos de Estados Unidos, FDA y la Comunidad Europea, CEE. Comisión del Codex alimentarius 2013.

Adicionalmente, la presente investigación emplea Matisia cordata como fuente principal de β – caroteno para la elaboración de la bebida que posteriormente será carbonatada como grado de innovación y conservación del producto.

4.4 Matisia cordata

4.4.1 Descripción:

Matisia cordata conocido en Colombia también como zapote común, es originario de la Amazonía Brasilera, su distribución abarca a Brasil, Perú, Ecuador, Colombia y Venezuela. En Colombia se encuentra en los valles de los ríos Cauca y Magdalena, así como en los llanos orientales. El árbol puede llegar a medir de 12 a 15 m de altura; el fruto es globoso u ovoide de 7 a 15 cm de largo por 5 a 15 cm de diámetro; su cáscara es de color marrón verdoso, presenta cuatro o cinco semillas cuneiformes de 2 a 5 cm de longitud y 2 a 3 cm de ancho. La pulpa es fibrosa, de color naranja intenso, sabor dulce, aromática, que puede llegar a

representar hasta un 80% del fruto completamente maduro, destacándose los niveles en carotenos (0,8-1,1 mg/100g de pulpa), carbohidratos (13-19%) y fibra (0,5-0,9%), que lo proyectan como un alimento altamente energético. La pulpa es la fracción comestible, y en la actualidad se consume en estado natural, aunque en algunos estudios se reporta su utilización en la elaboración de jugos, refrescos, dulces, mermeladas, compotas o como saborizante para bebidas. No se han descrito estudios ni antecedentes respecto a la utilización tradicional de las partes no comestibles del fruto, como el epicarpio (cáscara) y las semillas (Alegría, Hoyos, & Prado, 2005)

4.4.2 Propiedades:

Alegría, Prado, & Hoyos, (2007) analizaron el fruto con el fin de aprovechar su pulpa en la proposición de nuevos productos que tuvieran un atractivo comercial en mercados europeos, de modo que se muestran los resultados al elaborar mermeladas dada la alta cantidad de pectina que posee también para vinos por su porcentaje de azúcar; obteniéndose resultados que permiten concluir que ésta fruta exótica tiene un alto potencial en mercados nacionales e internacionales.

También, hace análisis fisicoquímico de la especie en mención calificándola como fuente promisoria de materiales potencialmente aprovechables en el campo agroindustrial. En este estudio y como se observa en la Tabla 1, se concluye que la cáscara presenta elevados contenidos de humedad y fibra; la pulpa es abundante en agua y azúcares; la almendra en lípidos, minerales y carbohidratos; el tegumento presenta valores interesantes para cenizas y carbohidratos; finalmente la testa es una gran fuente de fibra (Alegría, Prado, & Hoyos, 2007). Tabla 1. Análisis proximal de Matisia cordata (Zapote). Valores para 100 g de componente de fruta dados en base húmeda. % Extracto no FRACCIÓN %Humedad %Ceniza %Grasa %Proteína %Fibra nitrogenado Pulpa 87,15 0,49 0,02 1,06 0,53 10,75

Valor Calórico (Kcal/Kg) 47,46

Cáscara Testa Tegumento Almendra

86,98 54,50 47,60 43,11

0,79 0,08 1,52 1,90 0,48 0,35 1,47 23,78 2,49 0,13 4,34 6,87 1,10 3,44 3,68 0,55 Fuente: Alegría, Prado, & Hoyos, (2007)

8,73 19,42 38,57 48,12

41,73 86,67 172,84 238,18

El zapote es rico en taninos (polifenoles), un buen astringente intestinal. Estos compuestos fermentan activados por las bacterias que habitan en nuestro sistema digestivo, creando metabolitos que pueden ser beneficiosos, por ejemplo, por su actividad antioxidante. Las investigaciones indican que los carotenos pueden tener capacidad antioxidante con potenciales beneficios para la salud. Podrían reducir el riesgo de contraer enfermedades cardiovasculares y cáncer (Suárez, 2009). En la tabla 2 se reporta la composición nutricional de la Matisia cordata (Zapote). Tabla 2. Composición nutricional Matisia cordata (Zapote). COMPONENTE Por cada 100 g de parte comestible cruda Energía 134,0 Kcal = 559 KJ Proteínas 2,12 g Hidratos de Carbono 31,2 g Fibra 2,60 g Vitamina A 41,0 mcg ER Vitamina B1 0,010 mg Vitamina B2 0,020 mg Vitamina B3 2,18 mg EN Vitamina B6 — Vitamina B9 — Vitamina B12 — Vitamina C 20,0 mg Vitamina E — Calcio 39,0 mg Fósforo 28,0 mg Magnesio 30,0 mg Hierro 1,00 mg Potasio 344 mg Zinc — Grasa total 0,600 g Grasa saturada — Colesterol — Sodio 10,0 mg Fuente: (Suárez, 2009)

4.4.3 Usos: En América central el fruto se consume en estado fresco, en jugos, dulces, mermeladas, jaleas, helados o mousse. Al tener la pulpa delicada, la Matisia

cordata (Zapote) no debe pasar mucho tiempo sin ser consumido luego que se abre la cáscara, de lo contrario su sabor se altera. El aceite de la semilla es usado como tónico para la piel y para hacer crecer el cabello (Vizcarra, 2013). 4.4.4 Producción:

Requiere de clima cálido y húmedo. En cuanto a suelos deben ser francos, francos arcillosos, franco arenoso, estructura friable que permitan drenaje, buen contenido de materia orgánica. Se propaga por semilla, sin degenerar notablemente las características de la planta de origen. Pueden, también propagarse por injerto, pero en la práctica, éste no ofrece mayores ventajas y además falla en una gran proporción. Los árboles a partir de semilla producen a los 7 años, los árboles injertados desde 4 años y pueden permanecer produciendo hasta los 50 años. Su rendimiento oscila entre 250 a 400 frutos /árbol y 12.500 a 25.000/ha, dependiendo del distanciamiento de siembra. El peso del fruto oscila entre 1.5 y 2.5 Kg (Vizcarra, 2013).

Para llevar a cabo esta investigación se toma como referencia la Universidad del Valle de México,

la cual describe un método para extraer y separar lípidos

terpénicos y caroténicos de material vegetal, específicamente zanahoria, a través de una extracto etanólico en caliente para luego separar las xantofilas de los carotenos con éter de petróleo, en donde quedan concentrados estos últimos, finalmente se separan los tres tipos de carotenos extraídos Alfa (α), Beta (β) y Gamma (γ) por cromatografía en columna usando como fase estacionaria la alúmina (Mancilla, Rosas, Pérez, Castrejón, & Blanco, 2009).

Durante los años 2010 a 2012, según Ministerio Agricultura la producción de Matisia cordata (Zapote) en tonelada métrica fue la siguiente (Tabla 3):

Tabla 3. Producción Matisia cordata (Zapote) periodo 2010 -2012. AÑO

2010

2011

2012

ENERO

FEBRERO

MARZO

ABRIL

MAYO

128,32

98,65

112,48

JUNIO

382,41

43,72

563,07

JULIO

2098,94

1962,05

2258,56

AGOSTO

3008,89

2875,38

2937,08

SEPTIEMBRE

2132,3

2510,96

2407,14

OCTUBRE

939,56

1131,74

1405,27

NOVIEMBRE

16,7

11,27

DICIEMBRE

58,25

Fuente: (Suárez, 2009)

Por

otra

parte,

Universidad

Antioquia,

examina

conceptual

experimentalmente a los carotenos, indicando que uno de los métodos con mayor eficiencia, debido a la presencia de agua en los tejidos vegetales y a su alta solubilidad en solventes apolares, es la deshidratación con etanol o metanol, para luego extraer del tejido los carotenos usando éter de petróleo, acetona cloroformo entre otros, o recomienda liofilizar el tejido lo cual evita la degradación que puede sufrir el caroteno extraído por la luz, el oxígeno y la temperatura. La separación de los distintos carotenoides se lleva a cabo por cromatografía en sílica gel con KOH al 3% para evitar la isomerización. Posteriormente, se someten los analítos extraídos y separados a pruebas de identificación por métodos instrumentales como la espectrofotometría, la espectroscopia de masas entre otros (Martínez, 2003).

Así mismo, Diaz & Pelayo (2008) en su informe describen detalladamente la técnica que emplearon para la obtención de colorante natural a partir de la Zanahoria, sometiendo la muestra a un proceso de extracción continua utilizando como solvente éter etílico. Para conocer la cantidad de β-caroteno presente en la Matisia cordata (Zapote) se lleva a cabo un análisis de tipo instrumental como la cromatografía y espectrofotometría.

4.5 Cromatografía

Se basa en un conjunto de técnicas asociadas al principio de retención selectiva que básicamente permite separar los distintos componentes de una mezcla, accediendo a identificar y determinar las cantidades de dichos componentes (Razmilic, 2005). En la cromatografía es necesario que existan dos fases principalmente para que ésta se lleve a cabo:  Fase móvil: consiste en un fluido (gas, líquido o fluido supercrítico). Donde el colorante se transportará. Según el comportamiento de la fase estacionara se debe buscar la sustancia que se requiera según la polaridad necesaria. La siguiente lista muestra distintas sustancias que pueden ser utilizadas en la fase móvil organizadas de orden ascendente de acuerdo a su polaridad (Tovar, 2002). -

Hexano

Cloro metano

Éter

Acetona

Acetato de etilo

Alcohol

Agua

Ácido Carboxílico

 Fase estacionaria: Se trata de un sólido o un líquido fijado en un sólido. Los componentes de la mezcla interaccionan en forma diferente con la fase estacionaria y con la fase móvil. Estos componentes atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando (Tovar, 2002). Existen varios tipos de cromatografía como lo es la plana y en columna.

4.5.1 Cromatografía plana

La cromatografía en capa fina (en inglés thin layer chromatography o TLC) es una técnica analítica rápida y sencilla, muy utilizada en un laboratorio de Química Orgánica. La fase estacionaria se sitúa sobre una placa plana o sobre un papel. Las principales técnicas son en papel, en capa fina, en aluminio, en vidrio y algunas veces con tiza (Tovar, 2002). Entre otras cosas permite:

Determinar el grado de pureza de un compuesto. Se puede determinar así, por ejemplo, la efectividad de una etapa de purificación.

Comparar muestras. Si dos muestras corren igual en placa podrían ser idénticas. Si, por el contrario, corren distinto entonces no son la misma sustancia.

Realizar el seguimiento de una reacción. Es posible estudiar cómo desaparecen los reactivos y cómo aparecen los productos finales o, lo que es lo mismo, saber cuándo la reacción ha acabado.

La técnica de separación de TLC consta de un sistema de dos fases, una sólida (fase estacionaria) que se aplica en forma de capa delgada, absorbente,

usualmente de entre 0,10 a 0,25 mm de grueso para fines analíticos y en los casos que se desea aislar un compuesto el grosor puede variar entre 0,5 y 3,0 mm. Esta capa es fijada a una placa o lámina firme de vidrio, aluminio o plástico que actúa como soporte. A través de la fase estacionaria transita un líquido o solvente (fase móvil o eluente). De los tres materiales usados como soporte, el vidrio es el más popular, aunque el aluminio o el plástico ofrecen la ventaja de ser flexibles sin provocar disrupción de la fase estacionaria. La ilustración 2 representa la técnica básica de cromatografía plana (Guarnizo & Mártinez, 2009).

Ilustración 2. Montaje para cromatografía en capa fina. Fuente: (Guarnizo & Mártinez, 2009)

4.5.2 Cromatografía en columna:

La fase estacionaria se sitúa dentro de una columna. Según el fluido empleado como fase móvil se distinguen cromatografía de líquido y de gases (Palomarez, Martinez, & Mayolo, 2012).

La cromatografía en columna utiliza una columna de vidrio vertical que se llena con un soporte sólido adsorbente (fase estacionaria: los más utilizados son gel de sílice (SiO2) y alúmina (Al2O3))+. La muestra que se quiere separar se deposita en la parte superior de este soporte. El resto de la columna se llena con el eluyente (disolvente que constituye la fase móvil) que, por efecto de la gravedad, hace mover la muestra a través de la columna. La polaridad del eluyente afecta las 48

velocidades relativas con las que los diferentes componentes de la mezcla se mueven en la columna. Los disolventes polares compiten más eficientemente con las moléculas polares de una mezcla por los lugares polares del adsorbente. Por lo tanto, un disolvente polar desplazará las moléculas, incluyendo las más polares, rápidamente a través de la columna. Si el disolvente es muy polar la elución será muy rápida y generalmente habrá poca separación de los componentes de la mezcla. Si por el contrario el disolvente es muy apolar, no eluirán los compuestos de la columna. Por lo tanto, la elección del eluyente es crucial para el éxito de la cromatografía en columna. A menudo se utiliza un gradiente creciente de polaridad para la elución. La CCF se utiliza para determinar y elegir el sistema solvente adecuado para cada separación (Angurell, y otros, 2009).

Esta separación de colores se realiza con el fin de conocer que colores nos proporciona cada colorante y luego de hacer un análisis más profundo saber cuál es la estructura responsable de darnos cada color en diferentes frutas y verduras para que al ser aplicados bajo diferentes circunstancias sepamos con anterioridad cuál será su comportamiento.

4.6 Espectrofotometría

Es una de las técnicas experimentales más utilizadas para la detección específica de moléculas. Se caracteriza por su precisión, sensibilidad y su aplicabilidad a moléculas de distinta naturaleza (contaminantes, biomoléculas, etc.) y estado de agregación. Los fundamentos físico-químicos de la espectrofotometría son relativamente sencillos. Las moléculas pueden absorber energía luminosa y almacenarla en forma de energía interna. Esto permite que se inicien ciclos vitales de muchos organismos, entre ellos el de la fotosíntesis en plantas y bacterias (Gary, 2009). Cada molécula tiene una serie de estados excitados discretos (o bandas) que dependen de su estructura electrónica y que la distinguen del resto de moléculas. Como consecuencia,

el espectro de absorción, es decir, la luz 49

absorbida en función de la longitud de onda, constituye una verdadera señal de identidad de cada sustancia o molécula, que sigue la ley de Lambert- Beer, en donde existe una relación directamente proporcional entre la concentración (C), la Absorbancia o señal detectada (A, el coeficiente de absortividad (a) y el camino óptico (b), dada por A = abC. También es posible establecer una relación logarítmica entre dos formas de leer las señales que se producen en los dispositivos: La transmisión de energía y la Absorbancia de la misma. Es decir, se puede medir la diferencia de potencia de la luz emitida por la muestra frente a la que incide sobre ella; si se mide la potencia de salida es % de transmitancia y si se mide la cantidad de energía absorbida por la muestra se denomina Absorbancia. La relación entre las dos está determinada por A = 2 – Log%T (Gary, 2009).

4.7 Elaboración de la bebida carbonatada

4.7.1 Definición:

Según la definición presentada por la Norma Técnica Colombiana una bebida gaseosa o carbonatada es aquella bebida no alcohólica, no fermentada, elaborada por disolución de gas carbónico (CO2) en agua tratada, lista para el consumo humano directo, con adición o no de edulcorantes naturales, artificiales o ambos, jugos de frutas, concentrados de frutas y aditivos permitidos por la legislación nacional vigente o en su defecto el Codex Alimentarius (NTC 2740, 2009). Las bebidas carbonatadas deben cumplir con los requisitos fisicoquímicos indicados en la Tabla 4.

Tabla 4. Requisitos fisicoquímicos de las bebidas gaseosas o carbonatadas. BEBIDAS GASEOSAS AGUAS O CARBONATADAS CARBONATADAS PARÁMETRO mínimo máximo mínimo máximo Grados Brix (Sólido Solubles) 15 NA NA

Volumen de carbonatación pH Acidez titulable

1,5 5 2,3 3,5 0,5 Fuente: (NTC 2740, 2009)

3 NA NA

5,5 NA NA

4.7.2 Métodos de carbonatación:

Método pre-jarabe de inyección: Para la elaboración de las bebidas

carbonatadas, se deben utilizar ingredientes y aditivos permitidos por el Codex Alimentarius (Codex Stan 192,1995, 2015) En efecto, el agua utilizada es debidamente tratada a través de procesos físicos y/o químicos, de manera que quede apta para ser utilizada en la elaboración del jarabe simple, que consiste en agua más azúcar. A este jarabe simple se le adicionan los saborizantes, acidulantes y preservantes dándole a la bebida características especiales y diferenciadoras. Esta mezcla es enviada por bombas a equipos dosificadores que la mezclan con más agua y luego ésta pasa al carbonatador dónde se le agrega el CO2 que le incorpora las burbujas necesarias para tener la sensación refrescante propia de las bebidas carbonatadas. Inmediatamente después la bebida resultante es transferida a una máquina llenadora, donde la bebida puede ser envasada en botellas de vidrio, plásticas retornables o no retornables, o en latas. Una idea clara con relación a este sistema de producción se presenta en la Ilustración 3 (ANBER, 2012).

Ilustración 3.Sistema de producción de una bebida carbonatada. Fuente: (Sánchez, 2002)

Carbonatación y dispensa in situ: La dispensa de refrescos carbonatados

in situ se utiliza mucho en los establecimientos de restauración y en centros de alta fluidez de personas, como teatros y otros sitios de diversión. En cada punto de venta la instalación viene a ser una pequeña planta de elaboración de refrescos en la que se mezcla el jarabe concentrado con agua carbonatada en el momento de la venta. El agua se obtiene de la red de suministro y normalmente no recibe más tratamiento que un paso por una trampa para retener partículas, aunque en algunas áreas también se pasa por un pre filtro de carbono. El agua se enfría a 3°C y se carbonata en una cámara que contiene CO 2 una presión de 0,3 MPa. El jarabe se impulsa o se bombea en CO2 a través de un serpentín refrigerante y se mezcla con el agua carbonatada en el cabezal del dispensador. EL mezclado debe contenerse bien para mantener el CO2 en solución y para que el producto final abandone su cabezal del dispensador a 5-6°C y con cuatro volúmenes de carbonatación. Las unidades de mezcla in situ también se han adoptado para mezclar bebidas no carbonatadas (Sánchez, 2002).

Para la elaboración de la bebida carbonatada se eligió el método pre-jarabe de inyección de dióxido de carbono con el fin de garantizar la presencia del gas en la bebida durante todo el tiempo de almacenamiento a través de válvulas que no permitieran el escape del mismo.

4.7.4 Materias Primas: • Agua

El agua es el componente mayoritario de los refrescos carbonatados. La calidad del agua empleada en la elaboración tiene una repercusión directa sobre la calidad del producto final como se evidencia en la Tabla 5. Aunque se ha manifestado bastante inquietud por el posible riesgo que suponen los altos niveles de nitratos en el agua de bebida para niños, esto no parece ser un gran problema en el contexto de la elaboración de los refrescos ya que los niños sensibles los consumen muy poco. Sin embargo, la corrosión de la hojalata provoca la perforación del recubrimiento interno de laca de las latas. La causa de un gran brote de una intoxicación alimentaria que tuvo lugar en Japón se atribuyó a una bebida naranja que contenía 300 -700 mg/l de estaño como resultado de un corrosión inducida por el nitrato. Se ha indicado que los niveles de nitrato deben ser inferiores a 4-5mg/l para evitar la aparición de problemas en las latas de hojalata estañadas o lacadas. En caso de ser necesario, el nitrato se puede eliminar del agua mediante intercambio iónico (Sánchez, 2002). Tabla 5. Incidencias que se presentan con las impurezas del agua en las bebidas carbonatadas.

IMPUREZA Gusto Olor Color Turbidez Sedimento Cloro libre

NORMA Insípida Inodora Inodora 5 Unidades Hazen Ausencia 0,05 mg/l

DEFECTO Mal sabor Mal Olor y sabor Mal color y sabor Mal color y sabor Sedimento, mal olor y sabor Mal Sabor

Manganeso Plomo Cobre Flúor

0,3 mg/l 0,1 mg/l 0,5 mg/l 2,0 mg/l

Nitrato

10 mg/l

Nitrito

1 mg/l

Mal sabor, sedimento Tóxico Tóxico Dientes manchados Posible enfermedad en niños, dañado de latas Posible enfermedad en niños pequeños

Fuente: (Sánchez, 2002)

• Dióxido de carbono

Gas inodoro e incoloro que aporta el burbujeo característico de las bebidas carbonatadas. Está presente en la respiración de todos los seres vivos y las plantas lo utilizan para producir oxígeno. Cuando se abre una lata o se destapa una botella, el sonido burbujeante lo genera el leve escape de este gas, que se produce por el sorpresivo cambio de presión que se genera (SANIFER, 2007). La carbonatación se puede considerar como la saturación de un líquido con CO 2 gaseoso. La presencia de este gas da a la gaseosa un sabor picante y muy característico del producto. Además el gas disuelto contribuye a inhibir y destruir bacterias dañinas y proveer a la bebida esa efervescencia casi natural que estimula las aguas efervescentes de manantial. El dióxido de carbono es un gas incoloro, no tóxico, con olor picante que desaparece rápidamente sin dejar ninguna sensación residual. Se obtiene como resultado de la combustión de compuestos del carbono tales como el carbón, petróleo o gas natural. Por calentamiento de la piedra caliza en la obtención de la cal se produce también CO2. En la fermentación de la glucosa para producir alcohol y en la fermentación de bebidas que contengan carbohidratos también se encuentra. En nivel óptimo de carbonatación varía de acuerdo con el aroma y con las características de las distintas bebidas. En términos generales, los refrescos de frutas se carbonatan a un nivel bajo (Aprox. 1 Volúmenes de CO2); las colas, ginger beer, las bebidas que contienen alcohol, etc., a un nivel medio (Aprox. 2-3 Volúmenes de CO2); y las

bebidas para mezclas, como la tónica y la ginger hasta un nivel alto (Aprox. 4-5 Volúmenes de CO2) para permitir su dilución con el componente líquido no carbonatado. El uso de envases grandes (1-1,5-2lts) de polietileno (PET) requiere un nivel de carbonatación ligeramente más elevados que en los envases de vidrio, necesario para compensar las pérdidas de CO2 que se producen a través de las paredes durante el almacenamiento y en cada apertura afectada durante el periodo de consumo (Sánchez, 2002).

El CO2 es un gas incoloro con un ligero olor picante que se disuelve parcialmente en agua formando ácido carbónico: H2O + CO2 → H2CO3. El ácido es inestable y no se ha aislado nunca, ya que se forma dos clases de sales, los carbonatos y los bicarbonatos. En la práctica el CO2 es el único gas apropiado para conseguir refrescos ―chispeantes‖. Su solubilidad es tal que permite que se retengan a temperatura ambiente e incluso permite la liberación de un atractivo remolino de burbujas que le da cuerpo de la bebida cuando se agita suavemente (Sánchez, 2002). • Saborizantes

Los saborizantes son preparados de sustancias que contienen los principios sápido-aromáticos, extraídos de la naturaleza (vegetal) o sustancias artificiales, de uso permitido en términos legales, capaces de actuar sobre los sentidos del gusto y del olfato, pero no exclusivamente, ya sea para reforzar el propio (inherente del alimento) o transmitiéndole un sabor y/o aroma determinado, con el fin de hacerlo más apetitoso pero no necesariamente con este fin (Givaudan, 2010).

Este es el elemento clave en las bebidas carbonatadas, que da el sabor característico a cada una de las variedades presentes en el mercado. Los saborizantes pueden ser naturales (especias, extractos naturales, aceites, frutas o yerbas), idénticos a los naturales o artificiales. Estos últimos han sido desarrollados para satisfacer la mayor cantidad de gustos de consumidores, o bien

porque la disponibilidad de algunos de los ingredientes naturales está sujeta a la estacionalidad de los cultivos (Sánchez, 2002). • Edulcorantes

El poder edulcorante es un aspecto importante dentro de las propiedades de los refrescos, el jarabe de glucosa obtenido mediante la hidrólisis ácida y enzimática del almidón puede reemplazarse parcial o total a la sacarosa. Sin embargo, el principal sustituto de la sacarosa es el jarabe de alto contenido en fructosa que se obtiene a partir del maíz, en este proceso, el almidón se hidroliza enzimáticamente a glucosa, tras lo cual se convierte en fructosa mediante la glucosa isomerasa. Una vez purificado, se obtiene un jarabe con un contenido en fructosa del 42% que se enriquece hasta un 55% mediante un procedimiento de absorción selectiva (García & Fernandez, 2013). Los edulcorantes más utilizados son: Sacarosa, fructosa, glucosa, azúcar invertido,

acesulfama

alitamo,

aspartamo,

ciclomatos,

sacarina,

esteviosidio/stevia, sucralosa, taumatina (García & Fernandez, 2013).

El rango de azúcar presente en una bebida carbonatada oscila entre 5% y 14%; similar al contenido en un vaso de jugo natural de piña o de naranja. Las bebidas carbonatadas normales se endulzan con azúcar, sacarosa (nombre científico del azúcar) o con Jarabe de Maíz de Alta Fructosa, por separado o combinados (Sánchez, 2002). -

La sacarosa o azúcar, se obtiene de la caña de azúcar o de la remolacha.

La fructosa es un endulzante de más reciente desarrollo, que se obtiene del maíz.

Las bebidas carbonatadas light corresponden a aquellas libres de calorías o con bajo aporte de calorías. Para su fabricación se utilizan edulcorantes bajos en

calorías, que pueden ofrecer a los consumidores una manera de disfrutar el sabor de la dulzura con poca o ninguna ingesta de calorías, reconocidos como dietéticos o light. En efecto, los edulcorantes bajos en calorías pueden contribuir al control de peso o de glucosa en la sangre (Sánchez, 2002). • Acidulantes

El sabor levemente ácido de las bebidas carbonatadas, similar al de los jugos de frutas y otros alimentos, se debe a los acidulantes agregados. Junto con brindar el sabor ligeramente ácido, los acidulantes actúan como preservantes. Las variedades más comunes de este componente son el ácido cítrico y el fosfórico, en el caso de las bebidas cola (Sánchez, 2002), (García, Quintero, & Lopez, 2004).

Los acidulantes tienen una importancia considerable para determinar la calidad sensorial de los refrescos y bebidas carbonatadas por los que se debe cuidar la formulación para conseguir un adecuado balance entre azúcar y ácidos.

Las

bebidas carbonatadas se diferencian de las no carbonatadas en que contienen acido carbónico, pero como no se añade como ingrediente si no que se forma a partir del CO2, su importancia se menosprecia. Sin embargo, el ácido carbónico es el responsable de una viveza adicional en el cuerpo, del gusto y del picor que distingue a las bebidas carbonatadas de sus similares sin carbonatar. En las bebidas se permite el uso de varios acidulantes; de los cuales el ácido cítrico es el más utilizado, cada uno tiene sus propias características y algunos como el ácido fosfórico y el acético presentan una aplicación limitada a ciertas bebidas. Algunos acidulantes empleados a nivel industrial son: Ácido acético, ácido ascórbico, ácido cítrico, ácido fumárico, ácido málico, ácido fosfórico, ácido tartárico, entre otros (UNAD, 2009). 

Colorantes:

En algunos casos, el color tiene mayor importancia que el gusto en la impresión general que se causa al consumidor: El rojo se asocia con frutas de bayas como la mora y la frambuesa, la naranja y el amarillo se asocia con los sabores cítricos, los verdes y azules se asocian con la menta, y con los aromas de hierbas, mientras que los marrones complementan la densidad de las colas. Los colorantes artificiales, son los más empleados y los más adecuados desde el punto de vista tecnológico debido a su estabilidad en el producto final y su alta capacidad cromática, No obstante, la seguridad de algunos colorantes artificiales se ha puesto en tela de juicio durante muchos años y el número de colorantes usados en la actualidad ha disminuido tanto por imposiciones legales como por parte de los productores sensibilizados por la alarma causada por colorantes como la Tartrazina (Sánchez, 2002); (Ibañez, Torre, & Irigoyen, 2003); (Blandón, Gómez, & León, 2013).

5. METODOLOGÍA

5.1 Recolección de Matisia cordata (Zapote): La materia prima fue recolectada en la Plaza de Mercado ―Paloquemao‖ ubicada en la calle 19 #25-02, Bogotá (Ilustración 4). Los zapotes (Matisia cordata) se encontraban dispuestos en lonas los cuales fueron seleccionados teniendo en cuenta su aspecto (ausencia de pudriciones y defectos), tamaño (uniforme), firmeza (los zapotes se prefieren firmes cuando alcanzan la madurez de su consumo) y punto de maduración (corteza de color pardo – oscuro y pulpa rojizo naranja a través de un pequeño rasguño en la corteza) descartando aquellos que presentaban agujeros (señal de ingreso de plaga) (Kader, 2013). Se adquirieron por un valor promedio de $2000 (dos mil pesos) la unidad y se almacenaron en un lugar fresco evitando exposición a altas temperaturas, golpes y magulladuras durante el transporte.

Ilustración 4. Ubicación Plaza de Mercado Paloquemao. Fuente: Google Maps.

5.2 Extracción de Carotenos, Separación y cuantificación de β - caroteno

a. Extracción de Carotenos

Metabolitos secundarios no polares amarillos: Inicialmente se pesó el producto completo y luego se despulpó la mayor cantidad posible aprovechando tanto de las semillas como de la cáscara; posteriormente, se pesaron los residuos y por diferencia de pesos se conoció la cantidad de pulpa a emplear (Ilustración 5) (Diaz & Pelayo, 2008).

Ilustración 5. Adecuación y despulpado materia prima. Fuente: Los Autores.

Después la pulpa se sumergió en éter etílico (Ilustración 6) y se sometió a temperatura menor a los 60°C con agitación constante en beakers debidamente cubiertos con papel aluminio para evitar la evaporación del solvente y la reacción fotoquímica del β-caroteno (Peralta & Cano, 2011). La luz favorece reacciones fotoquímicas que cambian la estructura original del carotenoide (por ejemplo isomerismo cis y trans) es un factor a considerar al momento de realizar su extracción (Martínez, 2003) .

Ilustración 6. Extracción en éter etílico. Fuente: Los Autores.

Finalmente se filtró la solución pasándola por papel filtro de marca Merck con tamaño de poro: 40µ obteniendo en un recipiente ámbar la parte liquida coloreada o extracto etéreo el cual contenía entre otros analítos los carotenos propios de la Matisia cordata (Zapote) (Ilustración 7) (Diaz & Pelayo, 2008).

Ilustración 7. Filtración de solución coloreada. Fuente: Los Autores.

b. Separación β-Caroteno: Cromatografía en Columna.

Se realizó la selección del mejor solvente entre: alcohol etílico, acetona, hexano, acetato de etilo, éter etílico, benceno, éter de petróleo y sus combinaciones en proporciones 1:1 y 2:1 en cada caso sobre papel filtro (Constituido principalmente por derivados de celulosa) y en capa fina con Sílica gel Marca Yequim (Angurell, y otros, 2009), (Yequim, 2014), (Merck, 2015).

Como resultado se obtuvo la Sílica gel como fase estacionaria la cual permitió obtener anillos definidos especialmente al emplear éter de petróleo como fase móvil y se procedió a realizar el montaje de cromatografía en columna (Ilustración 8) (Angurell, y otros, 2009). 61

Ilustración 8. Montaje cromatografía en columna. Fuente: Los Autores.

Finalmente se agregó el extracto etéreo (éter etílico) en la parte superior de la columna, y se cubrió con papel aluminio (evitando el contacto con la luz) tal como se muestra en la Ilustración 9 adicionando la fase móvil selecciona de modo que se separaran los distintos metabolitos secundarios presentes (Angurell, y otros, 2009).

Ilustración 9. Adición de extracto etéreo. Fuente: Los Autores.

c. Cuantificación β-Caroteno: Espectrofotometría. 62

Para este tipo de análisis cuantitativo espectrofotométrico, la metodología consistió en la preparación de soluciones patrón de β - caroteno comercial BETACAROTENE 25,000 IU ANTIOXIDANT

PROTECTION

– de marca

NATURLIGHT al 15% de pureza. De modo que se preparó una solución diluida con concentración conocida a 200 ppm (Ilustración 10) procediendo a hacer un barrido por el espectro electromagnético en la región visible entre los 390 nm a 700 nm, para ubicar la longitud de onda de máxima de absorción con su respectiva lectura de Absorbancia y Transmitancia (Gary, 2009).

Ilustración 10. Preparación Solución Stock. Fuente: Los Autores.

Con el valor de ésta Absorbancia, se calculó ―a‖, el coeficiente de absortividad, necesario para calcular el rango de concentraciones de soluciones diluidas que presentaron absorbancias entre 1 y 0.1. De esta manera la lectura a λmáx (450 nm) de éstas soluciones, permitió construir la curva de calibración (Concentración Vs Absorbancia), la Curva de Ringbom (Logaritmo de la Concentración Vs el %T) la cual definió el rango óptimo de trabajo para cumplir la ley de Lambert-Beer. Finalmente, se leyó A y %T de cada uno de los extractos etéreos obtenidos de las muestras de bebida carbonatada preparada en las distintas semanas de observación, donde el β – caroteno fue aquel que se pudo leer a λmáx seleccionada, estos datos se interpolaron en la gráfica denominada Curva de Calibración y así se confirmó la presencia y cantidad de β- caroteno presente en

cada una de las muestras analizadas. Los resultados permitieron evaluar la estabilidad del β- caroteno en la bebida carbonatada preparada según el diseño experimental que se mostrará más adelante (Gary, 2009).

5.3 Preparación de bebida no alcohólica:

Para la elaboración de la bebida se tuvo en cuenta el diseño experimental de la Tabla 6 a partir las formulaciones del 20%, 30% y 40% en pulpa presentadas en las Tablas 7,8 y 9 respectivamente, preparando por cada una 10 muestras (5 con CO2 y 5 sin CO2) para un total de 30 muestras. Los porcentajes de la bebida fueron seleccionados teniendo en cuenta las concentraciones de β-caroteno empleadas en la sustitución realizada por Restrepo, Otalvaro, Ocampo, & Morales (2006).

Tabla6. Diseño Experimental. CONCENTRACIÓN DE β – CAROTENO TIEMPO DE ALMACENAMIENTO

CON CO2 (a)

SIN CO2 (b)

CON CO2 (a)

SIN CO2 (b)

CON CO2 (a)

SIN CO2 (b)

Semana 0 = t0

C1t0a

C1t0b

C2t0a

C2t0b

C3t0a

C3t0b

Semana 1 = t1

C1t1a

C1t1b

C2t1a

C2t1b

C3t1a

C3t1b

Semana 2 = t2

C1t2a

C1t2b

C2t2a

C2t2b

C3t2a

C3t2b

Semana 3 = t3

C1t3a

C1t3b

C2t3a

C2t3b

C3t3a

C3t3b

Semana 4 = t4

C1t4a

C1t4b

C2t4a

C2t4b

C3t4a

C3t4b

MUESTRAS

20% Pulpa +

20%

30% Pulpa

40% Pulpa

Gas

Pulpa

+ Gas

Fuente: Los Autores

Tabla 7. Formulación para bebida no alcohólica equivalente al 20% de concentración en pulpa de fruta. INGREDIENTE

PESO (g)

PORCENTAJE

Agua

293

73,14%

Pulpa

16,62%

Azúcar

9,97%

Ácido ascórbico

0,25%

Benzoato de sodio

0,07

0,02%

TOTAL

400 Fuente: Los Autores

100%

Tabla 8. Formulación para bebida no alcohólica equivalente al 30% de concentración en pulpa de fruta. INGREDIENTE

PESO (gramos)

PORCENTAJE

Agua

270

67,44%

Pulpa

22,99%

Azúcar

9,20%

Ácido ascórbico

0,34%

Benzoato de sodio

0,09

0,02%

TOTAL

400 Fuente: Los Autores

100%

Tabla 9. Formulación para bebida no alcohólica equivalente al 40% de concentración en pulpa de fruta. INGREDIENTE

PESO (gramos)

PORCENTAJE

Agua

250

62,57%

Pulpa

114

28,44%

Azúcar

8,53%

Ácido ascórbico

0,43%

Benzoato de sodio

0,1

0,03%

TOTAL

400 Fuente: Los Autores

100%

La preparación de la bebida consistió en las etapas de: Recepción de materia prima, adecuación y despulpado, licuado, filtrado, adición de conservantes, preparación del jarabe, mezcla de pulpa con jarabe, pasteurización, envasado, carbonatación y almacenamiento (Sánchez, 2002). Dichas etapas se describen a continuación.

a. Recepción Materia prima

Se seleccionaron, los zapotes (Matisia cordata) en buen estado logrando el punto óptimo de madurez (corteza de color pardo – oscuro, pulpa rojiza naranja) (Kader, 2013) y se descartaron aquellos que por algún motivo se golpearon o maltrataron durante el transporte (Ilustración 11).

Ilustración 11. Recepción Materia Prima. Fuente: Los Autores.

b. Adecuación y despulpado

Luego de verificar el estado de la materia prima (aspecto, color de pulpa, presencia o ausencia de plagas, tamaño, °Brix y porcentaje de acidez) se retiró el pedúnculo y por medio de cortes longitudinales, se dividió cada zapote (Matisia cordata) de acuerdo al número de semillas (generalmente son 5) y se procedió a separar la mayor cantidad de pulpa, incluyendo la que estaba adherida en la

corteza y en las semillas. Finalmente se desecharon los residuos obtenidos en esta etapa (Ilustración 12).

Ilustración 12. Residuos de la adecuación y despulpado. Fuente: Los Autores.

c. Licuado

Posteriormente, se licuó la pulpa con el fin de triturar y disminuir las partículas más densas hasta convertirlo en una sustancia de consistencia líquida (Ilustración 13).

Ilustración 13. Licuado Fuente: Los Autores.

d. Filtrado

Se pasó la pulpa licuada a través de una coladera de acero inoxidable, con el fin de separar las partículas fibrosas y se recuperó el líquido en un recipiente plástico para su posterior empleo (Ilustración 14).

Ilustración 14. Filtrado. Fuente: Los Autores.

e. Adición de conservantes

Luego de obtener la pulpa se procedió a incorporar ácido ascórbico y benzoato de sodio para su conservación al 1,5% y 0,1% respectivamente con respecto al peso total de la pulpa obtenida (Ilustración 15) (UNAD, 2015).

Ilustración 15. Adición de Conservantes. Fuente: Los Autores.

f. Preparación del jarabe

Se preparó el jarabe empleando agua y azúcar (Ilustración 16) ajustado entre 12 14 °Brix cumpliendo con los requisitos fisicoquímicos para bebidas carbonatadas establecidos en NTC 2740, (2009).

Ilustración 16. Preparación del Jarabe. Fuente: Los Autores.

g. Mezcla de pulpa con jarabe

Se mezcló el jarabe con la pulpa y se sometió a temperatura de 92°C por 15 minutos para disminuir carga microbiana y lograr una mejor esterilidad del producto final (Ilustración 17) (UNAD, 2015).

Ilustración 17. Mezcla de pulpa con Jarabe. Fuente: Los Autores.

h. Pasteurización

Se expuso el producto a tratamiento térmico elevando temperatura a 92°C por 15 minutos con el fin de eliminar los microorganismos patógenos presentes en la

bebida y de esta manera proporcionar mayor conservación del producto (UNAD, 2015).

Envasado

La bebida se envasó inmediatamente culminado el tiempo de tratamiento térmico en frascos ámbar sometiéndolos a un choque térmico para disminuir su temperatura. Cabe resaltar que las tapas de dichos frascos se modificaron y adecuaron de tal manera que facilitara el proceso posterior de carbonatación (Ilustración 18) (UNAD, 2015).

Ilustración 18. Envasado. Fuente: Los Autores.

Carbonatación

Para la incorporación del gas se requirió extraer el aire presente en las botellas que iban a ser inyectadas con el fin de generar espacio para el CO 2 (Ilustración 19). Y finalmente, se inyectó el gas mediante un sistema apropiado para el proceso (Ilustración 20) (Sánchez, 2002).

Ilustración 19. Botellas sin aire. Fuente: Los Autores.

Ilustración 20. Inyección de CO2. Fuente: Los Autores.

k. Almacenamiento

Para el almacenamiento

del producto se establecieron condiciones de

refrigeración (4 ± 2 °C) aislado de la luz y en botellas ámbar para evitar reacción fotoquímica las cuales fueron debidamente selladas impidiendo el escape de gas (Ilustración 21) (Martínez, 2003).

Ilustración 21. Almacenamiento del producto. Fuente: Los Autores.

5.4 Evaluación estabilidad de β- caroteno

Aunque se estima una vida útil entre 60 y 120 días en las bebidas no alcohólicas carbonatadas con pulpa de fruta (Maldonado & Moncayo, 2012) y un tiempo mínimo de un mes del producto en el mercado, se estableció evaluar la estabilidad del β- caroteno presente en la bebida durante 4 semanas, siguiendo el mismo protocolo

descrito

numeral

13.2,

―Cuantificación

β-Caroteno:

Espectrofotometría” el cual indicó el comportamiento del color en el transcurso del tiempo.

Cada semana se tomaron 6 muestras a evaluar (2 por cada formulación: una con CO2 y otra sin CO2) y se transvasaron a un embudo de decantación mezclado con éter de petróleo para retener los carotenos presentes en la bebida (Ilustración 22).

Ilustración 22. Retención de carotenos en éter de Petróleo. Fuente: Los Autores.

Pasado un tiempo aproximado de 24 horas, mediante la apertura de la válvula del embudo y el uso de beakers se separó la mezcla, obteniendo el éter aislado de la sustancia decantada (Ilustración 23). El anterior proceso se realizó para cada una de las muestras evaluadas (Ilustración 24) (Diaz & Pelayo, 2008).

Ilustración 23. Decantación y Separación de éter con carotenos. Fuente: Los Autores.

Ilustración 24. Decantación y Separación de éter con carotenos por muestra. Fuente: Los Autores.

Para realizar la lectura en el espectrofotómetro Spectronic 20 se tomó un volumen suficiente para llenar las celdas de la sustancia mezclada con éter de petróleo leyéndola a la longitud de onda seleccionada (450 nm) y reportando los valores de transmitancia y absorbancia arrojados por el equipo en cada semana para cada muestra (Ilustración 25) (Gary, 2009).

Ilustración 25. Celdas con soluciones para leer en el espectrofotómetro Spectronic 20. Fuente: Los Autores.

5.5 Evaluación Sensorial

La evaluación sensorial se dividió en dos fases: la primera consistió en el entrenamiento del panel y la segunda, en la aplicación de la prueba sensorial correspondiente a cada de las muestras a evaluar.

5.5.1 Entrenamiento de Panelistas:

Inicialmente es necesario destacar la importancia de realizar este procedimiento antes de someter a evaluación sensorial un producto que se encuentre en etapa de investigación y desarrollo. Aquellas personas o panelistas que deseen colaborar con la evaluación e integrar el panel, deberán someterse a pruebas, para determinar si tienen agudeza sensorial normal, dicho entrenamiento es diseñado para ayudar a los panelistas a formular juicios válidos y confiables que sean independientes de sus preferencias personales. Esto puede realizarse mediante pruebas que identifiquen sabores básicos y olores comunes (Watts, Ylimaki, & Jeffery, 2008). -

Prueba de reconocimiento de sabores básicos:

Inicialmente se realizó la preparación de las pruebas de reconocimiento mediante concentraciones establecidas en la Tabla 10 para la identificación de los cuatro sabores básicos: dulce, ácido, salado y amargo. Tabla 10. Concentración de pruebas para identificación de sabores básicos. SABOR BASICO

SUSTANCIA

CONCENTRACIÓN (%)

Dulce Salado Acido Amargo

Sacarosa Cloruro de Sodio Ácido Cítrico Cafeína

1,0 0,2 0,04 0,05

CANTIDAD DE SUSTANCIA (g) 2,5 0,5 0,1 0,125

CANTIDAD DE AGUA (ml) 250 250 250 250

Fueron preparadas el día anterior con el fin de permitir un equilibrio en cada una de ellas.

Al momento de la degustación se emplearon vasos con capacidad de 25 ml a 30 ml cada uno y debidamente codificados. En este paso, se tuvo en cuenta la

codificación de dos vasos más por panelista para incluir al azar muestras con agua. Luego de tener todo preparado, se llevó a cabo la evaluación sensorial presentando cada una de las muestras en orden aleatorio y haciendo una breve introducción sobre el desarrollo de la prueba y enfatizando en el enjuague bucal con agua que se debe hacer entre de la degustación de cada una de ellas.

Para dicha prueba se empleó el formato presentado el figura 1 donde fueron registradas las percepciones de cada uno de los panelistas.

RECONOCIMIENTO DE SABORES BÁSICOS NOMBRE: ________________________ FECHA: _______________ Frente a usted encontrará una serie de muestras debidamente codificadas las cuales debe probar en el orden que desee. Tenga en cuenta que puede percibir gusto: dulce, ácido, salado, amargo y posiblemente contenga una o más muestras de agua. Identifique el sabor de cada solución referenciando el código que indique. No olvide enjuagar su boca con agua entes de degustar y también entre muestra y otra.

CODIGO ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ ________________________

SABOR _________________________ _________________________ ________________________ _________________________ _________________________

Figura 1. Formato prueba reconocimiento de sabores. Fuente: Los Autores.

Finalmente, tan pronto se dió por terminada la prueba se analizaron y se socializaron cada una de las respuestas en presencia del panel, discutiendo sobre las sensaciones de los sabores básicos y de la forma en que éstos se perciben en la lengua y en la boca. De esta manera se inició con la identificación de personas aptas con capacidades apropiadas para permanecer en el panel, a su vez, se identificaron aquellas que demostraron bajo desempeño en la prueba repitiendo entrenamiento con, mayor frecuencia.

Prueba de reconocimiento de olores básicos:

Inicialmente se prepararon las muestras tomando como referencia la Tabla 11. Tabla 11. Aromas empleados para la prueba de olores. Olores aproximados Sustancia Olor posibles Vinagre Agrio, Ácido Acético Encurtidos Café Café Tostado Canela Canela Clavo de especia Vainilla Vainilla Dulce Pimienta negra Pimienta Picante Alcohol Etanol Vodka Ajo Ajo Alicina Limón Limón, agrio, ácido Fruta cítrica Miel Miel Dulce Fuente: Los Autores.

Para la preparación se tuvo en cuenta que las muestras se presentaran en frascos oscuros (para no generar indicaciones visuales que pudieran causar desviaciones en los resultados), tapados y con sustancias líquidas ocupando hasta la mitad de la capacidad del envase con el fin de concentrar las sustancias volátiles. Al momento de la aplicación de la prueba se instruyeron los panelistas para el manejo de cada una de las sustancias explicando la forma correcta de captar cada uno de los aromas.

Para dicha prueba se empleó el formato empleado en la figura 2 donde fueron registradas las percepciones de cada uno de los panelistas:

RECONOCIMIENTO DE OLORES BÁSICOS NOMBRE: ________________________ FECHA: _______________ Frente a usted encontrará una serie de frascos cubiertos que contienen sustancias olorosas que se encuentran comúnmente en su hogar y/o lugar de trabajo. Por favor acerque identifique el aroma que corresponde a cada una de las muestras según las instrucciones dadas por el responsable de la prueba. En caso de no recordar el nombre exacto de la sustancias, trate de describir alguna cosa con la que usted pueda asociar la percepción.

CODIGO ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ ________________________ ________________________

OLOR _______________________ _______________________ _______________________ _______________________ _______________________ _________________________

Figura 2. Formato prueba reconocimiento de olores. Fuente: Los Autores.

Finalmente, tan pronto se dio por terminada la prueba se socializaron cada una de las respuestas en presencia del panel mediante la discusión de los aromas percibidos. De esta manera se inició con la identificación de personas aptas con capacidades apropiadas para permanecer en el panel, a su vez, se identificaron

aquellas que demostraron bajo desempeño en la prueba repitiendo entrenamiento con mayor frecuencia.

5.5.2 Aplicación prueba evaluación sensorial:

Mediante la metodología descrita anteriormente, se entrenaron 12 panelistas con edades promedio entre 20 y 25 años los cuales fueron empleados para la evaluación sensorial de cada una de las muestras usando el formato ―Evaluación sensorial para bebida no alcohólica a base de Matisia cordata (zapote)‖ (Anexo A), iniciando el día en que se prepararon las bebidas (tiempo ―cero‖ o de referencia) y una vez por semana durante un mes.

Las características sensoriales evaluadas fueron: Apariencia, aroma, color y sabor, bajo una escala hedónica de 5 puntos (Watts, Ylimaki, & Jeffery, 2008):

1. Me disgusta mucho 2. Me disgusta poco 3. Ni me gusta ni me disgusta 4. Me gusta un poco 5. Me gusta mucho

Finalmente, se tabuló la información obtenida por los panelistas, la cual permitió observar y analizar el comportamiento de las características sensoriales para cada muestra a través del tiempo. La información fue analizada mediante análisis de varianza (ANOVA) y mediante gráficos radiales o de superficie.

5.6 Evaluación fisicoquímica Se llevó el registro de las características fisicoquímicas en el formato ―Seguimiento fisicoquímico

para bebida no alcohólica a base de Matisia cordata (zapote)‖

(Anexo B) por muestra en cada semana midiendo pH, Acidez y °Brix correspondientes a las variables exigidas por la norma (NTC 2740, 2009).

5.7 Diagrama de Flujo:

Con intención de facilitar la comprensión del proceso realizado en la investigación; se presenta el diagrama de flujo (Ilustración 26), el cual involucra todas las etapas y fases evaluadas en el proyecto.

Ilustraci贸n 26. Diagrama de flujo empleado en el proceso. Fuente: Los Autores.

6. RESULTADOS Y DISCUSIONES

6.1 Recolección Materia Prima

La fruta empleada para la investigación fue Zapote de la especie Matisia cordata con las siguientes características fisicoquímicas:

6,67

°Brix:

% Acidez:

0,085 g/100g

Los datos fisicoquímicos determinados en la fruta indican el punto de maduración óptimo del producto para ser consumido o procesado (Kader, 2013). El color proporcionado por la fruta fue la mayor ventaja al trabajar con este producto además de aportar valor nutricional a la bebida y un sabor agradable al paladar (Según evaluación sensorial).

Como desventaja se obtuvo que por poseer semillas de gran tamaño y una corteza densa, el porcentaje de rendimiento es muy bajo correspondiente al 34,8% durante la adecuación de la materia prima pues para el proceso únicamente se emplea la pulpa la cual también aumenta el porcentaje de pérdida correspondiente al 28,1% durante el filtrado de la misma por poseer estructuras fibrosas que son descartadas en el proceso, específicamente porque para la lectura en el espectrofotómetro es necesario que la muestra sea traslucida permitiendo el paso de luz.

Cabe resaltar que los porcentajes de pérdida identificados durante el proceso especialmente en la adecuación del fruto no implican que los residuos generados sean descartados completamente puesto que en otros estudios se ha evaluado la composición de las demás partes del fruto que han dado origen al desarrollo de

nuevos procesos industriales como aprovechamiento de estos residuos. Tal es el caso de Hoyos & Benitez, (2007) quienes evaluaron la calidad del aceite de la semilla del zapote (Matisia Cordata), de Suárez, (2009) en la evaluacion de la calidad de la fibra de los subproductos del fruto del zapote (Matisia cordata) y su aplicación en la elaboración de productos fibrosos y de Alegría, Hoyos, & Prado, (2005) en la evaluación del comportamiento de la pulpa del fruto del Zapote (Matisia cordata) frente a procesos de transformación agroindustrial.

6.2 Extracción de Carotenos, Separación y cuantificación de β – caroteno:

a. Extracción de Carotenos:

Metabolitos secundarios no polares

amarillos:

Teniendo en cuenta que algunos pigmentos como los carotenoides son insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos como éter, acetona y hexano (Carranco, Calvo, & Perez, 2011); se realizó la extracción simple en éter ya que por su baja polaridad posee mayor afinidad química con el β-caroteno. En esta etapa se logró extraer la mayor cantidad de metabolitos en el solvente lo cual permitió la cuantificación del β-caroteno en etapas posteriores. b. Separación β-Caroteno: Cromatografía en Columna:

Al realizar el montaje de cromatografía en columna se evidenciaron deficiencias en el método empleado: la primera, fue que al momento de realizar el arrastre por la columna, el descenso del extracto fue muy lento lo cual favoreció la degradación del β-caroteno volviéndose incoloro e impidiendo a su vez la detección visual de la separación del mismo; una segunda, se presentó al aumentar la velocidad de la corrida adicionando mayor cantidad de extracto en donde la columna no permitió

llevar a cabo la separación esperada ya que arrastró todos los metabolitos al tiempo, o aumentando la velocidad disminuyendo la presión dentro del sistema mediante el método de corrida al vacío generando el mismo resultado del método anterior.

Desafortunadamente no se pudo emplear el extracto obtenido debido al grado de toxicidad del éter en el organismo (UNAM, 2002) contemplando la posibilidad de realizar rota evaporación para eliminación del mismo y descartándose por el hecho de no certificar la extracción del 100% del solvente en el extracto (Moncada & Sanchez, 2013) y probabilidad de presentar éter residual en la bebida elaborada; por esta razón, se decidió emplear pulpa de Matisia cordata (Zapote) en la bebida no carbonatada siendo ésta fuente principal de β-caroteno además de otros pigmentos que igualmente aportarían color natural al producto. Sin embargo, se sigue esta misma metodología para cuantificar semanalmente la estabilidad del βcaroteno en la bebida preparada de modo que se reporta la cantidad presente usando la espectrofotometría que se relaciona más adelante. c. Cuantificación β-Caroteno: Espectrofotometría A continuación se muestran los resultados para la cuantificación del β-Caroteno en la Matisia cordata y cada una de las gráficas obtenidas a partir de los mismos. Es importante aclarar que para dicha cuantificación se empleó la bebida elaborada a base de Matisia cordata con jarabe (Agua + Azúcar) y conservantes (Ácido ascórbico y Benzoato de Sodio) haciendo extracción con éter de petróleo. La Tabla 12 refleja el barrido de Longitud de Onda (λ) en la que se reportan los datos de absorbancia (A) y porcentaje de transmitancia (%T). A partir de dicha tabla se obtuvo la Figura 1: Absorbancia Vs Longitud de onda, λ de la cual se evidencia que el pico más alto en el que el color tiene mayor capacidad de absorción es a 450 nm con A= 0,790 y %T = 17 dato que concuerda con lo

estipulado en la literatura: ―longitud de Onda de máxima absorción para el β caroteno entre 440 y 457 nm‖ (Barros Santos, 2009) el cual permite calcular la constante absortividad ―a‖ mediante la Ecuación 1 cumpliendo le Ley de LambertBeer. Donde A es la absorbancia que proporcionó el espectrofotómetro; b es el ancho de la celda y c es la concentración de la solución preparada. Tabla 12. Barrido de Longitud de Onda (λ) λ

370

0,110

72,3%

390

0,220

60%

395

0,260

55%

400

0,226

51%

405

0,345

45%

410

0,390

41%

415

0,450

36%

420

0,510

31%

425

0,560

28%

430

0,590

26%

435

0,640

23%

440

0,690

20%

445

0,750

18%

450

0,790

17%

455

0,760

17,5%

460

0,720

19,5%

465

0,680

21%

470

0,675

21,5%

480

0,675

21,5%

490

0,460

35%

500

0,220

60%

510

0,0545

84%

520

0,040

94,5%

530

0,020

97%

540

0,020

98%

550

0,014

98,5%

560

0,010

99%

570

0,010

99,5%

580

0,005

99,5%

590

0,005

99,5%

600

0,005 99,5% Fuente: Los Autores.

Absorbancia Vs Longitud de onda, λ Absorbancia

1,000 0,800 0,600 0,400 0,200 0,000 350

400

450

500

550

600

Longitud de onda,  Figura 3. Barrido de Longitud de onda, λ Fuente: Los Autores.

(1) Mediante la constante de absortividad ―a‖ se calculó el rango de concentración de las soluciones diluidas de β-caroteno comercial las cuales fueron leías a λmáx reportando los valores de A y %T en la Tabla 13 permitiendo construir la curva de calibración presentada en la Figura 4. Tabla 13. Lectura de soluciones diluidas. V

100,0%

0,20

0,049

35,8%

0,40

0,154

70,2%

0,60

0,304

49,6%

0,80

0,367

43,0%

0,460

34,6%

1,1

0,548

28,2%

1,30

0,696

20,2%

1,40

0,518

30,4%

1,45

43,5

0,794

16,0%

1,65

49,5 0,895 Fuente: Los Autores.

12,8%

Absorbancia en función de la Concentración

Absorbancia

y = 0,0175x - 0,0375 R² = 0,9447

0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

Concentración (mg/L)

Figura 4. Curva de Calibración Fuente: Los Autores.

De la Figura lo ideal es que el valor de R sea 1, para esto es necesario realizar mínimos cuadrados ya que es evidente que hubo alteraciones en las últimas soluciones. Para calcular A*, que significa absorbancia corregida, se usa la ecuación de la recta

donde se tiene que la variable dependiente (y) es

la Absorbancia leída y la independiente (x) es la concentración de los patrones: para la corrección se calcula

haciendo uso de las ecuaciones 2 y 3

respectivamente:

(2)

(3)

Se reemplazan los datos e inmediatamente se encuentra A* que significa Absorbancia corregida reportado en la Tabla 14 y luego se grafica A* en función de Concentración Figura 5.

Tabla 14. Corrección Absorbancia por Mínimos Cuadrados. Cd (x) 0 6

A (y)

0,000 0,049 0,154 0,304 0,367 0,460 0,548 0,696 0,518 0,794 0,895

12 18 24 30 33 39 42 43,5 49,5 m

36 144 324 576 900 1089 1521 1764 1892 2450

0,0174986

( x)2

x.y

0,294 1,848 5,472 8,808 13,800 18,084 27,144 21,756 34,539 44,303

b Fuente: Los Autores.

-0,03746218

A = 0,0175C - 0,0037 R² = 1

Curva Calibración*

Absorbancia

-0,004 0,101 0,206 0,311 0,416 0,521 0,574 0,679 0,731 0,757 0,862

1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0

Concentración (mg/L) Figura 5. Curva de Calibración (Absorbancia corregida) Fuente: Los Autores.

De esta manera ya se tienen los datos exactos para seguir con el proceso; la figura 6 muestra el concepto de la Ley de Lambert- Beer donde la Absorción es directamente proporcional a la concentración, además se obtiene la ecuación 4 la cual se empleará posteriormente para la lectura del β – caroteno en las bebidas.

(4)

A partir de los datos obtenidos se grafica la curva de Ringbom con Transmitancia en función del Log de la Concentración teniendo en cuenta que se debe corregir el valor de ―T‖ empleando la ecuación 5 de la cual se despeja %T obteniendo la ecuación 6:

(5) H , , (6)

Así; se obtiene la Tabla 15 y se construye la Figura 4 señalando el rango óptimo de trabajo el cual quiere decir que no se puede trabajar una concentración mayor o menor de éste porque tal vez el espectrofotómetro no esté en la capacidad de leer concentraciones como éstas.

Tabla 15. Log Concentración y % Transmitancia Cd

Log C

%T*

0,000 0,778 1,079 1,255 1,380 1,477 1,519 1,591 1,623 1,638 1,695

100,000 79,205 62,196 48,840 38,351 30,115 26,687 20,956 18,570 17,481 13,727

6 12 18 24 30 33 39 42 43,5 49,5

Fuente: Los Autores.

Transmitancia en función del Log de la Concentración 120

% Transmitancia

100 80 60 40 20 0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,2

1,4

1,6

1,8

Log C Figura 6. Curva de Ringbom Fuente: Los Autores.

Con la preparación de la solución (10 ml de muestra + 10 ml de Éter de Petróleo) se realizó la lectura a 450 nm arrojando valores de Absorbancia y Transmitancia, la cual es interpolada en la Figura 5 obteniendo los resultados presentados en la Tabla 16 la cual muestra las concentraciones promedio de β-caroteno (calculados a partir de las ecuaciones 7 y 8) de los tratamientos preparados: 20%, 30% y 40% de pulpa correspondientes a la semana 0. (Los datos completos, por cada muestra, se pueden ver en el Anexo E). V1C1 =

V2C2

(7)

V1C1 V2

(8)

Las figuras relacionadas en este apartado coinciden con los resultados obtenidos por Restrepo, Otalvaro, Ocampo, & Morales, (2006) al realizar las curvas de calibración con β –caroteno comercial para la cuantificación de cada una de las bebidas evaluadas por ellos.

De esta manera se obtuvo que:

Para la bebida con 20% en pulpa de fruta se tienen 15,890 ppm de βcaroteno presentes en los 66 gramos de pulpa filtrada.

Para la bebida con 30% en pulpa de fruta se tienen 17,109 ppm de βcaroteno presentes en los 92 gramos de pulpa filtrada.

Para la bebida con 40% en pulpa de fruta se tienen 22,594 ppm de βcaroteno presentes en los 114 gramos de pulpa filtrada. Tabla 16. Concentración de β-caroteno en semana cero "0", punto inicial o de referencia EQUIVALENTE EN GRAMOS DE CONCENTRACIÓN β-caroteno TRATAMIENTO FRUTA ADICIONADA (ppm) 66 20% pulpa 15,890 92 30% pulpa 17,109 114 40% pulpa 22,594 Fuente: Los Autores.

Se puede observar que la relación entre cantidad de pulpa empleada y concentración de β-caroteno es directamente proporcional, pero no lineal. Es decir, que mientras aumenta el porcentaje de pulpa aumenta la cantidad de βcaroteno, pero si aumenta el doble, la concentración no es el doble. Se realizan los siguientes cálculos para determinar la cantidad de β-caroteno presente en la Matisia cordata teniendo en cuenta que de un zapote se obtienen 261 gramos de pulpa filtrada:

Bebida preparada al 20% en pulpa:

Bebida preparada al 30% en pulpa:

Bebida preparada al 40% en pulpa:

Promediando los valores se tiene que en 261 gramos de pulpa filtrada obtenida de un zapote promedio (Matisia cordata), existe una concentraciĂłn de 54,368 mg. AsĂ mismo se realizan los cĂĄlculos para determinar la cantidad de Î˛-caroteno presente en un zapote (Matisia cordata) contemplando todas sus partes (corteza, semillas, fibra).

Bebida preparada al 20% en pulpa:

Bebida preparada al 30% en pulpa:

Bebida preparada al 40% en pulpa:

Se promedian los valores obteniendo 99,987 mg aproximadamente en un Zapote (Matisia cordata) de 480 gramos.

Específicamente se realizan los cálculos para 100 gramos de pulpa de zapote (Matisia cordata) y se obtiene en promedio una concentración de 20,33 mg de β – caroteno (203,3 ppm).

Bebida preparada al 20% en pulpa:

Bebida preparada al 30% en pulpa:

Bebida preparada al 40% en pulpa:

Según lo reportado por Alegría, Hoyos, & Prado,(2005) los niveles de carotenos presentes en 100 gramos de pulpa se encuentran entre 0,8 y 1,1 mg lo cual difiere de los resultados obtenidos en esta fase del proyecto (20,33 mg/ 100 g de pulpa). Con respecto a lo anterior no se tiene información de la fuente raíz de donde fueron tomados estos valores en el artículo del autor por tal razón se desconoce el método empleado para la cuantificación de los carotenos en la pulpa teniendo mayor soporte los datos reportados en esta investigación por la confiabilidad de la metodología empleada.

6.3 Preparación de bebida no alcohólica

En la Tabla 17 se reporta el porcentaje de pérdida para cada una de las etapas del proceso teniendo en cuenta que en la adición de insumos y mezclas no se tiene pérdida significativa que alteren los resultados. 93

Tabla 17. Porcentaje de pérdida en el proceso de elaboración de bebida no alcohólica a base de Matisia cordata (Zapote). PESO PESO RENDIMIENTO OPERACIÓN INICIAL FINAL PÉRDIDA % (g) (g) RECEPCIÓN DE 20830,0 20622,7 1,0% 99,0% MATERIA PRIMA ADECUACIÓN

20622,7

7171,2

65,2%

34,8%

LICUADO

7171,2

6899,4

3,8%

96,2%

FILTRADO

6899,4

4962,1

28,1%

71,9%

ADICIÓN DE CONSERVANTES

5041,49

5025,3

0,3%

99,7%

PREPARACIÓN DEL JARABE (Agua + Azúcar)

9500,0

8580,0

9,7%

90,3%

MEZCLA (Jarabe + pulpa)

13621,5 12467,0

8,5%

91,6%

PASTEURIZACIÓN

12467,0 12184,0

2,3%

97,7%

ENVASADO 12184,0 12000,0 1,5% CARBONATACIÓN 12000,0 12000,0 0% ALMACENAMIENTO 12000,0 12000,0 0% Fuente: Los Autores.

98,5% 100,0% 100,0%

Como porcentaje de pérdida durante el proceso de elaboración de bebida no alcohólica a base de Matisia cordata se obtuvo: El 1% en la recepción de materia prima ya que se descartaron dos zapotes que se encontraban en mal estado posiblemente por manipulación durante el transporte; 65,2% correspondiente a la adecuación de la materia prima debido a que se retiró la pulpa de la semilla y corteza desechando los residuos generados como se observó en la Ilustración 9; 3,8% en el licuado de la pulpa ya que al trasvasar parte del producto queda adherido en el vaso de la licuadora; 28,1% al descartar la parte fibrosa propia de la pulpa retenida en el colador; 0,3% en la adición de conservantes ya que al mezclar se adhiere producto en la espátula; 9,7% en la preparación del jarabe correspondiente a las partículas que se alcanzan a evaporar al incrementar temperatura para lograr mayor dilución del azúcar en el agua; 8,5% en la mezcla de pulpa y jarabe por adherencia del producto tanto en recipiente como en la

espátula; 2,3% luego de la pasteurización por evaporación durante el proceso térmico; 1,5% adherencia del producto a cada recipiente y espátula de origen; finalmente en la carbonatación y almacenamiento del producto no se tienen porcentajes de pérdida debido a que sólo se realiza adición de CO2 y se disponen la muestras en nevera a temperatura de refrigeración (4 ± 2 °C).

En la tabla 18 se reporta el costo final $11.719,64 que tiene la bebida por cada unidad equivalente a 400 ml, para lo cual se establece el costo por mililitro (ml) de $29,30. La materia prima Matisia cordata (zapote) fue la más costosa ya que se adquirió en tiempos donde la cosecha no era muy frecuente y ligado también al alto porcentaje de pérdida que se tiene al momento de la adecuación durante el proceso. Por otra parte, para la adición de CO2 fue necesario diseñar un sistema en la tapa de cada envase que permitiera la correcta inyección del gas y que a su vez garantizara el sellado eficaz del mismo para evitar posibles escapes durante el tiempo de almacenamiento, dicho sistema involucró la compra de 15 válvulas correspondientes a las muestras carbonatadas a evaluar lo cual incrementó el valor unitario de la bebida.

Tabla 18. Costo unitario de la bebida no alcohólica a base de Matisia cordata (Zapote). INGREDIENTES

COSTO / GRAMO – UNIDAD ($)

CANTIDAD UTILIZADA (g)

Matisia cordata (Zapote)

7,61

20830,0

Azúcar

2,71 0,50 80,00 12,00

1045 8455 74,43 4,92

7.500,00 650,00

15 30

Agua Ácido Ascórbico Benzoato de sodio

COSTO TOTAL ($)

158.516,30

CO2 Válvulas para inyección Envase

PRECIO FINAL DEL PRODUCTO PRECIO POR ml PRECIO POR UNIDAD (400 ml) Fuente: Los Autores.

$ $ $

2.831,95 4.227,50 5.954,40 59,04 48.000,00 112.500,00 19.500,00 351.589,19 29,30 11.719,64

Finalmente, los valores se incrementan por costos como el del material de envase que por ser ámbar cuesta más que uno tradicional; cabe resaltar que en el costo de la bebida no se tiene en cuenta el costo de mano obra, equipos y utensilios, servicios adicionales (gas, luz, agua para el lavado) así como el precio por el espacio empleado para llevar a cabo el proceso. 6.4 Estabilidad de β- caroteno

En el Anexo C se presentan los resultados obtenidos de las lecturas realizadas por triplicado a cada tratamiento en el espectrofotómetro, con el fin de disminuir error generado por el equipo, partiendo del tiempo cero ―0‖ o de referencia y durante las 4 semanas siguientes de almacenamiento, con el fin de determinar el comportamiento de las muestras a través del reporte de absorbancia (A) y porcentaje de transmitancia (%T) lo cual permitió calcular la concentración de β – caroteno presente en cada una de ellas, posteriormente se promediaron los valores reflejados en la Tabla 19.

Tabla 19. Promedio de resultados obtenidos en la lectura realizada para cada tratamiento. TRATAMIENTO

SEMANA 0

20% pulpa

15,890 ± 2,379

9,832 ± 2,612

3,661 ± 0,330

1,870 ± 0,033

1,375 ± 0,873

30% pulpa

17,109 ± 4,133

6,899 ± 0,330

3,509 ± 0,000

1,604 ± 0,033

1,566 ± 1,143

40% pulpa

22,594 ± 1,427

6,594 ± 3,569

3,280 ± 0,000

2,137 ± 0,571

1,585 ± 0,033

20% pulpa + gas

15,890 ± 2,379

11,470 ± 0,660

3,851 ± 0,571

3,737 ± 0,000

3,090 ± 0,330

30% pulpa + gas

17,109 ± 4,133

15,280 ± 0,000

3,090 ± 0,660

2,518 0,330±

2,232 ± 0,033

40% pulpa + gas

22,594 ± 1,427

12,423 ± 1,143

8,804 ± 0,660

7,661 ± 0,660

2,709 ± 0,057

Fuente: Los Autores.

Con base en la Tabla 19, se representó mediante las Figuras 8 y 9 la concentración de β – caroteno en función al tiempo de almacenamiento para los tratamientos sin CO2 y con CO2 respectivamente.

CONCENTRACIÓN VS. TIEMPO BEBIDAS SIN CO2

Concentración mg/L

25,000 20,000 15,000

20% pulpa 10,000

30% pulpa 40% pulpa

5,000 0,000 0

TIEMPO (semanas)

Figura 8. Comportamiento de la concentración de β - caroteno en bebidas no alcohólicas a base de Matisia cordata sin carbonatar en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN VS. TIEMPO BEBIDAS CON CO2 Concentración mg/L

25,000 20,000 15,000 20% pulpa + gas 10,000

30% pulpa + gas

5,000

40% pulpa + gas

0,000 0

TIEMPO (semanas)

Figura 9. Comportamiento de la concentración de β - caroteno en bebidas no alcohólicas a base de Matisia cordata carbonatadas en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores.

Como se evidencia en las figuras 7 y 8, la concentración de β- caroteno disminuye en el trascurso del tiempo, lo cual se vio reflejado en la variación de la intensidad del color en cada una de las muestras. Aun así, se refleja que las muestras que no fueron adicionadas con CO2 presentaron mayor velocidad de degradación del pigmento con relación a las carbonatadas, obteniendo en la semana 4 mayor concentración de β - caroteno en dichas muestras. La figura 8, tiene mayor fluctuación entre los tratamientos evaluados presentando mayor estabilidad la muestra con 20% de pulpa con CO2 obteniendo una concentración final de 1,375 ppm de β-caroteno.

Dicho comportamiento presentado durante la evaluación de la bebida se ocasionó debido a la estructura de los metabolitos responsables del color del producto. Lo anterior es sustentado con la teoría presentada por Vicario, Heredia, & Meléndez, (2007) donde indican que; debido a su estructura, los carotenoides están sujetos a muchos

cambios

químicos

inducidos

por

las

distintas

condiciones

procesamiento empleados en la industria alimentaria que están relacionados con efectos de oxidación, auto oxidación, composición lipídica, estructura individual de los metabolitos, temperatura y efecto de luz produciendo cambios en el color del alimento y a su vez disminución de su valor nutritivo.

De esta manera, se realiza el análisis de varianza (ANOVA) (dos factores con varias muestras por grupo) presentado en el Anexo D donde se evaluó la incidencia del CO2 sobre los tratamientos trabajados resumiéndose en la Tabla 20. Tabla 20. Resultados análisis de varianza – ANOVA Para el comportamiento de la concentración de β – caroteno a través del tiempo.

ORIGEN DE LAS VARIACIONES muestras columnas interacción

20%

F 4,415 108,019 0,621

30%

Valor crítico para F 4,351 2,866 2,866

F 7,562 75,967 5,551

Valor crítico para F 4,351 2,866 2,866

Fuente: Los Autores.

40%

F 50,317 200,019 6,107

Valor crítico para F 4,351 2,866 2,866

Teniendo en cuenta que el resultado del ANOVA indica el valor estadístico de ―F‖, es necesario que este sea mayor al ―valor critico F‖ para afirmar que los resultados son significativos (UNAD, 2011); es decir, si el método empleado tuvo incidencia en los tratamientos. De esta manera en la tabla 21 se identifica que todos los valores de ―F‖ fueron mayores a los valores críticos tanto para las muestras como para las columnas rechazando la hipótesis de igualdad demostrando así, que la adición de CO2 y el tiempo de almacenamiento generó un efecto significativo sobre las muestras evaluadas.

Por otra parte, con el fin de evaluar matemáticamente el comportamiento de la bebida con relación a la concentración de β – caroteno presente durante el tiempo de almacenamiento, para cada uno de los tratamientos en el Anexo E se realizó el ajuste por tipo de tendencia (lineal, exponencial, logarítmica y polinómica) proyectando el comportamiento de la bebida para 5 semanas más de almacenamiento. Éste análisis indicó que a medida que transcurre el tiempo, efectivamente el β-caroteno tiende a degradarse manifestándose en la bebida como pérdida del color de la misma, dicho comportamiento matemáticamente sigue una línea exponencial de tendencia negativa donde inicialmente se evidencia disminución acelerada de la concentración del pigmento en la bebida y finalmente degradación progresiva tendiendo a cero pero nunca llegando a él.

El comportamiento anterior es coherente con lo reportado por González, (2010) explicando que existen frutas que no presentan carotenogénesis, ya que a lo largo de la maduración se mantienen los contenidos de clorofilas y se degradan los carotenoides, como ocurre en la pulpa del aguacate, donde el contenido total de estos pigmentos decrece de manera exponencial.

6.5 Evaluación Sensorial

6.5.1 Entrenamiento del panel:

Luego de realizar las pruebas de entrenamiento se evidenció que algunas personas no eran aptas para ser parte del panel, probablemente por congestión nasal para la prueba de olores y/o sintomatología asociada de ageusia (usencia de la percepción de degustación) para la prueba de sabor.

6.5.2 Aplicación evaluación sensorial:

Los resultados obtenidos en la evaluación sensorial para cada una de las muestras son reportados en el Anexo F donde se promedia el valor indiciado por los 12 panelistas basados en la escala hedónica presentada. Los datos se registraron por semana, tratamiento y atributo generando así un promedio el cual se puede observar en la Tabla 21. Tabla 21. Promedio de resultados obtenidos en evaluación sensorial por tiempo de almacenamiento, tratamiento y atributo. SEMANA MUESTRA APARIENCIA OLOR COLOR SABOR 20% pulpa + gas 2,92 ± 1,08 3,17 ± 1,11 3,42 ± 0,90 3,58 ± 1,08 30% pulpa + gas 2,50 ± 0,79 3,25 ± 0,75 2,67 ± 0,98 2,67 ± 1,07 40% pulpa + gas 2,42 ± 0,51 2,17 ± 1,03 2,42 ± 0,79 2,50 ± 1,00 0 20% pulpa 2,83 ± 0,93 3,17 ± 1,11 3,42 ± 090 2,92 ± 0,66 30% pulpa 2,33 ± 0,49 3,25 ± 0,75 2,67 ± 0,98 2,33 ± 0,77 40% pulpa 2,25 ± 0,62 2,17 ± 1,03 2,42 ± 0,79 2,17 ± 0,57 20% pulpa + gas 3,33 ± 0,65 3,50 ± 1,16 3,67 ± 0,88 3,08 ± 0,79 30% pulpa + gas 3,50 ± 1,38 3,42 ± 1,56 3,58 ± 1,50 3,50 ± 1,38 40% pulpa + gas 3,50 ± 1,00 3,92 ± 1,24 3,67 ± 1,30 2,50 ± 1,08 1 20% pulpa 2,08 ± 0,66 2,58 ± 0,79 2,92 ± 0,90 2,50 ± 0,90 30% pulpa 2,17 ± 0,83 2,92 ± 0,79 2,33 ± 1,15 2,42 ± 0,90 40% pulpa 2,50 ± 0,79 1,83 ± 0,57 2,58 ± 0,90 2,33 ±0,98 20% pulpa + gas 3,25 ± 0,86 2,42 ± 1,08 3,25 ± 1,13 3,17 ± 1,11 30% pulpa + gas 2,92 ± 0,99 2,58 ± 0,99 3,08 ± 0,79 2,42 ± 1,24 40% pulpa + gas 3,50 ± 1,24 3,17 ± 0,93 3,50 ± 0,90 3,50 ± 0,90 2 20% pulpa 2,00 ± 0,60 1,58 ± 0,93 1,67 ± 1,03 1,83 ± 0,85 30% pulpa 2,08 ± 0,51 2,67 ± 0,88 2,42 ± 0,79 2,25 ± 1,13 40% pulpa 2,42 ± 0,51 2,00 ± 0,85 2,42 ± 0,79 2,25 ± 0,96

100

Continuación Tabla 21. Promedio de resultados obtenidos en evaluación sensorial por tiempo de almacenamiento, tratamiento y atributo. 20% pulpa + gas 4,08 ± 0,99 3,33 ± 0,77 4,33 ± 0,88 3,00 ± 1,41 30% pulpa + gas 3,25 ± 0,86 2,75 ± 1,21 3,58 ± 0,99 2,58 ± 1,31 40% pulpa + gas 3,42 ± 1,08 3,33 ± 0,88 3,92 ± 0,99 2,58 ± 1,24 3 20% pulpa 2,00 ± 0,60 1,58 ± 0,66 1,67 ± 0,65 1,83 ± 0,83 30% pulpa 2,33 ± 0,49 2,08 ± 0,90 2,25 ± 0,96 2,25 ± 0,75 40% pulpa 2,17 ± 0,57 1,83 ± 1,03 2,08 ± 0,66 2,17 ± 0,71 20% pulpa + gas 3,83 ± 0,83 3,00 ± 1,12 3,92 ±0,99 3,17 ± 1,58 30% pulpa + gas 3,17 ± 0,57 3,67 ± 1,07 3,17 ± 0,83 2,50 ± 1,44 40% pulpa + gas 3,33 ± 0,65 3,08 ± 0,99 3,33 ± 0,98 2,75 ± 1,13 4 20% pulpa 1,67 ± 0,49 1,33 ± 0,49 1,58 ± 0,51 1,58 ± 0,66 30% pulpa 2,00 ± 0,06 1,75 ± 0,86 1,33 ± 0,49 2,25 ± 0,75 40% pulpa 1,67 ± 0,49 1,25 ± 0,45 1,42 ± 0,51 1,75 ± 0,45 Fuente: Los Autores.

Con el fin de realizar un análisis más profundo se emplearon gráficas de tipo radial las cuales indicaron el comportamiento de las muestras durante el tiempo de almacenamiento: Semana 0 (de referencia), semana 1, 2 3 y 4 en las figuras 9,10, 11,12 y 13 respectivamente. EVALUACIÓN SENSORIAL SEMANA 0

SABOR

APARIENCIA 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00

20% pulpa + gas 30% pulpa + gas AROMA

40% pulpa + gas 20% pulpa 30% pulpa 40% pulpa

COLOR

Figura 9. Resultados evaluación sensorial semana 0 por atributo y muestra. Fuente: Los Autores.

La primera evaluación sensorial se realizó en la semana 0 (figura 9), es decir el día de la elaboración de las bebidas tomando estos resultados como punto de referencia y de esta manera identificar los cambios sensoriales generados en el producto en el transcurso del tiempo comparando los resultados iniciales con cada una de las semanas. Como se puede observar en la Semana 0, se tienen en cuenta las 6 muestras: 3 carbonatadas y 3 sin carbonatar, con las 3 101

concentraciones establecidas; donde se evidencia que: las muestras con mejor apariencia fueron 20% con pulpa + CO2 y 20% con pulpa, en cuanto al aroma 5 muestras logran mayor puntuación dejando a la muestra del 40% con pulpa en menor gusto, las muestras 20% con pulpa + CO2 y 20% con pulpa obtuvieron una puntuación alta para el color, por el contrario la muestra con mejor sabor fue la que contenía el 20% de pulpa + CO2. En la ilustración 27 se observa la apariencia que tienen las bebidas adicionadas con CO2 para la semana (0) cero o de referencia. Cada una respectivamente con el 20%, 30% y 40%.

Ilustración 27. Apariencia de la bebida en la semana 0 ―cero‖ o de referencia para las muestras carbonatadas con concentraciones del 20%, 30% y 40% de izquierda a derecha respectivamente. Fuente: Los Autores

Con lo anterior se puede definir que para la semana 0 los resultados de las pruebas sensoriales demostraron mayor agrado por la muestra con el 20% con pulpa + CO2 por parte de los panelistas.

102

EVALUACIÓN SENSORIAL SEMANA 1 APARIENCIA 4,00 3,00

20% pulpa + gas

2,00

30% pulpa + gas

1,00 SABOR

0,00

AROMA

40% pulpa + gas 20% pulpa 30% pulpa 40% pulpa

COLOR

Figura 10. Resultados evaluación sensorial semana 1 por atributo y muestra. Fuente: Los Autores.

La segunda evaluación sensorial se realizó en la semana 1 (figura 10), es decir 8 días después de la elaboración de las bebidas, dando como resultado los cambios identificados sensorialmente que generan las muestras en el transcurso del tiempo. Estos se comparan con los resultados iniciales de cada muestra (semana 0). Como se puede observar en la Semana 1, se tienen en cuenta las 6 muestras: 3 carbonatadas y 3 sin carbonatar, con las 3 concentraciones establecidas; donde se evidencia que: las muestras con mejor apariencia fueron 20% con pulpa + CO 2, 30% con pulpa + CO2 y 40% con pulpa + CO2, en cuanto al aroma la muestra que logró mayor puntuación fue 40% con pulpa + CO2, las muestras 20% con pulpa + CO2, 30% con pulpa + CO2 y 40% con pulpa+CO2 obtuvieron una puntuación alta para el color, por el contrario la muestra con mejor sabor fue la que contenía el 30% de pulpa + CO2. En la ilustración 28 se observa la apariencia que tienen las bebidas adicionadas con CO2 para la semana (1) uno. Cada una respectivamente con el 20%, 30% y 40%.

103

Ilustración 28. Apariencia de la bebida en la semana 1 para las muestras carbonatadas con concentraciones del 20%, 30% y 40% de izquierda a derecha respectivamente. Fuente: Los Autores

Realizando las respectivas comparaciones se genera un cambio significativo para la muestra con el 30% de pulpa + CO2, en apariencia, color y sabor.

EVALUACIÓN SENSORIAL SEMANA 2

SABOR

APARIENCIA 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00

AROMA

20% pulpa + gas 30% pulpa + gas 40% pulpa + gas 20% pulpa 30% pulpa

COLOR

Figura 11. Resultados evaluación sensorial semana 2 por atributo y muestra. Fuente: Los Autores.

La tercera evaluación sensorial se realizó en la semana 2, es decir 16 días después de la elaboración de las bebidas, dando como resultado los cambios 104

identificados sensorialmente que generan las muestras en el transcurso del tiempo. En la ilustración 29 se observa la apariencia que tienen las bebidas adicionadas con CO2 para la semana (2) dos. Cada una respectivamente con el 20%, 30% y 40%.

Ilustración 29. Apariencia de la bebida en la semana 2 para las muestras carbonatadas con concentraciones del 20%, 30% y 40% de izquierda a derecha respectivamente. Fuente: Los Autores

Los resultados se comparan con los resultados iniciales y los de 8 días de cada muestra (semana 0 y 1). Como se puede observar en la Semana 2, se tienen en cuenta las 6 muestras: 3 carbonatadas y 3 sin carbonatar, con las 3 concentraciones establecidas; donde se evidencia que: la muestra con la mejor apariencia, el mejor aroma, el mejor color y el mejor sabor fue la que contenía 40% de pulpa + CO2, dejando así en menor puntuación la muestra con el 30% de pulpa + CO2, teniendo en cuenta que fue esta la que más agrado en la semana 1.

105

EVALUACIÓN SENSORIAL SEMANA 3

SABOR

APARIENCIA 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00

20% pulpa + gas 30% pulpa + gas AROMA

40% pulpa + gas 20% pulpa 30% pulpa 40% pulpa

COLOR

Figura 12 Resultados evaluación sensorial semana 3 por atributo y muestra. Fuente: Los Autores.

La cuarta evaluación sensorial se realizó en la semana 3 (figura 12), es decir 24 días después de la elaboración de las bebidas, dando como resultado los cambios identificados sensorialmente que generan las muestras en el transcurso del tiempo. Estos se comparan con los resultados iniciales, los de 8 días y los de 16 días de cada muestra (semana 0, 1, y 2). Como se puede observar en la Semana 3, se tienen en cuenta las 6 muestras: 3 carbonatadas y 3 sin carbonatar, con las 3 concentraciones establecidas; donde se evidencia que: la muestra con mejor apariencia fue 20% con pulpa + CO2, en cuanto al aroma las muestras 20% con pulpa + CO2 y 40% con pulpa + CO2 logran mayor puntuación dejando a la muestra del 30% con pulpa + CO2 en menor gusto, la muestra del 20% con pulpa + CO2 obtuvo una puntuación alta para el color, y la mejor muestra con sabor fue la que contenía el 20% de pulpa + CO 2. En la ilustración 30 se observa la apariencia que tienen las bebidas adicionadas con CO2 para la semana (3) tres. Cada una respectivamente con el 20%, 30% y 40%.

106

Ilustración 30. Apariencia de la bebida en la semana 3 para las muestras carbonatadas con concentraciones del 20%, 30% y 40% de izquierda a derecha respectivamente. Fuente: Los Autores

Como se puede observar en esta semana la muestra que más agrado a los panelistas fue la que contenía 20% con pulpa + CO 2 igual que los resultados de esta misma muestra al inicio de la evaluación en la semana 0, dejando así en menor puntuación la muestra con el 40% de pulpa + CO2, teniendo en cuenta que fue esta la que más agrado en la semana 2. EVALUACIÓN SENSORIAL SEMANA 4 APARIENCIA 4,00 3,00

20% pulpa + gas

2,00

30% pulpa + gas

1,00 SABOR

0,00

40% pulpa + gas AROMA 20% pulpa 30% pulpa 40% pulpa

COLOR

Figura 13. Resultados evaluación sensorial semana 4 por atributo y muestra. Fuente: Los Autores.

107

La quinta evaluación sensorial se realizó en la semana 4 (figura 13), es decir 32 días después de la elaboración de las bebidas, dando como resultado los cambios identificados sensorialmente que generan las muestras en el transcurso del tiempo. Estos se comparan con los resultados iniciales, los de 8 días, los de 16 días y los 24 días posteriores a la elaboración de cada muestra (semana 0, 1, 2 y 3). Como se puede observar en la Semana 4, se tienen en cuenta las 6 muestras: 3 carbonatadas y 3 sin carbonatar, con las 3 concentraciones establecidas; donde se evidencia que: la muestra con mejor aroma fue la del 30% con pulpa + CO 2, y nuevamente la muestra con mejor apariencia, color y sabor fue la del 20% con pulpa +CO2. En la ilustración 31 se observa la apariencia que tienen las bebidas adicionadas con CO2 para la semana (4) cuatro. Cada una respectivamente con el 20%, 30% y 40%.

Ilustración 31. Apariencia de la bebida en la semana 4 para las muestras carbonatadas con concentraciones del 20%, 30% y 40% de izquierda a derecha respectivamente. Fuente: Los Autores

Con los resultados evaluados y comparados en los 5 momentos se puede decir que la muestra que más permaneció estable en cuanto a aspectos sensoriales desde que se prepararon las bebidas (semana 0) hasta el final (semana 4) fue la 108

que contenía el 20% con pulpa + CO2. Esto se debe a la inestabilidad que tuvieron las otras dos muestras adicionadas con CO2, ya que estas solo agradaron a los panelistas en la semana 1 (30% con pulpa + CO2) y semana 2 (40% con pulpa + CO2). También, a las muestras que no se les había adicionado CO 2 no mostraron mayor gusto, sino por el contrario en el transcurso de las 4 semanas siempre manifestaban baja aceptabilidad.

Finalmente, se empleó el análisis de varianza (ANOVA) con el fin de determinar si hubo

diferencias

significativas

entre

las

muestras

con

respecto

las

características sensoriales. Este análisis fue reportado en el anexo H donde se evaluó la adición de CO2 y el tiempo de almacenamiento para cada una de las concentraciones de pulpa de fruta trabajadas generado como resultado la Tabla 22. Tabla 22. Resultados análisis de varianza – ANOVA para características sensoriales. 20% ATRIBUTO

30%

40%

Pr por Pr por Pr por Pr por tiempo de Pr por tiempo de Pr por tiempo de Adición de Adición de Adición de almacenamiento almacenamiento almacenamiento CO2 CO2 CO2

AROMA

7,053E-07

5,388E-04

1,498E-03

1,999E-02

4,760E-12

4,039E-02

COLOR

2,311E-13

2,196E-02

1,187E-07

1,019E-01

4,819E-11

6,544E-03

SABOR

2,822E-07

2,698E-02

3,425E-02

2,870E-01

3,379E-04

1,680E-01

4,108E-01 2,209E-08 3,020E-01 Fuente: Los Autores.

1,030E-10

1,497E-02

APARIENCIA 8,994E-16

Con respecto a los resultados obtenidos en la Tabla 22 y teniendo en cuenta que a menor valor de probabilidad, mayor seguridad de que existen diferencias significativas (Pr < 0.05) (Boqué & Moroto, 2004); se puede afirmar que no existe diferencia significativa por tiempo de almacenamiento pero si por la adición de CO2, con excepción de la muestra con 30% en pulpa de fruta la cual si presentó variabilidad con el paso del tiempo.

109

6.6 Evaluación fisicoquímica

En el anexo se reportan los resultados del seguimiento fisicoquímico realizado para cada muestra en el transcurso del tiempo. Cada lectura se tomó por triplicado con el fin de disminuir errores o desviaciones en el proceso y de esta manera generar un promedio para las tres variables evaluadas: pH, %acidez y °Brix lo cual es evidenciado en la Tabla 23. Tabla 23. Promedio de resultados obtenidos en el seguimiento fisicoquímico realizado por tiempo de almacenamiento, tratamiento y variable. SEMANA

MUESTRA 20% pulpa + gas 30% pulpa + gas 40% pulpa + gas 20% pulpa 30% pulpa 40% pulpa 20% pulpa + gas 30% pulpa + gas 40% pulpa + gas 20% pulpa 30% pulpa 40% pulpa 20% pulpa + gas 30% pulpa + gas 40% pulpa + gas 20% pulpa 30% pulpa 40% pulpa 20% pulpa + gas 30% pulpa + gas 40% pulpa + gas 20% pulpa 30% pulpa 40% pulpa 20% pulpa + gas 30% pulpa + gas 40% pulpa + gas 20% pulpa 30% pulpa 40% pulpa

°BRIX

%ACIDEZ

4,32±0,01 3,93±0,01 2,33±0,02 4,29±0,07 3,91±0,01 3,71±0,01 3,76±0,11 3,86±0,01 3,71±0,01 3,86±0,01 3,65±0,01 3,33±0,01 3,67±0,01 3,75±0,02 4,06±0,81 3,57±0,01 3,31±0,01 3,23±0,01 3,45±0,04 3,46±0,01 3,28±0,01 3,11±0,01 3,10±0,01 2,98±0,01 3,43±0,02 3,24±0,02 3,19±0,02 2,88±0,06 2,74±0,02 2,58±0,01

13,0±0,10 12,9±0,05 13,0±0,10 13,0±0,10 12,9±0,05 13,0±0,11 13,0±0,05 13,0±0,10 13,0±0,05 12,9±0,05 12,7±0,15 13,0±0,05 13,0±0,00 13,0±0,11 12,7±0,11 13,0±0,10 12,7±0,10 12,4±0,15 13,0±0,10 12,8±0,00 12,5±0,11 12,7±0,20 12,3±0,05 12,2±0,11 12,7±0,05 12,7±0,05 12,7±0,10 12,7±0,11 12,4±0,05 12,0±0,10

0,129±0,013 0,257±0,006 0,387±0,015 0,117±0,006 0,266±0,005 0,397±0,012 2,933±0,058 0,300±0,010 0,423±0,015 0,400±0,010 0,447±0,006 0,577±0,006 0,317±0,015 0,377±0,006 0,423±0,006 0,593±0,015 0,603±0,006 0,623±0,012 0,353±0,006 0,443±0,006 0,507±0,015 0,673±0,006 0,647±0,015 0,787±0,006 0,477±0,012 0,570±0,010 0,637±0,015 0,693±0,015 0,747±0,006 0,843±0,006

110

Fuente: Los Autores

Los resultados de la tabla 23 se representan en las figuras 14, 15 y 16, para las variables: % Acidez, ° Brix y pH respectivamente.

%ACIDEZ VS. TIEMPO

1,000%

% Acidez

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

TIEMPO 2(semanas)

20% pulpa 20% pulpa + gas

30% pulpa 30% pulpa + gas

4 40% pulpa 40% pulpa + gas

Figura 14. Evaluación del % de acidez para cada tratamiento durante el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores.

El % de acidez en términos de ácido ascórbico presentó incremento a través del tiempo en todas las muestras evaluadas lo cual indica degradación del material orgánico que compone la bebida. Se evidencia mayor aumento en las bebidas que no fueron adicionadas con CO2, contrario a esto las bebidas carbonatadas presentaron menor porcentaje de ácido siendo el tratamiento con 20% en pulpa el más estable hasta un tiempo de 3 semanas de almacenamiento. El estudio realizado a la evaluación de una bebida de soya relaciona el comportamiento fisicoquímico obtenido en la presente investigación, donde la degradación de los productos orgánicos de la bebida y la fermentación presentada ocasionó cambios de pH y acidez semejantes los cuales fueron ligados a la concentración de soya adicionada y a los sólidos totales presentes en la misma. Se presentó que las bebidas con mayor concentración de soya alcanzaron valores hasta de un 0,47% acidez con propiedades organolépticas deficientes como el sabor y apariencia lo cual coincide con los resultados obtenidos en las bebidas evaluadas ya que las de menor aceptación correspondieron a la concentración más alta de pulpa de fruta.

111

En términos generales, la concentración de ácido que se presenta luego de determinado tiempo de almacenamiento disminuye los valores de pH influyendo en los °Brix y la viscosidad del producto. (Quicazan, Sandoval, & Padilla, 2004)

Teniendo en cuenta la figura 15, se observa que la bebida con 20% en pulpa de fruta y adición de CO2 presentó un comportamiento similar en el análisis de % de acidez siendo el tratamiento más estable hasta la semana 3 e indicando un valor de pH menos variable con respecto a las otras muestras.

pH VS. TIEMPO

4,5

4 3,5 3 2,5 0

1 20% pulpa + gas 20% pulpa

TIEMPO (semanas)

30% pulpa + gas 30% pulpa

4 40% pulpa + gas 40% pulpa

Figura 15. Evaluación del pH para cada tratamiento durante el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores.

De esta manera se puede afirmar que el % de Acidez fue inversamente proporcional al pH lo cual se evidencia en la figura 14 con respecto al comportamiento de las muestra en la figura 15. Lo anterior es consistente con las definiciones de acidez y pH, ya que si existe un aumento de acidez, quiere decir que existe mayor cantidad de H+, libres que pueden ser titulables, lo cual implica que al medir su potencial, se disminuya (Aprocal, 2011).

112

°BRIX

°BRIX VS. TIEMPO

13,2 13,1 13 12,9 12,8 12,7 12,6 12,5 12,4 12,3 12,2 12,1 0

1 20% pulpa + gas 20% pulpa

TIEMPO (semanas) 30% pulpa + gas 30% pulpa

4 40% pulpa + gas 40% pulpa

Figura 16. Evaluación de los sólidos solubles ° Brix para cada tratamiento durante el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores.

Por otra parte, los ° Brix no tuvieron cambio significativo en el transcurso del tiempo manteniéndose entre 12 y 13.5 °Brix en las muestras. Nuevamente la muestra carbonatada con 20% en pulpa de fruta presentó mejor estabilidad en sólidos solubles hasta las semana 3. De esta manera se relacionan las tres variables medidas para la evaluación fisicoquímica de las bebidas se obtiene que la muestra adicionada con 20% de pulpa de fruta y CO2 presentó resultados más estables especialmente durante las 3 primeras semanas cumpliendo con los requisitos fisicoquímicos establecidos en la NTC 2740 para bebidas no alcohólicas gaseosas o carbonatadas (ICONTEC, 2009). Se puede decir que el comportamiento fisicoquímico del pigmento sufre un cambio de isomerización durante la degradación por pH y % acidez del medio en el que se encuentra. Éste hecho que puede ocurrir con carotenos y con algunas xantofilas como la fucoxantina y la astaxantina, que siendo extraídas o no, son relativamente resistente a valores de pH extremos, pero los ácidos y álcalis pueden provocar isomerizaciones

cis/trans

ciertos

dobles

enlaces,

reagrupamientos

desesterificaciones. Así, un estudio realizado en procesamiento de mango indicó que el importante cambio en el perfil se generó por la inestabilidad que

113

presentaron los carotenoides en medio acido (Melendez, Viacario, & Heredira, 2004). 7 CONCLUSIONES 

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos y los cálculos realizados se obtuvo que un kilogramo de pulpa comestible de Zapote (Matisia cordata) contiene aproximadamente 203,3 ppm de β – caroteno.



De acuerdo con el análisis realizado al comportamiento del β – caroteno en cada una de las muestras de bebida no alcohólica a través del tiempo relacionándolo con la evaluación sensorial y el seguimiento fisicoquímico desarrollado, se obtuvo que la muestra con mejores resultados de estabilidad y color fue la bebida con 20% en pulpa de fruta y adición de CO 2 probablemente por contener menor cantidad de materia orgánica con relación a las demás siendo más fácil controlar la degradación del βcaroteno en el producto con los métodos de conservación empleados, cuya presencia inicial de β-caroteno fue de 15,890ppm, degradándose hasta una concentración de 3,090 ppm



Con relación a los cambios sensoriales y fisicoquímicos se obtuvo que se presentaron cambios significativos entre las muestras carbonatas y sin carbonatas presentando mayor alteración las bebidas que no fueron adicionadas con CO2. Tanto para la evaluación sensorial como para la fisicoquímica las muestras carbonatadas presentaron mejor estabilidad y aceptación destacando el tratamiento con 20% en pulpa de fruta el cual presentó en la cuarta semana un % de acidez de 0,48, pH de 3,43 y 12,77 ° Brix.



Específicamente para la muestra con mejores resultados obtenidos (20% en pulpa y adición de CO2) se evidenció que se logra estabilizar sus 114

propiedades sensoriales y fisicoquímicas durante las semanas 1, 2 y 3 tiempo en el que se esperaría que en dado caso de llegar el producto al mercado, éste fuera consumido, para la semana 4 se observan cambios significativos del producto (la aceptación sensorial del producto disminuye, el pH disminuye y el % de acidez aumenta de tal manera que el producto deja de cumplir con los requisitos fisicoquímicos establecidos por la norma).



En términos generales, existe una alta degradación de β –caroteno presente en las muestras, sin embargo, se encontró que es posible lograr condiciones bajo las cuales se puede estabilizar el β –caroteno que queda en la bebida, esto es a 4 °C de refrigeración almacenado en botellas ámbar mediante la adición de ácido ascórbico, CO2 y con concentración de 20% en pulpa de fruta.

115

8 RECOMENDACIONES

Evaluar otras fuentes de β – caroteno natural, que no presenten emulsificación con la adición de solventes preferiblemente de carácter alcohólico y no tóxico.

Analizar la estabilidad del β – caroteno que presenta junto con la adición de ácido ascórbico.

Realizar separaciones cromatográficas instrumentales como HPLC y de gases (GC) dado a que son técnicas más robustas y confiables.

Evaluar la posibilidad de deshidratar la fruta y/o pulpa de la fruta para mejorar la solubilidad en el solvente con que se haría la extracción.

Teniendo en cuenta que el sistema implementado para la inyección del CO 2 significo el aumento del costo final de la bebida, se recomienda buscar alternativas de desarrollo tecnológico e industrial para que el método empleado sea más práctico, económico y garantice la permanencia del gas durante el tiempo de almacenamiento.

Evaluar la estabilidad del β – caroteno empleando diferentes concentraciones de CO2 en la carbonatación de la bebida.

116

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124

ANEXO A

EVALUACIÓN SENSORIAL PARA BEBIDA NO ALCOHOLICA A BASE DE Matisia cordata (ZAPOTE) NOMBRE: ________________________________________________________ FECHA: __________________________HORA:___________________________ Frente a usted hay tres muestras de bebida carbonatada, las cuales debe probar y evaluarlas de acuerdo a cada uno de los atributos mencionados. Teniendo en cuenta la siguiente escala hedónica marque en el recuadro el grado de aceptación según cada atributo presente en el producto: 1: Me disgusta mucho 2: Me disgusta poco 3: Ni me gusta ni me disgusta 4: Me gusta poco 5: Me gusta mucho ATRIBUTO

MUESTRA C D

Apariencia Olor Color Sabor

De acuerdo a su preferencia por favor ordene las muestras de mayor o menor. ____

____

COMENTARIOS: __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________ 125

ANEXO B

SEGUIMIENTO FISICOQUIMICO PARA BEBIDA NO ALCOHOLICA A BASE DE Matisia cordata (ZAPOTE) SEMANA

MUESTRA

째BRIX

A B 0

C D E F A B

C D E F

126

%ACIDEZ

OBSERVACIONES

ANEXO C RESULTADOS DE LECTURAS EN ESPECTROFOTOMETRO (SPECTRONIC 20) N° SEMANA

TABLA 24. Lectura realizada por triplicado a cada una de las muestras en el espectrofotómetro (Spectronic 20) durante un tiempo de 4 semanas. CONTROL DESVIACIÓN EXPERIMENTAL C1 DESVIACIÓN A %T [ ] C1 (ppm) PROMEDIO A %T [ ] PROMEDIO (SIN CO2) ESTÁNDAR (CON CO2) (ppm) ESTÁNDAR 20% pulpa 0,112 77,2 6,61 13,22 20% pulpa + CO2 0,112 77,2 6,61 13,22 20% pulpa 0,152 70,6 8,90 17,79 15,890 2,379 20% pulpa + CO2 0,152 70,6 8,90 17,79 15,890 2,379 20% pulpa 0,142 72,1 8,33 16,65 20% pulpa + CO2 0,142 72,1 8,33 16,65 30% pulpa 0,180 66,1 10,50 20,99 30% pulpa + CO2 0,180 66,1 10,50 20,99 30% pulpa 0,150 70,7 8,78 17,57 17,109 4,133 30% pulpa + CO2 0,150 70,7 8,78 17,57 17,109 4,133 30% pulpa 0,108 78,1 6,38 12,77 30% pulpa + CO2 0,108 78,1 6,38 12,77 40% pulpa 0,184 51,9 10,73 21,45 40% pulpa + CO2 0,184 51,9 10,73 21,45 40% pulpa 0,190 51,3 11,07 22,14 22,594 1,427 40% pulpa + CO2 0,190 51,3 11,07 22,14 22,594 1,427 40% pulpa 0,208 49,2 12,10 24,19 40% pulpa + CO2 0,208 49,2 12,10 24,19 20% pulpa 0,056 85,0 3,41 6,82 20% pulpa + CO2 0,100 78,0 5,93 11,85 20% pulpa 0,094 78,0 5,58 11,17 9,832 2,612 20% pulpa + CO2 0,090 80,0 5,35 10,71 11,470 0,660 20% pulpa 0,097 76,0 5,75 11,51 20% pulpa + CO2 0,100 80,0 5,93 11,85 30% pulpa 0,055 86,0 3,35 6,71 30% pulpa + CO2 0,130 74,0 7,64 15,28 30% pulpa 0,055 86,0 3,35 6,71 6,899 0,330 30% pulpa + CO2 0,130 74,0 7,64 15,28 15,280 0,000 30% pulpa 0,060 84,0 3,64 7,28 30% pulpa + CO2 0,130 74,0 7,64 15,28 40% pulpa 0,019 98,0 1,30 2,59 40% pulpa + CO2 0,115 76,5 6,78 13,57 40% pulpa 0,079 96,0 4,73 9,45 6,594 3,569 40% pulpa + CO2 0,095 80,0 5,64 11,28 12,423 1,143 40% pulpa 0,064 86,3 3,87 7,74 40% pulpa + CO2 0,105 77,5 6,21 12,42 20% pulpa 0,025 93,5 1,64 3,28 20% pulpa + CO2 0,030 93,0 1,93 3,85 20% pulpa 0,030 93,0 1,93 3,85 3,661 0,330 20% pulpa + CO2 0,035 92,0 2,21 4,42 3,851 0,571 20% pulpa 0,030 92,5 1,93 3,85 20% pulpa + CO2 0,025 94,0 1,64 3,28 30% pulpa 0,027 54,0 1,75 3,51 30% pulpa + CO2 0,020 95,0 1,35 2,71 30% pulpa 0,027 54,0 1,75 3,51 3,509 0,000 30% pulpa + CO2 0,030 93,0 1,93 3,85 3,090 0,660 30% pulpa 0,027 54,0 1,75 3,51 30% pulpa + CO2 0,020 95,0 1,35 2,71 40% pulpa 0,025 56,0 1,64 3,28 40% pulpa + CO2 0,070 84,5 4,21 8,42 40% pulpa 0,025 56,0 1,64 3,28 3,280 0,000 40% pulpa + CO2 0,080 82,5 4,78 9,57 8,804 0,660 40% pulpa 0,025 56,0 1,64 3,28 40% pulpa + CO2 0,070 85,0 4,21 8,42

127

CONTINUACIÓN TABLA 24. Lectura realizada por triplicado a cada una de las muestras en el espectrofotómetro (Spectronic 20) durante un tiempo de 4 semanas. N° CONTROL DESVIACIÓN EXPERIMENTAL C1 DESVIACIÓN A %T [ ] C1 (ppm) PROMEDIO A %T [ ] PROMEDIO SEMANA (SIN CO2) ESTÁNDAR (CON CO2) (ppm) ESTÁNDAR 20% pulpa 0,013 74,0 0,93 1,85 20% pulpa + CO2 0,029 52,0 1,87 3,74 20% pulpa 0,013 73,5 0,93 1,85 20% pulpa + CO2 0,029 52,0 1,87 3,74 1,870 0,033 3,737 0,000 20% pulpa 0,013 73,5 0,95 1,91 20% pulpa + CO2 0,029 52,0 1,87 3,74 30% pulpa 0,011 78,5 0,81 1,62 30% pulpa + CO2 0,020 96,0 1,35 2,71 3 30% pulpa 0,011 78,0 0,81 1,62 30% pulpa + CO2 0,020 95,0 1,35 2,71 1,604 0,033 2,518 0,330 30% pulpa 0,010 79,0 0,78 1,57 30% pulpa + CO2 0,015 96,0 1,07 2,14 40% pulpa 0,010 97,0 0,78 1,57 40% pulpa + CO2 0,060 86,0 3,64 7,28 40% pulpa 0,020 96,0 1,35 2,71 40% pulpa + CO2 0,060 86,0 3,64 7,28 2,137 0,571 7,661 0,660 40% pulpa 0,015 96,0 1,07 2,14 40% pulpa + CO2 0,070 85,0 4,21 8,42 20% pulpa 0,015 96,5 1,07 2,14 20% pulpa + CO2 0,025 94,0 1,64 3,28 20% pulpa 0,000 100,0 0,21 0,42 20% pulpa + CO2 0,025 94,5 1,64 3,28 1,375 0,873 3,090 0,330 20% pulpa 0,010 97,5 0,78 1,57 20% pulpa + CO2 0,020 95,0 1,35 2,71 30% pulpa 0,020 95,0 1,35 2,71 30% pulpa + CO2 0,016 69,0 1,13 2,25 4 30% pulpa 0,000 100,0 0,21 0,42 30% pulpa + CO2 0,016 69,5 1,10 2,19 1,566 1,143 2,232 0,033 30% pulpa 0,010 97,0 0,78 1,57 30% pulpa + CO2 0,016 69,5 1,13 2,25 40% pulpa 0,010 79,0 0,78 1,57 40% pulpa + CO2 0,021 62,5 1,38 2,77 40% pulpa 0,010 79,0 0,78 1,57 40% pulpa + CO2 0,020 63,0 1,35 2,71 1,585 0,033 2,709 0,057 40% pulpa 0,011 78,0 0,81 1,62 40% pulpa + CO2 0,020 68,5 1,33 2,65

128

ANEXO D

ANALISIS DE VARIANZA (ANOVA) POR CONCENTRACIÓN EN CUATRO SEMANAS DE ALMACENAMIENTO

Tabla 25. Análisis de varianza tratamiento: 20% de pulpa de fruta durante 4 semanas de almacenamiento. ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones Muestra Columnas Interacción Dentro del grupo

Suma de cuadrados 8,77888435 859,169088 4,93540136 39,7692517

Grados de libertad 1 4 4 20

Total

912,652626

Promedio de los cuadrados F Probabilidad 8,77888435 4,4149105 0,04850404 214,792272 108,019268 3,0321E-13 1,23385034 0,62050468 0,65312002 1,98846259

Valor crítico para F 4,3512435 2,8660814 2,8660814

Tabla 26. Análisis de varianza tratamiento: 30% de pulpa de fruta durante 4 semanas de almacenamiento. ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones Muestra Columnas Interacción Dentro del grupo

Suma de cuadrados 27,3198367 1097,85948 80,2246531 72,2590476

Total

1277,66302

Grados de Promedio de Valor crítico libertad los cuadrados F Probabilidad para F 1 27,3198367 7,56163765 0,0123506 4,3512435 4 274,464871 75,9669217 8,3738E-12 2,8660814 4 20,0561633 5,55118395 0,00357557 2,8660814 20 3,61295238 29

129

Tabla 27. Análisis de varianza tratamiento: 40% de pulpa de fruta durante 4 semanas de almacenamiento. ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones Muestra Columnas Interacción Dentro del grupo

Grados Suma de de Promedio de Valor crítico cuadrados libertad los cuadrados F Probabilidad para F 97,2 1 97,2 50,3169371 7,0929E-07 4,3512435 1545,55385 4 386,388463 200,019382 8,0058E-16 2,8660814 47,1902041 4 11,797551 6,107167 0,00222062 2,8660814 38,635102 20 1,9317551

Total

1728,57916

130

ANEXO E AJUSTE MATEMÁTICO PARA CADA UNA DE LAS MUESTRAS EVALUADAS 1. Ajuste Tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO 2. -

Tendencia lineal:

CONCENTRACION (mg/L)

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 1 20

C = -3,7525t + 14,106 R² = 0,8727

15 10 5 0 -5

TIEMPO (semanas)

Figura 17. Tendencia lineal del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (9)

Tabla 28. Pronóstico tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO 2 con ajuste lineal. TRATAMIENTO

SEMANA 0

14,11 EXPERIMENTAL 15,89 PROYECCIÓN

10,35 9,83

6,60 3,66

2,85 1,87

-0,91 1,38

-4,66 -8,42 -12,17 -15,92 -19,68 -23,43

Fuente: Los Autores.

131

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 1 20,00 10,00 0,00 -10,00 0

-20,00 -30,00

TIEMPO (Semanas) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 18. Pronóstico del Comportamiento lineal de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores.

Tendencia exponencial:

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 1 CONCENTRACION (mg/L)

C = 16,595e-0,668t R² = 0,9734

20 15 10 5 0 0

TIEMPO (semanas) Figura 19. Tendencia exponencial del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (10)

132

Tabla 29. Pronóstico tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO 2 con ajuste exponencial SEMANA

TRATAMIENTO

16,60 EXPERIMENTAL 15,89 PROYECCIÓN

8,51 9,83

4,36 3,66

2,24 1,87

1,15 1,38

0,59

0,30

0,15

0,08

0,04

0,02

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 1 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0

TIEMPO (Semana PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 20. Pronostico del comportamiento exponencial de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores.

Tendencia Logarítmica

Concentración Vs Tiempo C = -4,088ln(t) + 7,2415 R² = 0,9441 Tratamiento 1 CONCENTRACION (mg/L)

20 15 10 5 0 0

TIEMPO (semanas) Figura 21. Tendencia logarítmica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (11)

133

Tabla 30. Pronóstico tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO 2 con ajuste logarítmico. SEMANA

TRATAMIENTO

16,65 EXPERIMENTAL 15,89 PROYECCIÓN

7,24 9,83

4,41 3,66

2,75 1,87

1,57 1,38

0,66 -0,08

-0,71

-1,26

-1,74

-2,17

Fuente: Los Autores.

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 1 CONCENTRACIÓN (mg/L)

20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 -5,00 0

TIEMPO (Semanas PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 22. Pronostico del comportamiento logarítmico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores.

Tendencia Polinómica C = 1,2362t2 - 8,8195t + 16,921 Concentración Vs Tiempo R² = 0,9441 Tratamiento 1

CONCENTRACION (mg/L)

20 15 10 5 0 0

TIEMPO (semanas) Figura 23. Tendencia polinómica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (12)

134

Tabla 31. Pronóstico tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO 2 con ajuste polinómico. SEMANA

TRATAMIENTO

16,05 EXPERIMENTAL 15,89 PROYECCIÓN

9,34 9,83

4,23 3,66

1,59 1,87

1,42 1,38

3,73

8,51

15,76 25,48 37,68 52,35

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 1 50 40 30 20 10 0 0

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 24. Pronostico del comportamiento polinómico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 1: Bebida con 20 % de Pulpa sin adición de CO 2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

2. Ajuste Tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO2. -

Tendencia lineal

CONCENTRACION (mg/L)

Concentración Vs Tiempo C = -3,6723t + 13,555 R² = 0,7653 Tratamiento 2 20,000 15,000 10,000

5,000 0,000 -5,000

TIEMPO (semanas)

Figura 25. Tendencia Lineal del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO 2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (13)

135

Tabla 32. Pronóstico tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO 2 con ajuste lineal. SEMANA

TRATAMIENTO

PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

13,56

9,88

6,21

2,54

-1,13

17,11

6,90

3,51

1,60

1,57

CONCENTRACIÓN (mg/L)

20,00 10,00 0,00 2

-20,00

-30,00

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 26. Pronostico del comportamiento lineal de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia exponencial:

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 2 CONCENTRACION (mg/L)

C = 14,456e-0,635t R² = 0,9734

20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semanas) Figura 27. Tendencia exponencial del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (14)

136

-8,48 -12,15 -23,17 4,81 15,82 19,50

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 2

-10,00 0

Tabla 33. Pronóstico tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO2 con ajuste exponencial SEMANA

TRATAMIENTO

14,46 EXPERIMENTAL 17,11 PROYECCIÓN

7,66 6,90

4,06 3,51

2,15 1,60

1,14 1,57

0,60

0,32

0,17

0,09

0,05

0,03

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 2 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0

TIEMPO (Semanas) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 28. Pronostico del comportamiento exponencial de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores Tendencia logarítmica

Concentración Vs Tiempo C = -4,385n(t) + 6,9049 Tratamiento 2 R² = 0,9446 CONCENTRACION (mg/L)

20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semana) Figura 29. Tendencia logarítmica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (15)

137

Tabla 34. Pronóstico tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO2 con ajuste logarítmica. SEMANA

TRATAMIENTO

17,00 EXPERIMENTAL 17,11 PROYECCIÓN

6,90 6,90

3,87 3,51

2,09 1,60

0,83 1,57

-0,15 -0,95 -1,63

-2,21

-2,73

-3,19

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 2 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 -5,00 0

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 30. Pronostico del comportamiento logarítmico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia polinómica

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 2 C = 1,687t2 - 10,587t + 17,397 CONCENTRACION (mg/L)

R² = 0,9749

20,000 15,000 10,000 5,000

0,000 0

TIEMPO (Semana) Figura 31. Tendencia polinómica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (16)

138

Tabla 35. Pronóstico tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO 2 con ajuste polinómica. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

16,36 17,11

8,50 6,90

2,97 3,51

0,82 1,60

2,04 1,57

6,64 14,61 25,95 40,67 58,76

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 2 80 60 40 20 0 0

TIEMPO (Semanas) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 32. Pronostico del comportamiento polinómico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 2: Bebida con 30 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Ajuste Tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO 2. -

Tendencia lineal

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 3 CONCENTRACION (mg/L)

25,000

C = -4,6774t + 16,686 R² = 0,6784

20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 -5,000

TIEMPO (Semana)

Figura 33. Tendencia lineal del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (17)

139

80,23

Tabla 36. Pronóstico tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO 2 con ajuste lineal. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

16,69 22,59

12,01 6,59

7,33 3,28

2,65 2,14

-2,02 1,58

-6,70 -11,38 -16,06

CONCENTRACIÓN(mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 3 40,00 20,00 0,00 0

-40,00

TIEMPO (Semanas) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 34. Pronostico del comportamiento lineal de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia exponencial

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 3 CONCENTRACION (mg/L)

C = 16,48e-0,653t R² = 0,9133

25,000 20,000 15,000

10,000 5,000

0,000 0

TIEMPO (Semanas) Figura 35. Tendencia exponencial del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (18)

140

-20,73 -25,41 -30,09

Fuente: Los Autores.

-20,00

Tabla 37. Pronóstico tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO 2 con ajuste exponencial. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

16,48 22,59

8,58 6,59

4,46 3,28

2,32 2,14

1,21 1,58

0,63

0,33

0,17

0,09

0,05

0,02

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACION (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 3 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0

TIEMPO (Semanas) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 67. Pronostico del comportamiento exponencial de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia logarítmica

Concentración Vs Tiempo C = -5,885ln(t) + 8,2686 Tratamiento 3 R² = 0,979 CONCENTRACION (mg/L)

25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (semanas) Figura 37. Tendencia logarítmica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (19)

141

Tabla 38. Pronóstico tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO 2 con ajuste logarítmico. SEMANA

TRATAMIENTO

PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

21,82

8,27

4,19

1,80

0,11

22,59

6,59

3,28

2,14

1,58

-2,28 1,20

-3,18

-3,97

4,66

-5,28

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 3 30,00 20,00 10,00 0,00 -10,00

TIEMPO (Semanas) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 38. Pronostico del comportamiento logarítmico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia polinómica

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 3 C = 2,5277t2 - 15,038t + 22,443 R² = 0,9354

CONCENTRACION (mg/L)

25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semana) Figura 39. Tendencia polinómica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (20)

142

Tabla 39. Pronóstico tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO 2 con ajuste polinómico. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

20,96 22,59

9,93 6,59

2,48 3,28

0,08 2,14

2,73 1,58

10,45 23,21 41,03 63,91 91,84 124,83

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 3 100 80 60 40 20 0 0

TIEMPO (Semanas) PROYECCION

EXPERIMENTAL

Figura 40. Pronostico del comportamiento polinómico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 3: Bebida con 40 % de Pulpa sin adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

4. Ajuste Tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO2. -

Tendencia lineal

CONCENTRACION (mg/L)

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 4 20,000

C = -3,3831t + 14,442 R² = 0,8267

15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semanas) Figura 41. Tendencia lineal del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO 2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (21)

143

Tabla 40. Pronóstico tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste lineal. SEMANA

TRATAMIENTO

PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

14,44 15,89

11,06 7,68 11,47 3,85

4,29 3,74

0,91 3,09

-2,47

-5,86

-9,24

-12,62 -16,01

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 4 20,00 10,00 0,00 -10,00 0

-20,00 -30,00

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 42. Pronostico del comportamiento lineal de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia exponencial

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 4 CONCENTRACION (mg/L)

C= 14,941e-0,448t R² = 0,8633

20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semana) Figura 43. Tendencia exponencial del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (22)

144

-19,39

Tabla 41. Pronóstico tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste exponencial. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

14,49 15,89

9,26 11,47

5,92 3,85

3,78 3,74

2,41 3,09

1,54

0,99

0,63

0,40

0,26

0,16

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 4 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0

TIEMPO (Semanas) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 44. Pronostico del comportamiento exponencial de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia logarítmica

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 4 C = -3,675ln(t) + 8,2512 CONCENTRACION (mg/L)

R² = 0,8894

20,000 15,000 10,000 5,000

0,000 0

TIEMPO (Semana) Figura 45. Tendencia logarítmica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (23)

145

Tabla 42. Pronóstico tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste logarítmica. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

16,71 15,89

8,25 11,47

5,70 3,85

4,21 3,74

3,16 3,09

2,34

1,67

1,10

0,61

0,18

-0,21

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 4 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 -5,00 0

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 46. Pronostico del comportamiento logarítmico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia polinómica

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 4 C = 1,2053t2 - 8,3233t + 17,187 R² = 0,9629

CONCENTRACION (mg/L)

20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semana) Figura 47. Tendencia polinómica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (24)

146

Tabla 43. Pronóstico tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste polinómica. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

16,37 15,89

10,07 11,47

5,36 3,85

3,06 3,74

3,18 3,09

5,70 10,64 17,98 27,74 39,91

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACION(mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 4 50 40 30 20 10 0

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 48. Pronostico del comportamiento polinómico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 4: Bebida con 20 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

5. Ajuste Tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO 2. Tendencia lineal

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 5 CONCENTRACION (mg/L)

C = -4,3306t + 16,793 R² = 0,8066

20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 -5,000

TIEMPO (semana)

Figura 49. Tendencia lineal del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (25)

147

54,48

Tabla 44. Pronóstico tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste lineal. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

16,79 17,11

12,46 15,28

8,13 3,09

3,80 2,52

-0,53 2,23

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 5 20,00 10,00 0,00 2

-20,00 -30,00

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 50. Pronostico del comportamiento lineal de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia exponencial

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 5 CONCENTRACION (mg/L)

20,000

C = 18,088e-0,6t R² = 0,8453

15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semana) Figura 51. Tendencia exponencial del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (26)

148

-4,86 -9,19 -13,52 -17,85 -22,18 -26,51

Fuente: Los Autores.

-10,00 0

Tabla 45. Pronóstico tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste exponencial. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

18,09 17,11

9,93 15,28

5,45 3,09

2,99 2,52

1,64 2,23

0,90

0,49

0,27

0,15

0,08

0,04

Fuente: Los Autores

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 5 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 52. Pronostico del comportamiento exponencial de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores Tendencia logarítmica

Concentración Vs Tiempo C = -4,389ln(t) + 8,8141 Tratamiento 5 R² = 0,7551 CONCENTRACION (mg/L)

20,000 15,000 10,000 5,000

0,000 0

TIEMPO (Semana) Figura 53. Tendencia logarítmica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (27)

149

Tabla 46. Pronóstico tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste logarítmico. SEMANA

TRATAMIENTO

PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

18,92

8,81

5,77

3,99

2,73

1,75

0,95

0,27

-0,31

0,83

-1,29

17,11

15,28

3,09

2,52

2,23

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 5 20,00 15,00 10,00

5,00 0,00 -5,00

TIEMPO (Semana)

PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 54. Pronostico del comportamiento logarítmico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia polinómica

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 5 C= 1,2255t2 - 9,3534t + 19,584 R² = 0,8904

CONCENTRACION (mg/L)

20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semana) Figura 55. Tendencia polinómica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (28)

150

Tabla 47. Pronóstico tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste polinómico. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

18,66 17,11

11,46 15,28

5,78 3,09

2,55 2,52

1,78 2,23

3,45

7,58

14,16 23,19 34,67

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 5 40 30 20 10 0 0

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 56. Pronostico del comportamiento polinómico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 5: Bebida con 30 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

6. Ajuste Tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO 2. Tendencia lineal

Concentración Vs Tiempo Tratamiento 6 CONCENTRACION (mg/L)

C = -4,5127t + 19,954 R² = 0,8852

25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semana) Figura 57. Tendencia lineal del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (29)

151

48,60

Tabla 48. Pronóstico tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste lineal. SEMANA

TRATAMIENTO

PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

19,95

15,44 10,93

22,59

12,42

8,80

6,42

1,90

7,66

2,71

-7,12 -11,63 -25,17 2,61 16,15 20,66

Fuente: Los Autores

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 6 40,00 20,00 0,00

-20,00

-40,00

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 58. Pronostico del comportamiento lineal de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO 2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores - Tendencia exponencial

CONCENTRACION (mg/L)

Concentración Vs Tiempo C = 23,165e-0,482t Tratamiento 6 R² = 0,8453 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semanas) Figura 59. Tendencia exponencial del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (30)

152

Tabla 49. Pronóstico tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste exponencial. TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

SEMANA 0

23,17 22,59

14,31 12,42

8,83 8,80

5,46 7,66

3,37 2,71

2,08

1,28

0,79

0,49

0,30

0,19

Fuente: Los Autores

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 6 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 60. Pronostico del comportamiento exponencial de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia logarítmica

Concentración Vs Tiempo C= -4,937ln(t) + 11,703 Tratamiento 6 R² = 0,9658 CONCENTRACION (mg/L)

25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semana) Figura 61. Tendencia logarítmica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (31)

153

Tabla 50. Pronóstico tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste logarítmica. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

23,07 22,59

11,70 12,42

8,28 8,80

6,28 7,66

4,86 2,71

3,76

2,86

2,10

1,44

0,86

0,34

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 6 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0

TIEMPO (Semanas) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 62. Pronostico del comportamiento logarítmico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

Tendencia polinómica

Concentración Vs Tiempo 2 + 22,257 Tratamiento 6 C = 1,0115tR² =- 8,6584t 0,9429 CONCENTRACION (mg/L)

25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0,000 0

TIEMPO (Semanas) Figura 63. Tendencia polinómica del comportamiento de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores. (32)

154

Tabla 51. Pronóstico tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO 2 con ajuste polinómica. SEMANA

TRATAMIENTO PROYECCIÓN EXPERIMENTAL

21,40 22,59

14,61 12,42

8,99 8,80

5,39 7,66

3,81 2,71

4,25

6,72

11,21 17,73 26,26

Fuente: Los Autores.

CONCENTRACIÓN (mg/L)

Pronóstico Concentración Vs Tiempo Tratamiento 6 30 20 10 0 0

TIEMPO (Semana) PROYECCIÓN

EXPERIMENTAL

Figura 64. Pronostico del comportamiento polinómico de la concentración de β - caroteno para el tratamiento 6: Bebida con 40 % de Pulpa con adición de CO2 en el transcurso de 4 semanas. Fuente: Los Autores

155

36,82

ANEXO F RESULTADOS EVALUACIÓN SENSORIAL Tabla 52. Resultados obtenidos en la evaluación sensorial por muestra y tiempo de almacenamiento. TIEMPO

TRATAMIENTO

20% pulpa + gas

30% pulpa + gas

40% pulpa + gas SEMANA 0 20% pulpa

30% pulpa

40% pulpa

20% pulpa + gas SEMANA 1 30% pulpa + gas

PROMEDI DESVIACIÓ N O 9 10 11 12 ESTANDAR

PANELISTA 5 6 7 8

APARIENCIA 4

2,920

1,084

ATRIBUTO

OLOR

3,170

1,115

COLOR

3,420

0,900

SABOR

3,580

1,084

APARIENCIA 2

2,500

0,798

OLOR

3,250

0,754

COLOR

2,670

0,985

SABOR

2,670

1,073

APARIENCIA 3

2,420

0,515

OLOR

2,170

1,030

COLOR

2,420

0,793

SABOR

2,500

1,000

APARIENCIA 2

2,830

0,937

OLOR

3,170

1,115

COLOR

3,420

0,900

SABOR

2,920

0,669

APARIENCIA 2

2,330

0,492

OLOR

3,250

0,754

COLOR

2,670

0,985

SABOR

2,330

0,778

APARIENCIA 1

2,250

0,622

OLOR

2,170

1,030

COLOR

2,420

0,793

SABOR

2,170

0,577

APARIENCIA 3

3,330 3,500 3,670 3,080 3,500 3,420 3,580 3,500

0,651

OLOR

COLOR

SABOR

APARIENCIA 2

OLOR

COLOR

SABOR

156

1,168 0,888 0,793 1,382 1,564 1,505 1,382

Continuación Tabla 52. Resultados obtenidos en la evaluación sensorial por muestra y tiempo de almacenamiento. TIEMPO

TRATAMIENTO

40% pulpa + gas

20% pulpa SEMANA 1 30% pulpa

40% pulpa

20% pulpa + gas

30% pulpa + gas

SEMANA 40% pulpa + gas 2

20% pulpa

30% pulpa

PROMEDI DESVIACIÓ N O 9 10 11 12 ESTANDAR

PANELISTA 5 6 7 8

APARIENCIA 2

ATRIBUTO

OLOR

COLOR

SABOR

3,500 3,920 3,670 2,500 2,080 2,580 2,920 2,500 2,170 2,920 2,330 2,420 2,500 1,830 2,580 2,330

APARIENCIA 3

3,250

0,866

OLOR

COLOR

SABOR

APARIENCIA 3

OLOR

COLOR

SABOR

APARIENCIA 2

OLOR

COLOR

SABOR

APARIENCIA 2

1,000 1,240 1,303 1,087 0,669 0,793 0,900 0,905 0,835 0,793 1,155 0,900 0,798 0,577 0,900 0,985

OLOR

2,420

1,084

COLOR

3,250

1,138

SABOR

3,170

1,115

APARIENCIA 4

2,920

0,996

OLOR

2,580

0,996

COLOR

3,080

0,793

SABOR

2,420

1,240

APARIENCIA 4

3,500

1,243

OLOR

3,170

0,937

COLOR

3,500

0,905

SABOR

3,500

0,905

APARIENCIA 2

2,000

0,603

OLOR

2,170

0,937

COLOR

2,170

1,030

SABOR

2,000

0,853

APARIENCIA 2

2,080

0,515

OLOR

2,670

0,888

COLOR

2,420

0,793

SABOR

2,250

1,138

157

Continuación Tabla 52. Resultados obtenidos en la evaluación sensorial por muestra y tiempo de almacenamiento. TIEMPO

SEMANA 2

TRATAMIENTO

40% pulpa

20% pulpa + gas

30% pulpa + gas

40% pulpa + gas SEMANA 3 20% pulpa

30% pulpa

40% pulpa

20% pulpa + gas SEMANA 4 30% pulpa + gas

PROMEDI DEVIACIÓN ESTANDAR O 9 10 11 12

PANELISTA 5 6 7 8

APARIENCIA 3

2,420

0,515

ATRIBUTO

OLOR

2,000

0,853

COLOR

2,420

0,793

SABOR

2,250

0,965

APARIENCIA 5

4,080

0,996

OLOR

3,330

0,778

COLOR

4,330

0,888

SABOR

3,000

1,414

APARIENCIA 3

3,250

0,866

OLOR

2,750

1,215

COLOR

3,580

0,996

SABOR

2,580

1,311

APARIENCIA 5

3,420

1,084

OLOR

3,330

0,888

COLOR

3,920

0,996

SABOR

2,580

1,240

APARIENCIA 2

2,000

0,603

OLOR

1,580

0,669

COLOR

1,670

0,651

SABOR

1,830

0,835

APARIENCIA 2

2,330

0,492

OLOR

2,080

0,900

COLOR

2,250

0,965

SABOR

2,250

0,754

APARIENCIA 2

2,170

0,577

OLOR

1,830

1,030

COLOR

2,080

0,669

SABOR

2,170

0,718

APARIENCIA 4

3,830

0,835

OLOR

3,000

1,128

COLOR

3,920

0,996

SABOR

3,170

1,586

APARIENCIA 3

3,170

0,577

OLOR

3,670

1,073

COLOR

3,170

0,835

SABOR

2,500

1,446

158

Continuación Tabla 52. Resultados obtenidos en la evaluación sensorial por muestra y tiempo de almacenamiento. TIEMPO

TRATAMIENTO

40% pulpa + gas

20% pulpa SEMANA 4 30% pulpa

40% pulpa

PROMEDI DESVIACIÓ N O 9 10 11 12 ESTANDAR

PANELISTA 5 6 7 8

APARIENCIA 3

3,330

0,651

ATRIBUTO

OLOR

3,080

0,996

COLOR

3,330

0,985

SABOR

2,750

1,138

APARIENCIA 2

1,670

0,492

OLOR

1,330

0,492

COLOR

1,580

0,515

SABOR

1,580

0,669

APARIENCIA 2

2,000

0,603

OLOR

1,750

0,866

COLOR

1,330

0,492

SABOR

2,250

0,754

APARIENCIA 2

1,670

0,492

OLOR

1,250

0,452

COLOR

1,420

0,515

SABOR

1,750

0,452

159

ANEXO G

RESULTADOS SEGUIMIENTO FISICOQUIMICO

Tabla 53. Resultados obtenidos en seguimiento fisicoquímico por muestra y tiempo de almacenamiento. Cada lectura por triplicado. TIEMPO TRATAMIENTO VARIABLE 20% pulpa + gas

30% pulpa + gas

40% pulpa + gas SEMANA 0 20% pulpa

30% pulpa

40% pulpa

20% pulpa + gas

4,320

4,330

4,320

°Brix

13,100

13,000

12,900

%Acidez

0,120

0,144

0,123

3,920

3,950

3,920

°Brix

12,900

13,000

%Acidez

0,260

0,250

0,260

2,330

2,350

2,310

°Brix

12,900

13,000

13,100

%Acidez

0,390

0,370

0,400

4,210

4,330

4,350

°Brix

13,100

13,000

12,900

%Acidez

0,110

0,120

3,910

3,920

3,910

°Brix

12,900

13,000

%Acidez

0,260

0,270

0,268

3,710

3,730

3,710

°Brix

13,100

12,900

13,100

%Acidez

0,390

0,410

0,390

3,770 13,100 2,900 3,850 13,100 0,300 3,710 13,100 0,410 3,850 12,900 0,410

3,750 13,100 3,000 3,880 12,900 0,290 3,700 13,000 0,440 3,880 13,000 0,390

3,780 13,000 2,900 3,850 13,000 0,310 3,730 13,000 0,420 3,860 12,900 0,400

°Brix %Acidez pH

30% pulpa + gas

°Brix %Acidez

SEMANA 1

pH 40% pulpa + gas

°Brix %Acidez pH

20% pulpa

LECTURA

°Brix %Acidez

160

PROMEDIO

DESVEIACIÓN ESTANDAR

4,323 13,000 0,129 3,930 12,967 0,257 2,330 13,000 0,387 4,297 13,000 0,117 3,913 12,933 0,266 3,717 13,033 0,397 3,767 13,067 2,933 3,860 13,000 0,300 3,713 13,033 0,423 3,863 12,933 0,400

0,006 0,100 0,013 0,017 0,058 0,006 0,020 0,100 0,015 0,076 0,100 0,006 0,006 0,058 0,005 0,012 0,115 0,012 0,015 0,058 0,058 0,017 0,100 0,010 0,015 0,058 0,015 0,015 0,058 0,010

Continuación Tabla 53. Resultados obtenidos en seguimiento fisicoquímico por muestra y tiempo de almacenamiento. Cada lectura por triplicado. TIEMPO

%Acidez

1 3,650 12,900 0,450 3,340 13,100 0,580

LECTURA 2 3,650 12,800 0,440 3,330 13,000 0,570

3 3,650 12,600 0,450 3,340 13,000 0,580

3,670

3,680

TRATAMIENTO VARIABLE pH 30% pulpa

°Brix %Acidez

SEMANA 1

pH 40% pulpa

20% pulpa + gas

30% pulpa + gas

40% pulpa + gas SEMANA 2 20% pulpa

30% pulpa

40% pulpa

20% pulpa + gas

30% pulpa + gas SEMANA 3 40% pulpa + gas

20% pulpa

°Brix

13,000

%Acidez

0,320

0,300

0,330

3,760

3,750

°Brix

12,900

13,100

%Acidez

0,380

0,370

0,380

3,580

3,600

5,000

°Brix

12,800

12,600

12,800

%Acidez

0,430

0,420

3,580

3,560

3,580

°Brix

13,100

12,900

13,000

%Acidez

0,580

0,610

0,590

3,310

3,330

3,310

°Brix

12,600

12,800

12,700

%Acidez

0,610

0,600

3,250

3,220

3,230

°Brix

12,500

12,300

12,600

%Acidez

0,630

0,610

0,630

3,440

3,430

3,500

°Brix

13,000

12,900

13,100

%Acidez

0,350

0,360

0,350

3,450

3,460

3,470

°Brix

12,800

%Acidez

0,440

0,450

3,280

3,290

°Brix

12,600

12,400

%Acidez

0,510

0,490

0,520

3,120

3,110

3,120

°Brix

12,800

12,500

12,900

%Acidez

0,670

0,680

0,670

161

PROMEDIO

3,650 12,767 0,447 3,337 13,033 0,577 3,673 13,000 0,317 3,757 13,033 0,377 4,060 12,733 0,423 3,573 13,000 0,593 3,317 12,700 0,603 3,233 12,467 0,623 3,457 13,000 0,353 3,460 12,800 0,443 3,283 12,533 0,507 3,117 12,733 0,673

DESVIACIÓN ESTANDAR

0,000 0,153 0,006 0,006 0,058 0,006 0,006 0,000 0,015 0,006 0,115 0,006 0,814 0,115 0,006 0,012 0,100 0,015 0,012 0,100 0,006 0,015 0,153 0,012 0,038 0,100 0,006 0,010 0,000 0,006 0,006 0,115 0,015 0,006 0,208 0,006

Continuación Tabla 53. Resultados obtenidos en seguimiento fisicoquímico por muestra y tiempo de almacenamiento. Cada lectura por triplicado. TIEMPO

LECTURA

TRATAMIENTO VARIABLE

30% pulpa SEMANA 3 40% pulpa

20% pulpa + gas

30% pulpa + gas

40% pulpa + gas SEMANA 4 20% pulpa

30% pulpa

40% pulpa

PROMEDIO

3,090

3,120

3,100

°Brix

2,400

2,300

2,400

%Acidez

0,630

0,660

0,650

2,970

2,980

3,000

°Brix

12,300

12,100

12,300

%Acidez

0,790

0,780

3,450

3,420

3,103 2,367 0,647 2,983 12,233 0,787 3,430 12,767 0,477 3,247 12,767 0,570 3,193 12,700 0,637 2,880 12,733 0,693 2,747 12,433 0,747 2,587 12,000 0,843

°Brix

12,800

12,700

%Acidez

0,490

0,470

3,240

3,260

3,240

°Brix

12,800

12,700

12,800

%Acidez

0,570

0,580

0,560

3,180

3,210

3,190

°Brix

12,600

12,800

12,700

%Acidez

0,620

0,650

0,640

2,890

2,810

2,940

°Brix

12,600

12,800

%Acidez

0,680

0,710

0,690

2,730

2,750

2,760

°Brix

12,400

12,500

12,400

%Acidez

0,750

0,740

0,750

2,590

2,580

°Brix

12,100

12,000

11,900

%Acidez

0,840

0,850

0,840

162

DESVIACIÓN ESTANDAR

0,015 0,058 0,015 0,015 0,115 0,006 0,017 0,058 0,012 0,012 0,058 0,010 0,015 0,100 0,015 0,066 0,115 0,015 0,015 0,058 0,006 0,006 0,100 0,006

ANEXO H ANALISIS DE VARIANZA (ANOVA) EVALUACIÓN SENSORIAL POR DIFERENCIA DE TIEMPO DE ALMACENAMIENTO ATRIBUTO: AROMA Tabla 54. Análisis de varianza para evaluación del aroma tratamiento con 20% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

25,2083333

Columnas

19,5833333

4,89583333

Interacción Dentro del grupo

15,25

3,8125

100,083333

110

0,90984848

Total

160,125

119

Valor Probabilida crítico para F d F 27,706078 3,9273936 3 7,0531E-07 3 5,3809325 0,0005387 2,4542133 6 7 9 4,1902581 0,0033885 2,4542133 2 3 9

Tabla 55. Análisis de varianza para evaluación del aroma tratamiento con 30% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

10,8

Columnas

12,4166667

3,10416667

Interacción Dentro del grupo

15,45

3,8625

112

110

1,01818182

Total

150,666667

119

163

Probabilida F d 10,607142 9 0,0014982 3,0487351 0,0199914 2 7 3,7935267 0,0062797 9 7

Valor crítico para F 3,9273936 3 2,4542133 9 2,4542133 9

Tabla 56. Análisis de varianza para evaluación del aroma tratamiento con 40% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento. ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

52,0083333

Columnas

8,96666667

2,24166667

Interacción Dentro del grupo

15,8666667

3,96666667

95,0833333

110

0,86439394

Total

171,925

119

Valor Probabilida crítico para F d F 3,9273936 60,167397 4,7598E-12 3 2,5933391 0,0403940 2,4542133 8 2 9 4,5889570 0,0018257 2,4542133 6 4 9

ATRIBUTO: APARIENCIA

Tabla 57. Análisis de varianza para evaluación de apariencia tratamiento con 20% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento. ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

56,0333333

Columnas

2,53333333

0,63333333

Interacción Dentro del grupo

16,9666667

4,24166667

69,6666667

110

0,63333333

Total

145,2

119

164

Valor Probabilida crítico para F d F 88,473684 3,9273936 2 8,9938E-16 3 0,4108397 2,4542133 1 7 9 6,6973684 2,4542133 2 7,3203E-05 9

Tabla 58. Análisis de varianza para evaluación de apariencia tratamiento con 30% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento. ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

23,4083333

Columnas

3,16666667

0,79166667

Interacción Dentro del grupo

4,8

1,2

70,75

110

0,64318182

Total

102,125

119

Valor Probabilida crítico para F d F 36,394581 3,9273936 9 2,209E-08 3 1,2308598 0,3019806 2,4542133 4 3 9 1,8657243 0,1215424 2,4542133 8 3 9

Tabla 59. Análisis de varianza para evaluación de apariencia tratamiento con 40% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento. ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

32,0333333

Columnas

8,11666667

2,02916667

Interacción Dentro del grupo

7,21666667

1,80416667

110

0,62727273

Total

116,366667

119

165

Valor Probabilida crítico para F d F 51,067632 3,9273936 9 1,03E-10 3 3,2349033 0,0149741 2,4542133 8 6 9 2,8762077 0,0261147 2,4542133 3 7 9

ATRIBUTO: COLOR

Tabla 60. Análisis de varianza para evaluación del color tratamiento con 20% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento. ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

56,0333333

Columnas

9,61666667

2,40416667

Interacción Dentro del grupo

29,7166667

7,42916667

88,5

110

0,80454545

Total

183,866667

119

Probabilida d

69,645951 2,3106E-13 2,9882297 0,0219570 6 8 9,2339924 7 1,8012E-06

Valor crítico para F 3,9273936 3 2,4542133 9 2,4542133 9

Tabla 61. Análisis de varianza para evaluación del color tratamiento con 30% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento. ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

31,0083333

Columnas

7,66666667

1,91666667

Interacción Dentro del grupo

11,8666667

2,96666667

106,25

110

0,96590909

Total

156,791667

119

Probabilida F d 32,102745 1 1,1867E-07 1,9843137 0,1018665 3 6 3,0713725 5 0,0193018

Valor crítico para F 3,9273936 3 2,4542133 9 2,4542133 9

Tabla 62. Análisis de varianza para evaluación del color tratamiento con 40% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento.

166

ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

42,0083333

Columnas

11,8833333

2,97083333

Interacción Dentro del grupo

14,2833333

3,57083333

86,75

110

0,78863636

Total

154,925

119

Valor Probabilida crítico para F d F 53,267050 3,9273936 9 4,8193E-11 3 3,7670509 2,4542133 1 0,0065439 9 4,5278578 0,0020069 2,4542133 3 4 9

ATRIBUTO: SABOR

Tabla 63. Análisis de varianza para evaluación del sabor tratamiento con 20% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento. ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

32,0333333

Columnas

12,2166667

3,05416667

Interacción Dentro del grupo

4,05

1,0125

117,666667

110

1,06969697

Total

165,966667

119

Valor Probabilida crítico para F d F 29,946175 3,9273936 6 2,822E-07 3 2,8551699 0,0269782 2,4542133 7 6 9 0,9465297 0,4400319 2,4542133 5 1 9

Tabla 64. Análisis de varianza para evaluación del sabor tratamiento con 30% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento.

167

ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

5,63333333

Columnas

6,21666667

1,55416667

Interacción Dentro del grupo

3,28333333

0,82083333

134,833333

110

1,22575758

Total

149,966667

119

Probabilida F d 4,5957972 0,0342529 8 1 1,2679233 0,2869947 6 9 0,6696538 0,6143997 9 5

Valor crítico para F 3,9273936 3 2,4542133 9 2,4542133 9

Tabla 65. Análisis de varianza para evaluación del sabor tratamiento con 40% de pulpa durante 4 semanas de almacenamiento.

ANÁLISIS DE VARIANZA Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

Muestra

12,0333333

Columnas

5,78333333

1,44583333

Interacción Dentro del grupo

5,21666667

1,30416667

96,6666667

110

0,87878788

Total

119,7

119

168

Probabilida F d 13,693103 0,0003379 4 1 1,6452586 0,1680162 2 9 1,4840517 0,2119195 2 3

Valor crítico para F 3,9273936 3 2,4542133 9 2,4542133 9