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UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA
VICEPRESIDENCIA DE INVESTIGACIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA EN PROCESOS INDUSTRIALES
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS
ALIMENTARIAS
INFORME DE INVESTIGACIÒN FORMATIVA
“EVALUACIÓN Y ELABORACIÓN DE MERMELADA DE OCA ( OXALIS TUBEROSA )” Tipo de investigación: Experimento Línea de investigación: propiedades fundamentales, químicas, bioactivos y nutricionales en innovación en procesos de tubérculos y granos andinos, frutos tropicales en la industria alimentaria. DOCENTE: Mtro. Juan Américo Farfán Flores ASIGNATURA: Química Orgánica SEMESTRE: II SEMESTRE ACADÉMICO: 2022-I INTEGRANTES: Omar Cari Ticona Yenny Rosmery Turpo Chipana Briguida Blanca Yucra Caira Juliaca-Perú 2022
ÍNDICE GENERAL
- RESUMEN........................................................................................................................................ INDICE GENERAL
- INTRODUCCIÓN.............................................................................................................................
- CAPÍTULO I: MARCO TEÓRICO...................................................................................................
- 1.1. Origen
- 1.2. Ubicación Taxonómica
- 1.3. Características generales sobre el cultivo de Oca.
- 1.4. Producción y rendimiento del cultivo.
- 1.5. Composición química.
- 1.6. Contenido de elementos nutritivos.
- 1.7. Industrialización y usos
- 1.8. Beneficios del consumo de oca
- 1.9. Generalidades sobre endulzamiento de la oca
- 1.10. Elaboración de mermelada
- CAPÍTULO II: METODOLOGÍA...................................................................................................
- 2.1. Lugar de ejecución
- 2.2. Materiales
- 2.3. Instrumentos y equipos
- 2.4. Diagrama de flujo de la elaboración de mermelada de oca
- 2.5. Indicadores fisicoquímicos de la mermelada
- 2.6. Indicadores de calidad sensorial de la mermelada
- CAPITULO III: RESULTADOS Y CONCLUSIONES...................................................................
- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................................................
Palabras claves: Oca (oxalis tuberosa), mermelada, elaboración. INTRODUCCIÓN En el mundo actual, la tendencia alimenticia está orientada a la búsqueda de alimentos naturales, con propiedades nutricionales y funcionales, debido a la proliferación de alimentos nocivos para la salud. Sin embargo, la naturaleza siempre ha sido benéfica para la humanidad al ofrecernos alimentos con muchas bondades naturales. Los componentes que han cobrado importancia en estos tiempos son los antioxidantes, que se trata de un grupo de vitaminas, minerales, colorantes naturales y otros compuestos de vegetales y enzimas, que bloquean el efecto perjudicial de los radicales libres. La gran mayoría de los antioxidantes se encuentra en alimentos vegetales, y en los cultivos andinos, ricos en compuestos fenólicos que son considerados metabolitos secundarios de las plantas, existe evidencia creciente que demuestra el efecto benéfico de los mismos en la salud y nutrición humana, este se basa en la capacidad antioxidante y sus posibles beneficiosa la salud tales como reducción de enfermedades coronarias, mejora de la agudeza visual, y actividad anti cancerígena. El Perú es considerado uno de los 10 países mega diversos del mundo, y la región de Puno cuenta con una amplia diversidad genética en cuanto a tubérculos andinos se refiere, los que no son debidamente explotados, en especial la oca; ya que por su alto contenido de humedad de alrededor del 74% por lo que es bastante perecible, siendo necesario disponer de alternativas para su conservación, a su vez el desconocimiento del uso de los mismos como funcionales, la oca así como otros tubérculos nativos es rico en compuestos bioactivos especialmente en antioxidantes, que son sustancias existentes en determinados alimentos que nos protegen frente a los radicales libres, causantes de los procesos de envejecimiento y de algunas otras enfermedades, el cuerpo las produce pero, la acción de estas enzimas barredoras, pueden ser suplementadas por una dieta rica en antioxidantes.
CAPÍTULO I: MARCO TEÓRICO
LA OCA ( oxalis tuberosa )
1.1. Origen
El centro de origen de la oca es la región situada entre Puno y Cusco, en esta se encuentran diferentes variedades de Oca, su producción suele ser mayor que en otras zonas alto andinas. (Lacaveratz y Cordier, 1996 citado por Tapia, 2000). La Oca ( Oxalis tuberosa Mol.) es una planta oxalidácea, de origen incierta; y presume que los predecesores silvestres aparecieron en las zonas altas del Perú y fueron extendidos hacia el Norte y Sur, según la variación actual la región altiplánica Perú- Bolivia, sería el centro de origen de Oxalis. (Tapia, 1990). Se menciona que la región situada entre Puno y Cusco es el centro de origen de la oca, argumentando que en esta zona se encuentra el mayor número de variedades. Se reportaron 56 variedades de oca en esta zona y en la región de Yunguyo se ha identificado 18 variedades, siendo los más frecuentes, la Kellasunta, keni, Junco Luque, Q’ello ojo rojo, Chearaluke, Sabacire rojo y Waca Like y, las variedades menos frecuentes son Macura amarilla, Kusillo, Solterito Herrera, citado por (Orbegozo, 1958). En el Perú existen 82 variedades pertenecientes a diferentes países, de los cuales 50 son oriundos del Perú, siendo la variedad keni la de mayor importancia económica; la precedencia del nombre de esta especie se debió a que Juan Ignacio de Molina descubrió por primera vez la planta de Oca en 1782. (C.I.P., 1996) La Oca es uno de los cultivos que se encuentra segundo en importancia, después de la papa, esta difundido desde la zona de Trujillo (Venezuela), el Departamento de Nariño (Colombia), hasta la zona de Tilcara y Humahuaca en la Provincia de Jujuy (Argentina); encontrándose la mayor variabilidad genotípica en el altiplano peruano – boliviano, por lo que se cree que sea el centro de origen.
días aproximadamente después de la germinación y se concluye a los 200 días, el índice de tuberización puede llegar hasta 6,6 g/días. La mayor variabilidad de ecotipos de oca, se encuentran en los valles interandinos de Cusco, Puno y Ayacucho (Perú) y en el altiplano peruano-boliviano, considerando un tercer Sub-Centro que puede estar centralizado en el Departamento de Cajamarca y el Sur de Ecuador por las características particulares de la Oca de esa zona. (Lescano, 1994 citado por Segura, 1999). La Oca es importante, por ser una planta alimenticia autóctona del área andina, cuya rusticidad le ha permitido adaptarse al clima riguroso de la Sierra, presenta tolerancia a la sequía, es afectado por escasas plagas y enfermedades, aunque presenta susceptibilidad a las heladas. Los tubérculos se caracterizan por su buen valor nutritivo, con un contenido de 0,5 a 1,6 % de proteína en muestra fresca, contiene un alto contenido de carbohidratos, elevado contenido de vitamina C.
1.4. Producción y rendimiento del cultivo.
El cultivo de la oca tiene un gran potencial de industrialización ya que el Perú produce más de 94.04 TM de oca al año, siendo los principales productores los departamentos de Cusco, Cajamarca y Puno. La posible industrialización de la oca depende también de la disponibilidad del producto en la zona; y aunque Tacna produce oca exclusivamente para consumo del campesino, el mercado se ve abastecido en su gran mayoría por la producción del departamento de Puno, con un 35,9% de toda la producción nacional; lo que representa 36.089 toneladas de oca (INEI, 2010). Cultivo de oca (Oxalis tuberosa Mol). o Cultivares en puno: El departamento de Puno produce más de 27 variedades de oca (INEI, 2010); cada una de estas variedades tiene características distintas; las variedades más representativas con las cuales se pueden elaborar distintos productos. según Tapia y Fries (2007) en puno se tienen los siguientes cultivares:
- Keny blanca
- Keny roja o rosada
- Amarilla (kello)
- Solterito
- Huaricuyo Los cultivares de oca son diferenciados por el agricultor principalmente por sus características en el tubérculo, aunque también se consideran algunas características del follaje, como el color de los tallos y el porte de la planta. Los criterios más importantes que toma en cuenta el agricultor son el color, la forma y la coloración de los ojos del tubérculo, de una manera similar a los descriptores técnicos referente al color secundario y su distribución. (Yenque y col. 2008). El área sembrada reporta un crecimiento promedio anual de 0.13%, debido a que el cultivo no se promueve adecuadamente por parte de productores e instituciones afines; teniendo a la papa en el grupo de tubérculos priorizados en la producción.
1.5. Composición química.
En cuanto al contenido de vitaminas y minerales se describe en la Tabla, en comparación con la papa se destaca un mayor contenido de calcio y vitamina C en la oca. Contenido de energía, minerales y vitaminas en oca (100g materia húmeda) Oca Oca endulzada Energía (kcal) 61 325 Minerales Fosforo (mg) 39 64 Hierro (mg) 0.9 1. Vitaminas B1 (mg) 0.07^ 0. Niacina (mg) 0.42 1. C (mg) 38.4 33 Fuente: Cadima, X., Garcia, w & Ramos (2003).
1.6. Contenido de elementos nutritivos.
Este tubérculo tiene uno de los más altos contenidos de Vitamina C entre cultivos similares, considerando que la población de las zonas alto andinas tiene un bajo consumo de
La oca, tiene amplias posibilidades de transformación en harinas (galletas, panes, otros), mermeladas, pudiendo conservarse por mucho tiempo mediante la deshidratación y secado al sol. En tal caso se denomina “Kcaya” que es un producto de color obscuro. Otros Es utilizado mayormente de manera tradicional. utilizado —incluso— para desinflamar los testículos. Esta pequeña raíz alto andina con múltiples formas y colores, posee alto contenido de vitaminas (especialmente C), minerales (calcio, fósforo y hierro), mucílago y algo de proteínas. 1.8. Beneficios del consumo de oca Rico en proteínas con un buen balance de aminoácidos, es asimismo una buena fuente de fibra y alto en antioxidantes. Descrito en las crónicas de los conquistadores españoles, las representaciones cerámicas indican que la oca fue un alimento básico altamente reverenciado desde los tiempos precolombinos. -Reduce el dolor y la hinchazón.
- Cicatriza rápidamente las heridas.
- Sirve como un efectivo astringente.
- El zumo de las hojas sirve para el dolor de los oídos.
- El emplasto se utiliza para desinflamar los testículos.
- El zumo ayuda a eliminar manchas, ya que contiene oxalato de potasio.
- Se utiliza para desinflamar zonas delicadas del cuerpo.
- Mejora la salud cerebral, por lo cual las personas que padecen de Alzheimer pueden beneficiarse con su consumo.
1.9. Generalidades sobre endulzamiento de la oca
El proceso de endulzado de oca no tiene número de días determinado, recién cosechadas tienen un color claro que va amarillándose según avanza los días de endulzado asimismo va soltando la humedad y poniéndose seca y suave. Las se pueden endulzar de dos maneras uno directamente extendidas al sol sobre el suelo o colgadas en una soga amarradas entre dos de ellas. El colector solar almacena de alguna manera la radiación luminosa del sol, eliminando las radiaciones ultravioletas abióticas y dejando pasar exclusivamente la radiación infrarroja siendo esta energía la que estimula los cambios químicos en las plantas y de igual forma la trasformación de almidón en azucares. Tiempo de soleado y contenido de azucares Cambios fisicoquímicos en la etapa de endulzamiento : En la fase de endulzamiento ocurren ciertos cambios que se observan a continuación (Ruiz, 2010):
- Pérdida de agua: A mayor tiempo transcurrido en el sol los tubérculos experimentan una mayor pérdida de agua (Ruiz, 2010). Acidez titulable: La concentración de acidez guarda relación con el grado de madurez del tubérculo (disminuye a 40 mg de ácido oxálico) (Barrera et al., 2004).
- Almidón total: Guarda estrecha relación con el contenido de humedad y las reacciones bioquímicas en el tubérculo (Barrera et al., 2004).
- Evaluación visual de daños físicos: Los tubérculos endulzados toman una apariencia arrugada, de cáscara dura y oscura, perdiendo la apariencia y calidad final (Ruiz, 2010). TIEMPO (días) CONTENIDO DE AZUCARES (ºBrix) 0 3 5 7 10 20
mermelada de acuerdo al pH de la pulpa de frutas y de esta manera estabilizar la acidez entre los valores de 3 a 8 % (Coronado , 2001). d) Pectina: La fruta contiene en las células de sus membranas una sustancia natural gelificante que se denomina pectina; la cantidad y calidad de pectina presente, depende del tipo de fruta y de su estado de madurez (Coronado, 2001). Las frutas que no alcanzaron todavía su madurez óptima contienen una mayor cantidad de protopectina, la cual no tiene el mismo poder gelificante que la pectina. A medida que la fruta va madurando, la protopectina se transforma en pectina; mejorando su capacidad gelificante. Pero cuando la fruta esta sobre madurada, la pectina presente se va transformando en azúcares disminuyendo su contenido (Charley, 1991). En relación al tipo de frutas, hay algunas que en su composición tienen un alto contenido de pectina como son las manzanas agrias, frambuesas, pero también hay algunas con una bajo o casi nulo contenido de pectina (Charley, 1991). e) Conservante: Junto a tratamientos físicos, existen múltiples sustancias químicas que son apropiadas para inhibir el desarrollo de microorganismos (Vollmer , 1999). Los conservantes son sustancias que se añaden a los alimentos para prevenir su deterioro, evitando de esta manera el desarrollo de microorganismos, principalmente hongos y levaduras. Los conservantes químicos más usados son el sorbato de potasio y el benzoato de sodio con una dosis máxima de 0,1% Para que cumplan con su efecto deben ser incorporados de manera homogénea en el producto (Coronado, 2001).
CAPÍTULO II: METODOLOGÍA
2.1. Lugar de ejecución
El presente trabajo de investigación se desarrolló en la ciudad de Juliaca, a 3824 m.s.n.m. El presente trabajo se llevó a cabo con los materiales y equipos necesarios, en un ambiente adecuado para la ejecución de obtención de mermelada e oca.
2.2. Materiales
Materia Prima Se trabajó con la variedad de Oca ( Oxalis tuberosa Mol). variedad kello H2O Canela Azúcar Pectina Ácido cítrico Preservantes
2.3. Instrumentos y equipos
olla licuadora termómetro bixometro
recepción: durante este proceso evaluarla oca: peso variedad, clasificación por tamaño, sanidad y aspectos de madurez. selección: se elimina las magulladuras, con manchas negras o podridas las quemadas por el sol, por el viento y las que tengan defectos notorios. clasificación: la clasificación se realiza por tamaño forma y color se puede trabajar con ocas, de tamaño uniforme para poder homogenizar el producto y también obtener buenos rendimientos lavado y desinfectado: esta operación tiene por finalidad eliminar tierra y suciedad de la superficie, así como también eliminar la flora bacteriana normalmente presente en la superficie de la materia prima las ocas se lavan por inmersión en agua potable manualmente en una solución de cloro activo de 5ppm. pelado: se pelan en forma manual empleando cuchillos de acero inoxidable y luego los productos pelados de sumergen en agua potable fría para poder eliminar el almidón. cortado: Este proceso se puede hacer manualmente utilizando cuchillos primero se realiza el corte de la cola (para desecharlo), después el cuerpo para su mejor licuado en la licuadora. Licuar con el 25% de agua. pre cocción.: esta operación se realiza para que al momento de licuado sea más fácil se tiene que pre coser por 5-10minutos. pulpeado: Consiste en obtener la pulpa. Se pueden utilizar licuadoras o peleadoras. En este paso es importante pesar la pulpa porque de esto dependerá el cálculo del resto de ingredientes. cocción de la oca:
Una vez lista la oca, se realiza la cocción, agregándole una tercera parte de azúcar luego otro de los tercios y casi al final de la cocción se le agrega la pectina con la última parte del azúcar. Luego se añade el ácido cítrico para ajustar el pH y por último los preservantes. envasado: se realiza para evitar el producto de las contaminaciones y evitar sabores y olores extraños en bolsas de polipropileno. almacenado: almacenar en un lugar fresco y seco.
2.6. Indicadores de calidad sensorial de la mermelada
La Norma Técnica Peruana (1991) no establece de manera especificada la cantidad de pectina que se debe agregar para tener un producto estable ni tampoco un rango de viscosidad adecuada para la mermelada. En cuanto a la cantidad de pectina, Cheftel (1976) establece las zonas de existencia del gel pectina-azúcar-ácido para tres contenidos en pectina (0,25%, 0,5%, 1%). La norma técnica no determina los valores adecuados de viscosidad que debe tener la mermelada. Cuando se realiza la medición de la viscosidad a partir de un viscosímetro de Brookfield, se realiza a una velocidad determinada que da como resultado un valor de viscosidad. Cuando se modifica esta velocidad se obtiene diferentes valores de viscosidad, con los cuales a través de una recta se obtiene el coeficiente de consistencia (K) y el índice de comportamiento de flujo (n), donde n<1 (Riveiro, 2008); valores que sirven como indicadores. En el cuadro Nº 13 se puede observar el coeficiente de consistencia (K) y el índice de comportamiento del flujo (n) n dos mermeladas comerciales. 2.6. Indicadores de calidad sensorial de la mermelada Consistencia buena: Es la que presenta la mermelada en la cual la fruta entera, los trozos, tiras o partículas finas de la misma, están dispersos uniformemente en todo el producto (Norma Técnica Peruana, 1991). Color bueno: Mermelada de color brillante prácticamente uniforme a través de todo el producto y característico de la variedad o variedades de frutas empleadas en la preparación y libre de oscurecimiento debido a elaboración defectuosa (Norma Técnica Peruana, 1991).
CAPITULO III: RESULTADOS Y CONCLUSIONES
Caracterización de la materia prima Índice de madurez El índice de madurez nos permite determinar en qué estado se encuentra la materia prima, ya que las condiciones iniciales de la misma modifican el producto final (fruta demasiado madura no permite la formación del gel importante en la elaboración de mermelada). Para determinar el índice de madurez de la oca ( Oxalis tuberosa ) se determinó el contenido de solidos solubles y el % de acidez titulable. El valor del índice de madurez de la manzana corriente variedad San Antonio varía de acuerdo al estado de madurez en el que se encuentra; si se la cosecha demasiado pronto esta será muy acida debido a su alto contenido en ácidos y bajo en azúcares. Si se cosecha demasiado tarde quedará sosa, debido a su menor contenido en ácidos y más alto en azúcares. Se necesita, pues, una buena relación entre ambas (equilibrio) y, además, que los valores absolutos de los dos factores sean altos (Delhom, 1987). Este bajo contenido de materia seca también se debió a las condiciones agronómicas del suelo donde se cultivó la materia prima (suelo muy pobre), a la falta de precipitaciones, a factores genéticos, a los cambios climáticos, etc. (Sanjinez, 2009). Análisis proximal del material En cuanto a los carbohidratos totales la oca variedad K’ellu Kamusa presentó un elevado contenido (13,6 %) no solo por los azúcares naturales del tubérculo sino también por el contenido de almidón, el cual representa un rendimiento de 15,89%; valor muy cercano al almidón presente en la papa (14,5 a 17,8 %), detallado por Barrera et al. (2004). La manzana presentó un alto contenido de azúcares (13,0 %) debido al estado de madurez en el que se encontraba. En la primera etapa de desarrollo de la manzana corriente, ésta presentó un elevado contenido de almidón el cual quedó almacenado en el fruto, pero cuando se llegó a la etapa de madurez fisiológica, este almidón se hidrolizó en azúcares más simples. Una vez que terminó la
maduración, el almidón desapareció casi por completo quedando los azúcares solubles, los cuales son medidos por el refractómetro (sólidos solubles). Proceso de endulzado de la oca ( Oxalis tuberosa ) La etapa de soleado de las ocas es un proceso de acondicionamiento de la materia prima. En esta etapa se realizó el soleado de las ocas siguiendo los parámetros establecidos en el proceso de elaboración de la mermelada. Luego de 16 días de soleado se observaron las variaciones de sólidos solubles y pH. transcurrieron los días de soleado desde el primero hasta el décimo sexto día, este contenido se modificó hasta valores de 9,57% (Figura N° 16). La hidrólisis parcial de este carbohidrato a azúcares más simples como las dextrinas permitió el aumento de los azúcares solubles y por consiguiente un aumento en los grados Brix del tubérculo. Proceso de elaboración de mermelada. Se trabajó con la oca variedad K’ellu Kamusa y la manzana corriente variedad San Antonio para poder elaborar las muestras de mermelada. Se realizó el análisis de índice de madurez y se determinó que tanto la oca se encontraba en un estado de madurez fisiológico óptimo para ser utilizadas en el proceso de elaboración. Se eliminó parte de la materia prima que se encontraba con deterioro, especialmente las ocas con presencia de hongos. Se soleó los 25 kilos de oca en una superficie plana en tandas de 3 kilos, desde las 11 de la mañana hasta la 1 de la tarde por ser las horas de mayor exposición al sol, a una temperatura ambiente (26 a 30 °C) por 16 días Dentro de los 16 días de soleado, específicamente entre el décimo al décimo segundo día del proceso de endulzado se obtuvo el mayor aumento en cuanto al contenido de sólidos solubles de la oca (de 7,5°Brix a 13,6° Brix); así como también el mayor aumento en cuanto a valores de pH (de 4,5 a 6,2). El proceso de cocción. Se llevó la mezcla a una olla de acero inoxidable y se cocinó a fuego lento. Cuando la mezcla llegó a los 30°Brix se agregó las dos terceras partes del total del azúcar a añadir (60% de azúcar) en forma directa reservando la última parte para poder
