UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS

OBTENCIÓN DE CHIPS DE PAPA CHINA

(Colocasia esculenta) APLICANDO FRITURA AL VACÍO

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

DE INGENIERA DE ALIMENTOS

KAREN ALEXANDRA GÓMEZ RENGIFO

DIRECTOR: Dr. JUAN BRAVO VÁSQUEZ

Quito, Julio 2014

© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014

Reservados todos los derechos de reproducción

DECLARACIÓN

Yo KAREN ALEXANDRA GÓMEZ RENGIFO, declaro que el trabajo aquí

descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para

ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias

bibliográficas que se incluyen en este documento.

La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de

Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional

vigente.

_________________________

Karen Alexandra Gómez Rengifo

C.I. 1003683511

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Obtención de chips de

papa china (Colocasia esculenta) aplicando fritura al vacío”, que, para

aspirar al título de Ingeniera de Alimentos fue desarrollado por Karen

Gómez Rengifo, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias

de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento

de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.

_________________________

Dr. Juan Bravo Vásquez

DIRECTOR DEL TRABAJO

C.I.1001367414

DEDICATORIA

Dedico este proyecto a dos grandes personas que han sido mi

inspiración, mi refugio, mi soporte, el ejemplo a seguir, el apoyo durante

toda mi vida: a mi madre Cristina Rengifo y a mi padre César Augusto

Gómez; quienes me han formado como una persona digna, llena de valores

humanos y principios morales en donde el respeto, responsabilidad, amor y

lealtad los llevo grabado muy dentro de mi ser.

A mi tío abuelo paterno Alcides Loyo, por sus consejos valiosos

que enrumbaron mi carrera, al ser noble del cual brotaron palabras sinceras

de aliento e inspiración que guiaron mis estudios.

A mis dos hermanos Cristian y Anahí, a mis familiares más

cercanos con quienes compartí mis alegrías mis tristezas y me motivaron

para avanzar con paso firme.

A mis amigas incondicionales Fer Sánchez, Magus García y Danny

Montero quienes han estado presentes cada vez que he necesitado de su

ayuda y a las que aprendido a querer mucho, con las mismas que he

compartido este reto de ser unas profesionales para contribuir en el

desarrollo de nuestra sociedad.

A Chio mi mejor amiga por darme todo el apoyo, la confianza y la

fuerza para seguir adelante, gracias por estar siempre conmigo y que Dios la

Bendiga mucho.

A Fernando Villalba, un gran amigo quien ha sido símbolo de lucha

y superación, quien venciendo obstáculos muy grandes en la vida se

aferrado a ella por salir adelante, de igual manera a Steve Orbe quien con

sus consejos, sus palabras de aliento también me han ayudado para llevar a

feliz término este proyecto que lo he culminado con éxito.

Karen Alexandra Gómez Rengifo

AGRADECIMIENTO

Agradezco a todas las personas que de una u otra forma

estuvieron conmigo, porque cada una aportó con un granito de arena; y es

por ello que a todos y cada uno de ustedes les dedico todo el esfuerzo,

sacrificio y tiempo que entregué a esta tesis.

A Dios porque él es y será siempre el

compañero incondicional de mi vida, quien me ha dado la fortaleza para

seguir siempre adelante y quien ha sido mi guía, mi camino en todo

momento en el lugar que me encontrado, ayudándome a vencer los

obstáculos que se me presentaron en la vida.

A ti Papi, por tu incondicional apoyo, tanto al inicio como al final

de mi carrera; por estar pendiente de mí a cada momento y por ser ejemplo

de arduo trabajo y tenaz lucha en la vida.

A ti Mami, que tienes algo de Dios por la inmensidad de tu amor,

y mucho de ángel por ser mi guarda y por tus incansables cuidados; porque

si hay alguien que está detrás de todo este trabajo, eres tú mi Negra, que

has sido, eres y serás el pilar de mi vida.

A ti ñaño querido, porque juntos aprendimos a vivir, crecimos

como cómplices día a día y somos amigos inseparables, hemos crecido

juntos compartiendo triunfos y fracasos. Doy gracias a Dios porque somos

hermanos.

A ti hermana, por ser mi pequeño angelito quien siempre ha

estado conmigo cuando te he necesitado y por quien he aprendido a ser más

que una hermana una madre, porque tu mi pequeña eres la luz que ilumina

mi vida.

También agradezco a mis profesores que tuve durante toda mi

carrera profesional porque todos han aportado con un granito de arena a mi

formación, y en especial a mis profes el Ing. Rubén Amagua, Dra. Gabriela

Vernaza y Ing. Manuel Coronel por sus consejos, sus enseñanzas y su

linda amistad.

De igual manera debo agradecer a mi profesor gran maestro y

amigo, Dr. Juan Bravo Vásquez por su visión crítica de muchos aspectos

cotidianos de la vida, por su rectitud en su profesión como docente, por sus

consejos y porque que gracias a él he logrado mi objetivo de cumplir con la

finalización de este proyecto.

Karen Alexandra Gómez Rengifo

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PÁGINA

RESUMEN

vii

ABSTRACT

1. INTRODUCCIÓN

2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

2.1. PAPA CHINA

2.1.1. PRINCIPALES FORMAS DE USO DE LA PAPA

CHINA

2.1.2. PRODUCCIÓN DE LA PAPA CHINA EN EL MUNDO

Y EL ECUADOR

2.2. FRITURA AL VACÍO

2.2.1. PRODUCTOS PROCESADOS CON FRITURA AL

VACÍO

3. METODOLOGÍA

3.1. MATERIA PRIMA

3.1.1. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA

3.1.1.1. Determinación de humedad

3.1.1.2. Determinación de ceniza

viii

1

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3

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8

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17

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ii

3.1.1.3. Determinación de grasa

3.1.1.4. Determinación de proteína

3.1.1.5. Determinación de fibra

3.2. PROCESO DE OBTENCIÓN DE CHIPS DE PAPA

CHINA FRITURA AL VACÍO

3.3. DISEÑO DEL EXPERIMENTO

3.3.1. ESCALDADO

3.3.2. PROCESO DE FRITURA AL VACIO

3.4. CARACTERIZACIÓN DE LOS PRODUCTOS

OBTENIDOS

3.4.1. CONTENIDO DE HUMEDAD

3.4.2. CONTENIDO DE GRASA

3.4.3. FUERZA DE RUPTURA (TEXTURA)

3.5. ACEPTABILIDAD SENSORIAL

3.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

4.2. DETERMINACIÓN DE VALORES EN LOS

PARÁMETROS DE LA FRITURA AL VACÍO

4.2.1. CONTENIDO DE HUMEDAD

PÁGINA

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18

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iii

PÁGINA

4.2.2. CONTENIDO DE GRASA

4.2.3. ANÁLISIS DE TEXTURA

4.3. EVALUACIÓN DE ACEPTABILIDAD SENSORIAL

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. CONCLUSIONES

5.2. RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

28

31

33

35

35

37

38

45

iv

ÍNDICE DE TABLAS

PÁGINA

Tabla 1.

Tabla 2.

Tabla 3.

Tabla 4.

Tabla 5.

Tabla 6.

Tabla 7.

Tabla 8.

Tabla 9.

Tabla 10.

Composición química de la papa china

Principales Productores Mundiales de Papa China

Combinación de los ensayos del DCCR

Requisitos bromatológicos descritos por la NTE 2561

Composición química de la papa china fresca

Combinación de los ensayos y resultados de los análisis

Tabla ANOVA para humedad

Tabla ANOVA para grasa

Puntos óptimos para grasa

Tabla ANOVA para textura

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v

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1.

Figura 2.

Figura 3.

Figura 4.

Figura 5.

Figura 6.

Figura 7.

Figura 8.

Figura 9.

Papa china (Colocasia esculenta)

Esquema del proceso para la obtención de chips de papa

china aplicando fritura al vacío

Sistema de fritura al vacío

Humedad en función del tiempo y temperatura de fritura

Superficie de Respuesta para el contenido de grasa

Curvas de Contorno para el contenido de grasa

Textura en función del tiempo y temperatura de fritura

Promedio de los atributos de evaluación sensorial

Calificación para la aceptabilidad global de

chips de papa china

3

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34

vi

ÍNDICE DE ANEXOS

PÁGINA

Anexo 1.

Anexo 2.

Anexo 3.

Formato de la encuesta de aceptabilidad sensorial del

producto

Resultados de la caracterización química de la papa

china fresca

Figuras del proceso de obtención de chips de papa china

45

46

47

vii

RESUMEN

El objetivo de este trabajo fue obtener chips de papa china aplicando la

tecnología de fritura al vacío. Primero se realizó la caracterización física,

luego se cortaron rodajas con un espesor de 2 mm, se sometió a un pre-

tratamiento de escaldado por 3 min. La fritura al vacío se efectuó a intervalos

de temperatura que iban de 110 a 120 °C y tiempo de 10 a 14 min con una

presión de 5.23 kPa; en las rodajas fritas se determinó el contenido de

humedad, grasa y textura; los resultados fueron evaluados por el método de

Superficie de Respuesta para optimizar el proceso y encontrar un porcentaje

óptimo de grasa en los chips de papa china, siendo el óptimo encontrado a

114.7 °C de temperatura y 14.8 min de fritura al vacío con un contenido de

grasa de 10.65%. Posteriormente se realizó una prueba de aceptabilidad

sensorial obteniendo como resultado que el producto es agradable para el

consumidor. Se puede decir que la aplicación de la tecnología de fritura al

vacío es un método adecuado para el procesamiento de nuevos productos

con excelentes características organolépticas, nutricionales y sensoriales.

viii

ABSTRACT

The aim of this study was to obtain chips of “papa china” applying the

vacuum frying technology. It began with a physical characterization, then

slices were cut with a thickness of 2 mm, after that the chips were subjected

to a blanching pretreatment for 3 min. The vacuum frying was carried out at

temperature intervals ranging from 110 to 120 °C and time ranges from 10 to

14 min with a pressure of 5.23 kPa; fried slices in moisture content, fat and

texture was determined. The results were evaluated by the method of

Response Surface to optimize the process and to find an optimum

percentage of fat in the chips of “papa china” being the optimum found

114.7 °C of temperature and 14.8 min of vacuum frying containing 10.65 %

fat. Subsequently, sensory acceptability test was made and the result

indicated that the product is pleasing to the consumer. It can be said that the

application of vacuum frying technology is suitable for processing of new

products with excellent organoleptic, nutritional and sensory characteristics.

1. INTRODUCCIÓN

1

1. INTRODUCCIÓN

La papa china (Colocasia esculenta) es una planta herbácea perenne, que

pertenece al género Colocasia familia Araceae de las monocotiledoneas.

Sus tubérculos, hojas y peciolos son comestibles tanto para el hombre así

como también para los animales, es fácil de cultivar y muy resistente al

ataque de plagas y enfermedades, sus tubérculos pueden ser fácilmente

almacenados en el suelo sin sufrir daños (Caicedo, Rodriguez, & Valle,

2013).

La fritura convencional es una de las técnicas más utilizadas a nivel mundial

para la elaboración de snacks, debido a que son los preferidos por casi

todos los seres humanos ascendiendo cada día más en su consumo, sin

tomar en cuenta que su consumo masivo puede ocasionar complicaciones

cardiovasculares (Tarmizi & Niranjan, 2010).

A nivel industrial se busca nuevas opciones que permitan obtener productos

con bajo contenido de grasa, azúcares, ricos en antioxidantes y fibra

dietética.

La fritura al vacío nace como una alternativa para la producción de alimentos

con bajo contenido de grasa en relación a la fritura convencional

conservando su valor nutricional y sus características organolépticas debido

a que se trabaja con temperaturas de fritura bajas (Dueik, Moreno, &

Bouchon, 2011; Fan, Zhang, & Mujumdar, 2006).

Por muchas razones que se han estudiado en cuanto a la aplicación de la

técnica de fritura al vacío y por el aporte en el desarrollo de la ciencia y la

sociedad, se considera importante la aplicación de esta tecnología y a su vez

aprovechar su aplicación en productos nativos del ecuador como son los

tubérculos andinos, legumbres y las frutas.

2

Objetivo General

Obtención de chips de papa china mediante la aplicación de fritura al

vacío

Objetivos Específicos

Caracterizar fisicoquímicamente la papa china

Aplicar pre-tratamientos a la materia prima

Aplicar la técnica de fritura al vacío

Determinar la aceptabilidad de los chips de papa china con posibles

consumidores

2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

3

2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

2.1. PAPA CHINA

La papa china (Colocasia esculenta) es una planta herbácea suculenta y

perenne, que puede alcanzar 2 m de altura; en aquellas que se cultivan

anualmente no presentan el tallo desarrollado; las hojas tienen el pecíolo

largo con láminas en forma oblongovaladas; produce un cormo central que

puede ser único o presentar ramificaciones recubiertas por escamas

fibrosas; el color de la pulpa es blanco, pero hay clones que presentan

algunas coloraciones (Cóndor, 2010).

Se desarrolla a temperaturas entre los 25 y 30°C, y precipitaciones entre

1800 y 2500 mm, se adapta a suelos con un pH entre 4.5 y 6.0. Existen

variedades que se cultivan bajo inundación y también en suelos bien

drenados como se muestra en la Figura 1 (Lozada, 2005).

Figura 1. Papa china (Colacasia esculenta)

(Riascos, 2009)

Es una planta que se cultiva en áreas tropicales y que es conocida con

diferentes nombres, este tubérculo contiene una significativa fuente de fibra

dietética y almidón, siendo beneficioso desde el punto de vista económico y

comercial, porque se tiene una gran demanda de parte de los mercados

4

internacionales como Estados Unidos, Unión Europea y Centroamérica

(Posligua, Ramos, & Suárez, 2009).

En la Tabla 1 se presenta la composición química de la papa china en lo que

corresponde a 100 g de la parte comestible.

Tabla 1. Composición química de la papa china

COMPOSICIÓN CRUDO (g)

HUMEDAD 71.9

PROTEINA 1.7

GRASA 0.8

CARBOHIDRATOS 23.8

FIBRA 0.6

CENIZAS 1.2

(Posligua et al., 2009)

2.1.1. PRINCIPALES FORMAS DE USO DE LA PAPA CHINA

La mayor cantidad de papa china es producida en la región de Asia y el

Pacífico, en donde se utiliza la parte del bulbo fresco o cormel realizando de

forma artesanal las virutas de papa china para el consumo humano, las

cuales se las elabora generalmente desprendiendo el cormo, haciendo un

corte en rodajas finas y escaldando, las mismas que se fríen en aceite

vegetal, se dejan enfriar y drenar, y luego son empacadas. Otra forma

procesada, es el “Poi”, una pasta agria a base de papa china cocida, su

5

producción y utilización es muy limitada sobre todo en las islas Hawaianas,

de igual forma que la harina de papa china que es utilizada como espesante

para sopas y otras preparaciones (Mansion, 1999).

2.1.2. PRODUCCIÓN DE LA PAPA CHINA EN EL MUNDO Y EL

ECUADOR

El Continente Africano es uno de los principales productores de papa china

sin embargo que su producción a disminuido en los últimos años sigue

siendo el principal productor Nigeria, seguido por Ghana, estos dos países

en conjunto producen más de la mitad que el resto de países productores,

América latina representa un porcentaje muy bajo de producción siendo

Dominica el mayor productor de este tubérculo, así como se presenta en la

Tabla 2 (FAO, 2013).

Tabla 2. Principales Productores Mundiales de Papa China (toneladas)

País / año 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Nigeria 5068000 5473000 4996000 5387000 3033340 2957090 3265740

Ghana 1686000 1660000 1690100 1688330 1504000 1354800 1299650

China 1537740 1210877 1642472 1638592 1692551 1768512 1702367

Cameron 1352690 1375390 1428570 1481750 1450000 1470000 1490000

Madagascar 230000 235000 240000 249621 242849 242691 224888

Japón 184600 174700 173200 179700 182400 167600 171928

Filipinas 109700 111942 113954 115956 115218 110761 110718

Egipto 100000 125376 138099 151971 114281 119379 103117

Tailandia 78400 78500 93500 87377 104395 90000 89674

Dominica 9139 11200 11686 14486 13000 13206 12684

Guayana 1863 2200 1919 1827 1766 1820 1854

Estados Unidos 1810 2040 1810 1950 1810 1770 1860

(FAO, 2013)

6

En Ecuador, la papa china ha sido tradicionalmente un cultivo de

subsistencia, y la producción que no es consumida por las familias de los

productores, se está destinando en los últimos años a la exportación como

productos de buena calidad y bien presentados (Giacometti & León, 2008).

La papa china se encuentra en el oriente ecuatoriano en mayor producción

entre los lugares que más se destaca es la provincia de Pastaza en las

parroquias Teniente Hugo Ortiz, El Triunfo, Fátima, San José y en los

alrededores del Puyo, sus habitantes se han dedicado a la producción de la

papa china para fortalecer su economía familiar. Muchos de estos

agricultores integran la Corporación Artesanal de Productores de Papa

China de Pastaza (Pastaza, 2012; Usca, 2013).

2.2. FRITURA AL VACÍO

La fritura es un proceso que utiliza temperaturas elevadas (150 - 200 ºC),

donde el aceite actúa como transmisor del calor produciendo un

calentamiento rápido y uniforme dando sabor, apariencia y textura al

producto (Desamparados & Bello, 2012; Yague, Aylón, & Rodríguez, 2012).

El proceso de fritura al vacío es básicamente una operación donde el

alimento se procesa a presión sub-atmosférica en un sistema cerrado, lo que

permite disminuir la temperatura de ebullición del agua y, por ende la

temperatura de fritura, tomando en cuenta que la temperatura del aceite

debe estar por encima del punto de ebullición del agua, de tal manera que el

agua contenida en el alimento se eliminará inmediatamente; donde los

niveles de temperatura del aceite en este tipo de proceso varían entre

100 y 110 ºC, la presión alrededor de 3.1 kPa, y tiempos de vacío de

20 - 25 min (Garayo & Moreira, 2002a; Shyu, Hau, & Hwang, 2005b).

7

La tendencia mundial de consumo está ligada a ingerir productos cien por

ciento naturales saludables, estas preferencias influyen en los cambios de

gustos y hábitos de alimentación, por ello el mercado demanda productos

libres o con poco contenido de grasa, preservantes, y sabores artificiales;

esto ha motivado a que se utilice la fritura al vacío como una técnica para

conseguir alimentos fritos teniendo una gran ventaja en la reducción de la

cantidad de grasa del producto final, además, conserva las mismas o

mejores características organolépticas según varios autores incluyendo

sabor, olor, textura y apariencia del producto en comparación con la fritura

convencional, ya que se trabaja a baja temperatura y bajo contenido de

oxígeno, lo cual permite prolongar la vida útil del aceite y de esta manera

freír al vacío puede ser una mejor opción para la producción de frutas y

verduras con bajo contenido de grasa y mejores características

organolépticas (Estrada Soto, 2010; Garayo & Moreira, 2002a; Saguy &

Dana, 2003).

Para reducir el contenido de grasa sin perder cualidades sensoriales se han

propuesto numerosas operaciones complementarias o alternativas a los

procesos de fritura, una de ella consiste en reducir la presión trabajando en

condiciones de vacío con el fin de reducir el punto de ebullición del agua de

los alimentos y eliminarla a bajas temperaturas. Según expertos se ha

comprobado que además de reducir el contenido final de grasa, los

productos fritos a vacío presentan otras ventajas, como un contenido muy

bajo de acrilamida y una mejor calidad organoléptica y nutritiva

(Villamizar, Quiceno, & Germán, 2012a).

En cuanto al efecto de la presión, varios investigadores observaron que

cuando aumenta el nivel de vacío aumenta la velocidad de pérdida de agua

y también la absorción de aceite, pero al final del proceso para una misma

humedad final, no encontraron diferencias significativas en el contenido de

aceite (Bravo, Ruales, Sanjuàn, & Clemente, 2006).

8

El proceso de fritura implica transferencia de masa y calor simultáneamente,

lo que ocasiona importantes cambios micro-estructurales tanto en la

superficie como en la masa del producto. La transferencia de calor genera la

desnaturalización de la proteína, la gelatinización del almidón, la

vaporización del agua, la formación de corteza y el desarrollo de color,

fenómenos típicos de los efectos combinados de múltiples reacciones

químicas. La transferencia de masa se caracteriza por el intercambio de

compuestos como agua y otros materiales solubles ocluidos en el almidón, lo

que permite la penetración del aceite en los alimentos (Villamizar et al.,

2012a).

Entre los pre-tratamientos utilizados destacan el escaldado o blanqueo, la

congelación y la inmersión en soluciones azucaradas aplicados

independientemente o combinados entre sí; el objetivo principal de todos

estos pre-tratamientos es mejorar la textura del alimento y disminuir el

contenido final de aceite en el producto (Fan et al., 2006).

Las ventajas que se han podido recalcar en la fritura al vacío con respecto a

la fritura convencional es que en la fritura al vacío se usa temperaturas bajas

por lo cual se conserva de mejor manera el color, el aroma, la conservación

de la calidad del aceite, reducción de la formación de compuestos nocivos,

reducción de absorción de aceite por parte del alimento y la conservación de

los nutrientes en un alto porcentaje (Dueik & Bouchon, 2011b).

2.2.1. PRODUCTOS PROCESADOS CON FRITURA AL VACÍO

Existe una variedad de alimentos utilizados en el proceso de fritura al vacío

entre los cuales se encuentran: manzana, (Kitson, Lackey, & Wright, 1997;

Shyu & Hwang, 2001a), papa (Garayo & Moreira, 2002c; Sijbring, 1969),

zanahoria (Liu-Ping, Min-Zhang, Gong-Nian, Jin-Cai, & Qian-Tao, 2005;

9

Liu-ping, Zhang, & Mujumdar, 2006; Shyu, Hau, & Hwang, 2005c),

donuts (Tan & Mittal, 2006b), kiwi (Diamante, Savage, & Vanhanen, 2012),

mango (Villamizar, Quiceno, & Giraldo, 2011), entre otros.

Yagua (2010) realizó investigaciones para demostrar la cinética de pérdida

de humedad en chips de papa utilizando condiciones como 1.33 kPa, 6min

de fritura y tres temperaturas 120, 130 y 140 °C, teniendo como resultado

que los chips fritos a 130 y 140 °C pierden a mayor velocidad el agua

contenida en comparación a los fritos a 120 °C. De igual forma los chips

fritos a 130 y 140°C presentan menor contenido de grasa debido a que entre

menor es la temperatura de fritura el producto absorbe menos aceite y a

medida que aumenta la temperatura el contenido de grasa del producto va a

ser mayor.

Urbano, García, & Martínez (2012) realizaron un trabajo cuyo objetivo fue

estudiar el comportamiento de chips de yuca en procesos de fritura

atmosférica y de vacío, determinando la influencia de estos tratamientos

sobre las propiedades mecánicas, ópticas y la absorción de aceite. Para ello

se realizaron frituras al vacío a 100, 120, 130 y 140 ºC, y se compararon con

las realizadas a presión atmosférica (165 ºC), a las mismas que se les

determinó color, textura, pérdida de peso, humedad y contenido de grasa;

adicionalmente se determinó la influencia de la aplicación de blanqueo como

pre-tratamiento en los procesos de fritura, obteniendo una mejora

considerable en el color de las muestras tratadas al vacío. La fritura al vacío

de chips de yuca con blanqueo previo resultó ser un tratamiento alternativo a

la fritura a presión atmosférica ya que mejora el color de las muestras,

reduce la ganancia de aceite de las mismas y mantiene su textura crujiente,

obteniendo el mejor resultado los chips fritos al vacío a 130 ºC con

blanqueo.

10

En algunas frutas como la manzana se encuentran estudios como el de

Shyu & Hwang (2001b) los cuales analizaron los efectos que conlleva la

aplicación de pre-tratamientos en rodajas de manzana con respecto a la

estructura histológica y el efecto que tiene la fritura al vacío con respecto a la

calidad de chips de manzana. Además ellos pudieron analizar que durante la

fritura al vacío el contenido de humedad, color y la fuerza de ruptura de los

chips disminuyeron a medida que la temperatura y el tiempo de fritura fueron

aumentando, por lo cual el color, la fuerza de ruptura de los chips se ve muy

afectada por la temperatura y tiempo de fritura en gran medida, y la

concentración de inmersión en solución de fructosa causó un el gran efecto

sobre el contenido de aceite en los chips de manzana.

Bravo, Sanjuán, Clemente, & Mulet (2011), estudiaron el efecto de la

presión en la fritura al vacío de chips de manzana y determinaron además, la

difusividad de la humedad obteniendo un ajuste estrecho entre los datos

experimentales y el modelo, llegando así a la conclusión de que, el

coeficiente de difusión tiene una relación directa con la temperatura de fritura

de acuerdo con la ley de Arrhenius, pero una relación inversa con la presión,

ya éste se reduce cuando la presión aumenta. Además que,

independientemente de la presión de trabajo, la transferencia de agua

durante el proceso de fritura de las rodajas de manzana puede ser descrito

por la segunda ley de Fick para la geometría de estas, también que al

disminuir de manera suficiente la presión se puede obtener productos

similares obtenidos por fritura convencional, pero en este caso utilizando

bajas temperaturas, ayudando así a evitar la formación de acrilamida y la

retención de altos contenidos de grasa.

Diamante et al. (2012) realizaron un estudio para determinar el efecto que

tendrían las rodajas de kiwi de oro mediante la aplicación de

pre-tratamientos y fritura al vacío con relación a las características

físico-químicas y nutricionales; para lo cual se separaron en dos grupos los

mismos que fueron sometidos a tres niveles de fritura a temperaturas de

11

80, 90 y 100 °C y a una presión de vacío de 2,3 kPa, presentando la muestra

frita a 80°C un alto porcentaje de humedad y un reducido contenido de aceite

en relación a las otras muestras fritas a 90 y 100 °C. La fuerza de ruptura del

producto se incrementa cuando se procesa a rango medio de temperatura

de fritura y nivel de maltodextrina.

Maadyrada, Tarzib, Bassiri, & Bamenimoghadam (2011) mediante el

análisis de superficie de respuesta optimizaron el proceso de fritura al vacío

de rodajas de kiwi consiguiendo productos con bajo contenido de humedad,

contracción de hojuela, buen color y una textura crujiente, bajo las

condiciones de fritura a 105 °C, 6.2 kPa y 8 min de fritura.

Villamizar & Giraldo (2011) elaboraron un pasabocas de mango, en donde

utilizaron una temperatura de 110 ºC, una presión de 51kPa y un tiempo de

90 s, posteriormente realizando una serie de análisis químicos, reportando

una humedad relativa de 1.3 %, aw 0.3, contenido de grasa 9.5 %, color

19 ΔE y textura 0.25 kgf. y un análisis sensorial del producto final evaluando

color, sabor, aroma y textura. Por otro lado, realizaron una comparación

entre la fritura atmosférica y al vacío en la obtención de los pasabocas de

mango bajo las mismas condiciones, donde llegaron a comprobar que la

presión de vacio favoreció en la calidad obteniendo una buena textura, color,

grasa, humedad y actividad de agua; y la reducción de la síntesis de

acrilamida.

Montero (2008), realizó una optimización en el proceso de elaboración de

chips de tomate de árbol aplicando fritura al vacío, sometiendo a las rodajas

a deshidratación osmótica como pre-tratamiento para la fritura; siendo sus

variables de estudio: concentración de la solución osmótica, tiempo de

residencia en la solución osmótica y tiempo de fritura, obteniendo como

condiciones óptimas un 52 %, 64 % y 9 min respectivamente, manteniendo

constante la temperatura de la solución osmótica a 50 ºC, la temperatura de

12

fritura a 110 ºC y a 1.87 kPa la presión; el producto final tuvo un 0.08 g/g bs

de contenido de humedad y 0.27 g/g bs de contenido de grasa.

Tan & Mittal (2006a), realizaron un estudio sobre los cambios en las

propiedades fisicoquímicas de Donuts durante la fritura al vacío e hicieron

una comparación con la fritura convencional a 190 °C. Analizaron los efectos

del contenido de humedad inicial, nivel de vacío y temperatura de fritura

sobre las propiedades tales como la pérdida de humedad, absorción de

aceite, y la calidad del producto final (textura, color); y concluyeron que las

condiciones esperadas de fritura al vacío son de 3 kPa y 180 °C y que el

contenido de humedad inicial afecta significativamente en las propiedades

de las donuts. En cuanto al volumen y color total, manifiestan que son

afectados por la temperatura de fritura, pero la absorción de aceite y textura,

además de la temperatura, también son afectadas por el vacío, y que la

temperatura de fritura y el vacío no están directamente relacionados con el

contenido final de humedad de donuts. Añadieron también que, en

comparación con la fritura atmosférica, la fritura al vacío puede reducir la

temperatura de fritura; lograr más volumen y color deseados, contenido final

de humedad similares, más absorción de aceite, y el producto menos

compacto.

Dentro de otro de los análisis de fritura al vacío que se realizo fue con filetes

de dorada concluyendo que se consigue un producto saludable, bajo en

contenido de grasa y con condiciones organolépticas naturales mucho más

agradable que cuando se fríen tradicionalmente; esto según Andrés Bello,

García Segovia, & Martínez Monzó (2010).

Shyu, Hau, & Hwang (2005a) analizaron los efectos de las condiciones de

procesamiento sobre la calidad de los chips de zanahoria fritos al vacío, para

ellos experimentaron con diferentes temperaturas y tiempos de fritura, y

llegaron a la conclusión de que durante la fritura al vacío, el contenido de

humedad, color y fuerza de ruptura de los chips de zanahoria disminuyó,

13

pero el contenido de aceite aumentó con el aumento de temperatura de

fritura y tiempo, por lo que recomiendan freír al vacío a temperaturas de 90

o 100 °C, durante 20 min, 2.6 kPa de presión y aplicación de centrifugación

por 30 min después de la fritura, para producir chips de zanahoria con menor

contenido de humedad y de aceite, así como buen color y una textura

crujiente. También observaron una porosidad más uniforme y una textura

integra en la sección transverso-vertical de chips de zanahoria. Además

aportan, que los contenidos de humedad y aceite en los chips de zanahoria

fueron significativamente reducidos, cuando las rodajas fueron tratadas

previamente a la fritura, por inmersión en solución de fructosa a 50 °C

durante 30 min y congelación a - 30 °C.

Fan, Zhang, & Mujumdar (2005), investigaron el efecto de la temperatura de

fritura y el grado de vacío en el contenido de humedad, grasa, el color y la

textura de los chips de zanahoria, para ello, experimentaron con varias

temperaturas, niveles de vacío diferentes e intervalos de tiempo diferentes,

además, después de la fritura fueron sometidas a centrifugación a 300 rpm

por 10 min.

Song, Zhang, & Mujumdar (2007) mediante la aplicación de superficie de

respuesta obtuvieron condiciones óptimas de fritura al vacío para la

obtención de chips de papa con una temperatura de 108-110 °C y un tiempo

de 20-21 min, considerando una presión de trabajo de 11.33 kPa.

Optimizaron el pre-secado al vacío con microondas como pre-tratamiento, y

también las condiciones propias de fritura para chips de papa, observando

que el contenido de humedad de los chips disminuyó a medida que la

temperatura y tiempo de fritura aumentaron, lo que no sucedió con el

contenido de grasa porque incrementó.

Dentro de los trabajos realizados con tubérculos andinos está el de

Serrano (2013) quien mediante fritura al vacío obtuvo chips de mashua

realizando pre-tratamientos a la materia prima como cocción por 15 min y

14

deshidratación osmótica a 60 °C por 15 min. Posteriormente realizando una

fritura con condiciones óptimas de 5.24 kPa de presión, temperaturas de

110 y 120 °C, con una variación de tiempos de 8, 10, 12, 14, 15 min.

Teniendo como mejore resultados la fritura a 110 °C por 14 min debido a

que los chips sometidos a estas condiciones presentaron una humedad del

2%, grasa 11% y acidez de 0.5%.

Yasaie, Ghiassi, & Bassiri (2012) obtuvieron chips de calabaza aplicando

fritura bajo las condiciones óptimas de 84.53 °C, 4kPa y 18 min, mediante

un diseño central rotatorio que dio lugar a obtener productos con una menor

contracción de hojuela, bajo contenido de humedad, buen color y una textura

crujiente. Los chips al final del proceso perdieron un 60 % de humedad en la

fritura, pero ganaron un 20 % de grasa.

Varios investigadores realizaron varias pruebas para el proceso de fritura al

vacío aplicando diferentes presiones de vacío (0.4, 0.5, 0.6 bar),

temperaturas (100, 110 y 120 °C) y tiempos (30, 45, 60, 75 y 90 s),

consiguiendo y concluyendo que el vacío mejora las características de

calidad del producto ya que los contenidos de grasa y humedad fueron muy

bajos, la actividad de agua fue menor, la textura fue adecuada para las

exigencias del mercado y el color presenta cambios muy pequeños en

relación con los del producto; y llegando a concluir que el mejor tratamiento

fue 0.5 bar de presión, 110 ºC de temperatura y 90s de inmersión

(Villamizar, Quiceno, & Germàn, 2012b).

En países del continente asiático ya se da la aplicación de la fritura al vacio

entre los cuales se encuentra Vietnam, China, Tailandia y Japón, sus

productos ya se encuentran alrededor del mundo con un porcentaje de

exportación que va de 81 al 100%; pero entre el país que más se destaca es

China por ser el país que más productos fabrica (Alibaba Group, 2013).

15

2.3. ACEPTABILIDAD SENSORIAL

La aceptación sensorial es una función que la persona realiza desde la

infancia y que le lleva, consciente o inconscientemente, a aceptar o rechazar

los alimentos de acuerdo con las sensaciones experimentales al observarlos

o ingerirlos; sin embargo las sensaciones que motivan este rechazo o

aceptación varían con el tiempo y el momento en que se perciben

dependiendo tanto de la persona como del entorno (Sancho, Bota, & Castro,

1999).

La División de Evaluación Sensorial del Instituto de Tecnólogos de Alimentos

de Estados Unidos define la evaluación sensorial como la disciplina científica

utilizada para evocar, medir, analizar e interpretar las reacciones a aquellas

características de alimentos y otras sustancias, que son percibidas por los

sentidos de la vista, olfato, gusto, tacto y oído (Sosa, 2011).

Hasta los años 40, el gran volumen de evaluación sensorial fue orientado a

hacer mediciones en individuos y no en productos, con una fuerte tendencia

hacia el estudio de la fisiología de los sentidos, lo que se hacía en el área de

alimentos era muy elemental, basándose más en el sentido común que en

una metodología científica; casi todos utilizaban paneles pequeños, y nadie

realizaba pruebas hedónicas con consumidores. El tratamiento estadístico

de los resultados era rudimentario, los resultados orientativos y no exactos ni

críticos. Pero en la década del 60, apareció la primera contribución notable a

la Ciencia de la Evaluación Sensorial de Alimentos: "Principles of Sensory

Evaluation of Foods", texto realizado por Amerine y Pangborn, editado en

1965 (Sosa, 2011).

Las pruebas más utilizadas para realizar la aceptabilidad de un producto son

las pruebas hedónicas se utilizan para evaluar la aceptación o rechazo de un

producto determinado y aunque su realización pueda parecer rutinaria, el

16

planteo es muy complejo y debe hacerse con rigor para obtener datos

significativos. Suelen responder a requerimientos de mercado y normalmente

pretenden apreciar tendencias de consumo para saber si un determinado

producto es idóneo para el consumo en un grupo de población, si es

competitivo con otros ya existentes o si alguna de sus características llega a

producir fatiga tras un cierto consumo.

3. METODOLOGÍA

17

3. METODOLOGÍA

Para alcanzar los objetivos propuestos en este trabajo, se utilizaron los

siguientes materiales, métodos de análisis y procesos.

3.1. MATERIA PRIMA

Se utilizó papa china (Colocasia esculenta), adquirida en el mercado del

Puyo provincia de Pastaza.

3.1.1. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA

La caracterización química de la papa china, se realizó en el laboratorio de

Servicio de Análisis e Investigación en Alimentos del INIAP.

3.1.1.1. Determinación de humedad

El contenido de humedad se realizó mediante el método MO-LSAIA-01.01

3.1.1.2. Determinación de ceniza

Se realizó mediante el método MO-LSAIA-01.02

3.1.1.3. Determinación de grasa

El contenido de grasa se realizó mediante el método MO-LSAIA-01.03

18

3.1.1.4. Determinación de proteína

El contenido de proteína se determinó mediante el método MO-LSAIA-01.04

3.1.1.5. Determinación de fibra

El contenido de fibra se determinó mediante el método MO-LSAIA-01.05

3.2. PROCESO DE OBTENCIÓN DE LOS CHIPS DE PAPA

CHINA

Para la obtención de los chips de papa china se siguió el proceso indicado

en la Figura 2, que se describe a continuación:

Se seleccionó las papas que no presentaron deterioro causado por

microorganismos.

La papas chinas se lavaron, se pelaron y seguidamente se procedió a cortar

en rodajas transversales, con un espesor de 2 ± 0.2 mm, con una cortadora

eléctrica, marca Aurora Food Slicer, modelo FS04.

Las rodajas se escaldaron, para esto se sumergió los 300 g de muestra en

6 L de agua a ebullición (90 ºC) por 3 min y enseguida se realizó un choque

térmico con agua potable fría. Se escurrió para eliminar los excesos de agua

y posteriormente se colocaron en el sistema de fritura al vacío para proceder

con la fritura respectiva.

Para la fritura al vacío se utilizó el equipo descrito en la Figura 3, utilizando

13 L de aceite de origen vegetal, DanolinFri 3317, manteniendo una presión

absoluta de 5.23 kPa y la temperatura del aceite en niveles entre

110 a 120 °C.

19

PAPA CHINA

Figura 2. Esquema del proceso para la obtención de chips de papa china

aplicando fritura al vacío

SELECCIONAR

LAVAR

ESCALDAR

ENFRIAR

ESCURRIR

FRITURA AL VACÍO

PESAR

EMPACAR

(90°C, 3min)

20

1 Cámara de vacío; 2 Controlador de revoluciones del motor de la centrifuga;

3 Aceite; 4 Fuente de calentamiento; 5 Bomba de vacío; 6 Control de vacío;

7 Válvula para romper el vacío; 8 Control de temperatura.

Figura 3. Sistema de fritura al vacío

(Serrano, 2013)

En cada ciclo de fritura se procesaron 300 g de muestra de papa china con

aceite de origen vegetal. Se utilizó el sistema de fritura al vacío construido

por Sematech, Ecuador.

Los chips de papa china se pesaron en una balanza, marca Mettler Toledo

ML802E. Se guardaron en papel aluminio y en un frasco de vidrio para su

posterior análisis.

3.3. DISEÑO DEL EXPERIMENTO

Para el desarrollo de este estudio se realizó la aplicación de un escaldado y

seguidamente el proceso de fritura al vacío.

21

3.3.1. ESCALDADO

La materia prima fue sometida a un pre-tratamiento de escaldado, el mismo

que se realizó por 3 min a 90 °C.

3.3.2. PROCESO DE FRITURA AL VACÍO

Se siguió un diseño Central Compuesto Rotacional 22 para la obtención de

los chips y se analizaron los resultados con la Metodología de Superficie de

Respuesta para evaluar los efectos de las variables independientes (tiempo

y temperatura de fritura) como se indica en la Tabla 3, a una presión de 5.23

kPa.

Donde el diseño propuso doce puntos experimentales, dentro de los cuales

se encontraban cuatro factoriales, cuatro axiales y cuatro centrales.

Tabla 3. Combinación de los ensayos del DCCR

VARIABLES CODIFICADAS

TEMPERATURA DE FRITURA (°C)

TIEMPO DE FRITURA (min)

-1 -1 110 10

-1 1 110 14

1 -1 120 10

1 1 120 14

- 0 107.9 12

0 122 12

0 - 115 9.1

0 115 14.8

0 0 115 12

0 0 115 12

0 0 115 12

0 0 115 12

22

Se determinó el tratamiento que permitió obtener chips de papa china que

cumplieron con los siguientes criterios:

Contenidos de humedad y de grasa igual o inferiores a lo requerido por la

normativa legal vigente de bocaditos de productos vegetales en el Ecuador

INEN (2010) detallada en la Tabla 4.

Tabla 4. Requisitos bromatológicos descritos por la NTE 2561

Requisitos Máximo

Humedad (%) 5

Grasa (%) 40

(INEN, 2010)

3.4. CARACTERIZACIÓN DE LOS PRODUCTOS OBTENIDOS

La caracterización de las rodajas fritas de todos los ensayos de papa china

(chips), se realizó en base a sus propiedades fisicoquímicas y aceptabilidad,

determinando el contenido de humedad, grasa y textura de acuerdo a los

siguientes métodos:

3.4.1. CONTENIDO DE HUMEDAD

El contenido de humedad de los chips se realizó en una Termobalanza

Marca Precisa XM 60 / XM66.

3.4.2. CONTENIDO DE GRASA

El contenido de grasa se realizó mediante el Método AOAC 2003.06.

23

3.4.3. FUERZA DE RUPTURA (TEXTURA)

La fuerza de ruptura (textura) se realizó con un Penetrómetro marca 53205

Fruit Pressure tester (fruit firmness).

3.5. ACEPTABILIDAD SENSORIAL

Para determinar la aceptabilidad sensorial de los chips de papa china, se

utilizó una escala hedónica de 1 al 10; en donde 1 significa me disgusta

mucho y 5 me gusta mucho; cuyo formato se presenta en el Anexo 1.

El panel fue integrado por 100 posibles consumidores de diferentes unidades

educativas que visitaron la Planta Piloto de Alimentos de la Universidad

Tecnológica Equinoccial, a cada uno se le entregó un chip de papa china.

3.6. ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Para el análisis de los resultados obtenidos en el DCCR 22 fue utilizado la

Metodologia de Superficie de Respuesta a un nivel de confianza del 90%,

utilizando el Software Statgraphics Centurion XV.II.

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

24

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

La caracterización de la materia prima se realizó con los métodos descritos

en el numeral 3.1.1 de la metodología, y cuyos resultados se presentan a

continuación en la Tabla 5.

Tabla 5. Composición química de la papa china fresca

ANALITO PAPA CHINA

Humedad (%) 70.78 ± 0.19

Grasa (%) 2.43 ± 0.25

Ceniza (%) 4.13 ± 0.0

Proteína (%) 8.17 ± 0.11

Fibra (%) 2.21 ± 0.01

* valores promedio (n=2) ± desviación estándar

Los valores obtenidos en la composición química de la papa china en estado

fresco no son iguales a los reportados en fuentes bibliográficas Posligua et

al. (2009) debido a que dependen mucho las condiciones agrícolas, la

variedad, el clima, el estado de madurez entre otros factores.

4.2. DETERMINACIÓN DE VALORES EN LOS PARÁMETROS

DE LA FRITURA AL VACÍO.

La combinación de los ensayos y los resultados de los análisis de humedad,

grasa y textura se presenta en la Tabla 6, de acuerdo a los datos obtenidos.

25

Tabla 6. Combinación de los ensayos y resultados de los análisis

TEMPERATURA DE FRITURA

(°C)

TIEMPO DE FRITURA

(min)

HUMEDAD (%)

GRASA (%)

TEXTURA (%)

110 10 3.94 14.50 0.30

110 14 3.08 13.21 0.32

120 10 1.12 13.96 0.36

120 14 1.46 13.04 0.37

107.9 12 1.06 13.99 0.57

122 12 2.09 14.63 0.47

115 9.1 2.90 13.94 0.37

115 14.8 2.00 9.67 0.44

115 12 3.54 10.19 0.25

115 12 2.35 13.00 0.34

115 12 2.90 12.15 0.33

115 12 2.05 12.45 0.24

4.2.1. CONTENIDO DE HUMEDAD

El análisis de la varianza indica que no hay influencia significativa de las

variables del proceso (tiempo y temperatura de fritura) en el rango de

estudio, debido a que el valor-p de los coeficientes de regresión de las

variables estudiadas fueron mayores a 0.05.

El R2 reportado fue de 0.36, en donde se puede asegurar que el modelo

explica en un 36 % la variabilidad de la humedad, así como se muestra en la

Tabla 7.

26

Tabla 7. Tabla ANOVA para humedad

Fuente Suma de

Cuadrados Gl

Cuadrado Medio

Razón-F Valor-P

A:Tiempo de fritura 0.799 1 0.799 1.12 0.305

B:Temperatura de Fritura

2.228 1 2.228 3.12 0.095

AA 0.014 1 0.014 0.02 0.890

AB 0.714 1 0.714 1 0.331

BB 2.819 1 2.819 3.95 0.063

Bloques 0.155 1 0.155 0.22 0.647

Error total 12.140 17 0.714

Total (corr.) 18.906 23

R2 36%

El análisis del diseño presenta la siguiente ecuación para la humedad, en

función de las variables codificadas de tiempo y temperatura de fritura.

[1]

% HUMEDAD = -195.636 - 3.348 * t + 3.885 * T - 0.008 * t2 + 0.029 * t * T - 0.018 * T2

Donde:

t = tiempo de fritura

T = temperatura de fritura

Los signos de los coeficientes de regresión de tiempo y temperatura,

explican la tendencia que presenta la variable dependiente humedad, en

donde al cambiar de nivel bajo a alto las variables independientes, la

humedad disminuye. En el gráfico de la Figura 4 se aprecia que la humedad

tiene una relación lineal con el tiempo y una cuadrática con la temperatura

de fritura.

27

Figura 4. Humedad en función del tiempo y temperatura de fritura

Los valores obtenidos para humedad estuvieron entre 1.06% y 3.94%

cumpliendo con los requisitos que establece la Norma Técnica (INEN, 2010),

descrita en la Tabla 4 (máximo 5% de humedad en bocaditos de productos

vegetales). Tomando en cuenta que mientras menor contenido de agua

tenga el alimento mayor tiempo de vida útil tendrán los chips manteniendo

buenas características organolépticas, de esta forma brindando un producto

de calidad.

La humedad que presentaron los chips de papa china fue relativamente bajo

en comparación con estudios reportados de fritura al vacío de diferentes

materias primas. Como Fan et al. (2006) reporto en chips de zanahoria

valores de humedad de 4.12%; Diamante, Presswood, & Savage (2011)

obtuvo en chips de kiwi valores de humedad final de 2.85% y según Sevilla

(2013) en chips de toronja reportó una humedad final de 4.76%.

10.0TEMPERATURA DE FRITURA

120.0

Gráfica de Efectos Principales para HUMEDAD

1.8

2

2.2

2.4

2.6

2.8

3

HU

ME

DA

D

TIEMPO DE FRITURA14.0 110.0

Tiempo de fritura Temperatura de fritura

% H

um

ed

ad

28

4.2.2. CONTENIDO DE GRASA

El análisis de la varianza indica que no hay influencia significativa entre las

variables independientes (tiempo y temperatura de fritura) en relación con la

dependiente (grasa), debido a que el valor-p de los coeficientes de regresión

de las variables estudiadas fue mayor a 0.05.

El R2 representa el 74% de variabilidad de la humedad, así como se muestra

en la Tabla 8.

Tabla 8. Tabla ANOVA para grasa

Fuente Suma de Cuadrados

Gl Cuadrado Medio

Razón-F Valor-P

A:temperatura de fritura 0.004 1 0.004 0 0.960

B:tiempo de fritura 8.505 1 8.505 4.95 0.090

AA 10.458 1 10.458 6.08 0.069

AB 0.034 1 0.034 0.02 0.894

BB 0.309 1 0.309 0.18 0.693

Error total 6.875 4 1.718

Total (corr.) 26.721 9

R2 74%

El tiempo de fritura lineal y la temperatura de fritura cuadrática influyen

significativamente en el contenido de grasa en un nivel de confianza del

90 %.

El análisis del diseño presenta el siguiente modelo matemático para la grasa

en función de las variables codificadas de tiempo y temperatura de fritura.

29

[2]

% GRASA = 839.475 - 14.021 * T - 3.139 * t + 0.060 * T2 + 0.009 * T * t + 0.065 * t2

Donde:

t = tiempo de fritura

T = temperatura de fritura

Los valores de grasa reportados van de 9.67% a 14.63% los cuales se

exponen en la Figura 4 y los mismos que están dentro de los límites

establecidos por la NTE 2561 (INEN, 2010) Bocaditos de Productos

Vegetales, que indica un valor máximo de contenido de grasa de 40%.

Los signos de los coeficientes de regresión de tiempo y temperatura,

explican la tendencia que presenta la variable dependiente grasa, en donde

si se aumenta el tiempo de fritura el contenido de grasa disminuye, pero si la

temperatura de fritura aumenta el contenido de grasa aumenta teniendo una

relación lineal en relación al tiempo y una cuadrática en relación a la

temperatura de fritura, así como se presenta en la Figura 5.

Figura 5. Superficie de Respuesta para el contenido de grasa

Superficie de Respuesta Estimada

110 112 114 116 118 120temperatura de fritura

1011

1213

14

tiempo de friturs

10

11

12

13

14

15

% d

e G

rasa

% G

rasa

Tiempo de fritura

Temperatura de fritura

30

Figura 6. Curvas de Contorno para el contenido de grasa

Debido a que el valor de R2 es relativamente alto se pueden ajustar los datos

a una grafica de superficie de respuesta, por lo que se puede optimizar el

proceso con un tiempo de fritura de 14.8 min y con una temperatura de

114.7 °C, siendo el valor óptimo de grasa de 10.65 % los mismos que son

mostrados en la Tabla 9 y en la Figura 6 que presenta las Curvas de

Contorno para el contenido de grasa.

Tabla 9. Puntos óptimos para grasa

FACTOR ÓPTIMO

Tiempo de fritura 14.8

Temperatura de fritura 114.7

Los valores finales en cuanto a grasa son comparables con lo obtenido por

Suntaxi (2013), que obtuvo chips de oca mediante fritura al vacío con un

contenido de grasa final de 10% y Serrano (2013), que obtuvo chips de

mashua mediante fritura al vacío con un contenido de grasa final del 11%,

muy similar a los chips de papa china que tuvieron un valor óptimo de

Tie

mp

o d

e fritu

ra

Temperatura de Fritura

% Grasa

31

10.65% de grasa. Garayo & Moreira (2002b), obtuvieron chips de papa con

37% de grasa a una temperatura de 144 °C en un tiempo de 6 min. Encina

(2008), obtuvo chips de papa a 150 °C con un contenido de grasa del 34%,

es decir 70% más que los chips de papa china.

4.2.3. ANÁLISIS DE TEXTURA

Luego de realizar el análisis de varianza este nos indica que no existe

influencia significativa de las variables independientes (tiempo y temperatura

de fritura) sobre la textura, debido a que el valor-p de los coeficientes de

regresión de las variables estudiadas fue mayor al 5%.

El R2 igual a 0.49, en donde se puede asegurar que el modelo explica en un

49 % la variabilidad de la textura, así como se muestra en la Tabla 10.

Tabla 10. Tabla ANOVA para textura

Fuente Suma de Cuadrados

Gl Cuadrado Medio

Razón-F Valor-P

A:Tiempo de Fritura 0.001 1 0.001 0.23 0.648

B:Temperatura de Fritura 0.000 1 0.000 0.02 0.905

AA 0.004 1 0.004 0.53 0.492

AB 0.000 1 0.000 0 0.957

BB 0.043 1 0.043 5.35 0.06

Error total 0.048 6 0.008

Total (corr.) 0.094 11

R2 49 %

La Temperatura cuadrática si tendría influencia sobre el contenido de grasa

pero debido a que el R2 es muy bajo no se podría mostrar la metodología de

Superficie de Respuesta.

32

El análisis del diseño presenta la siguiente ecuación para la textura en

función de las variables codificadas de tiempo y temperatura de fritura.

[3]

TEXTURA = 44.357 - 0.119 * t - 0.753 * T + 0.006 * t2 - 0.0002 * t * T + 0.003 * T2

Donde:

t = tiempo de fritura

T = temperatura de fritura

Los signos de los coeficientes de regresión de tiempo y temperatura,

explican la tendencia que presenta la variable dependiente textura, en donde

al cambiar de nivel bajo a alto las variables independientes, la textura

aumenta. En el gráfico de la Figura 4 se aprecia que la textura tiene una

relación cuadrática con el tiempo y la temperatura de fritura.

Figura 7. Textura en función del tiempo y temperatura de fritura

10.0TEMPERATURA DE FRITURA

120.0

Gráfica de Efectos Principales para HUMEDAD

0.29

0.31

0.33

0.35

0.37

0.39

HU

ME

DA

D

TIEMPO DE FRITURA14.0 110.0

Tiempo de fritura Temperatura de fritura

Textu

ra

33

4.3. EVALUACIÓN DE ACEPTABILIDAD SENSORIAL

Las rodajas de papa china que presentaron menor contenido de grasa de

acuerdo a un valor óptimo el cual fue de 10.65 %, fueron evaluadas

sensorialmente mediante una escala hedónica de 10 puntos. El promedio de

la evaluación sensorial de acuerdo a los atributos se presenta en la

Figura 8.

Figura 8. Promedio de los atributos de evaluación sensorial

El promedio de aceptabilidad para los diferentes atributos fue para el color

7.73 ± 1.79, para el olor 7.68 ± 2.03, para el sabor 8.4 ± 1.38 y para la

textura 8.54 ± 1.34; teniendo en cuenta que no existen diferencias

significativas entre cada parámetro, concluimos que el producto es aceptado

por los consumidores.

7.73 7.68 8.4 8.54

0

2

4

6

8

10

COLOR OLOR SABOR TEXTURA

34

Figura 9. Calificación para la aceptabilidad global de

chips de papa china

Los chips de papa china procesados con menor contenido de grasa

obtuvieron una aceptabilidad del 82% por parte de los encuestados que

otorgaron una calificación de 8, 9 y 10, y el 14% una puntuación de 7 lo que

significa que el producto es aceptable para el 96% de las personas

encuestadas, como se muestra en la Figura 9. Cabe recalcar que ninguno de

los encuestados le otorgo calificaciones de 0, 1, 2, 3 y 4, es decir que no

existieron personas que les disguste el producto.

0 0 0 0 1 3 14

34 35

13

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fre

cu

en

cia

de r

es

pu

es

ta

Calificación para aceptabilidad global

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

35

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES

Los tubérculos de papa china presentan un alto contenido de almidón,

limitando su consumo por ser poco agradable para el paladar del ser

humano.

No se pudo optimizar el proceso debido a que el valor-p era superior a

0.05 y el R2 muy bajo , es decir los datos no se ajustaban a la grafica

de Superficie de Respuesta.

Los chips de papa china presentaron una textura muy similar a chips

de otros alimentos existentes en el mercado, debido a que no se

presentaron influencia significativa en cuanto a valores de fuerza de

ruptura.

Las condiciones apropiadas para la fritura al vacío en chips de papa

china se obtuvo mediante pruebas en donde se estableció una

temperatura de 114.7 °C en un tiempo de 14.8 min.

Se pudo comprobar que la aplicación de la técnica de fritura al vacío

reduce el contenido de grasa en el producto, obteniendo productos

con características organolépticas buenas, siendo este un producto

saludable.

Los chips de papa china presentaron contenidos de grasa óptimos de

10.65 %, lo que cumple con la reglamentación ecuatoriana y son

menores a los reportados en otros productos obtenidos mediante

fritura al vacío.

36

La aceptabilidad sensorial realizada a los consumidores demostró que

los chips de papa china son aceptables en un 96 %, lo que indica que

el producto tiene buenas características sensoriales en cuanto a color,

color, sabor, y textura (crocancia).

37

5.2 RECOMENDACIONES

Realizar un estudio de vida útil de este producto.

Realizar un estudio de pre-factibilidad en chips de papa china.

Aplicar la técnica de fritura al vacío en diferentes variedades de frutas,

vegetales y tubérculos para de esta manera ofrecer al mercado

productos más saludables para el ser humano.

Realizar chips con sabores naturales o artificiales.

Buscar una alternativa para tratar de mejorar el color de los chips de

papa china.

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38

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ANEXOS

45

ANEXO 1

FORMATO DE LA ENCUESTA DE ACEPTABILIDAD SENSORIAL DEL PRODUCTO

“CHIPS DE PAPA CHINA”

Por favor deguste la siguiente muestra, e indique su nivel de agrado de

acuerdo a los siguientes parámetros, mediante una escala del 1 al 10, donde

1 significa “me disgusta mucho” y 10 “me gusta mucho”

MUESTRA

GRADO DE ACEPTABILIDAD

Color

Olor

Sabor

Textura (Crocancia)

Aceptabilidad Global

Comentarios………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………

GRACIAS POR SU COLABORACIÓN

46

ANEXO 2

RESULTADOS DE LA CARACTERIZACÓN QUÍMICA DE LA PAPA

CHINA FRESCA

47

ANEXO 3

FIGURAS DEL PROCESO DE OBTENCION DE CHIPS

DE PAPA CHINA

Recepción y Selección de la Materia Prima

Rebanado y Escaldado

48

Fritura al Vacío

Empacado

49

Análisis Químicos

Determinación de Humedad

Determinación de Grasa

50

Determinación de Textura

Aceptabilidad Sensorial