Msc. Francisco Andrade S. Msc. José Antonio Suárez



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Tabla 5.11 Formula de BM212

MATERIALES (%)

Energía/g

Proteína/g

Harina de arroz

54.60

0.7

Sémola de maíz

70.96

0.6

Harina de soya

106.60

9.6

Okara

240.70

6

Panela

80.00

-

Coco rayado

30.5

-

Mantequilla

23.1

-

Elaborado por: Karín Coello O.
Se tienen entonces dos tipos de productos: harinas pre-cocidas para las bebidas y papilla instantáneas y para productos horneados. El proceso de elaboración de harinas pre-cocidas se describe a continuación:
Recepción de Materia Prima: Previo a la aceptación de las materias primas se realizan análisis rápidos de humedad, como parámetro físico más importante; aflatoxinas como control microbiológico; y para el caso de la harina de soya, la prueba de Actividad Ureásica. Luego de aceptada la materia prima, es almacenada en bodega y se procede a realizar el resto de análisis físico-químicos y microbiológicos.
Pesado y Mezcla:

De Materias Primas: Según el producto a realizar, se procede a pesar las materias primas en la proporción definida y mezclarlas.
Adición de agua: A esta mezcla de harinas se adiciona agua potable de consumo humano a 45ºC aproximadamente en una proporción de tres a uno volumen/masa, y se agita hasta formar una masa homogénea.
Pre-cocción: Se realiza con agitación constante, para evitar la formación de grumos. La temperatura se eleva hasta alcanzar la temperatura de proceso y se mantiene hasta cumplir el tiempo de proceso definido. Luego se retira la masa pre-cocida para su colocación en bandejas para el secado.
Secado: Se colocan las bandejas en el secador, se establece la temperatura de secado y, una vez alcanzado el tiempo previamente definido, se retiran las bandejas y se dejan enfriar para retirar las hojuelas que serán molidas.
Molienda y Tamizado: Se carga el molino con las hojuelas secas a una velocidad constante. El producto molido pasa por una criba de apertura definida y es enviado a reproceso en caso de no pasar el tamiz.
Empaque: La harina final obtenida es pesada y empacada en sacos de polietileno para su posterior almacenamiento.
El proceso puede continuar con la elaboración de los productos de reconstitución instantánea adicionando 2 etapas más:
Pesado: Se pesan los ingredientes según la formulación del producto a elaborar, papilla o bebidas.
Mezcla: Los ingredientes secos pesados se incorporan entre sí mediante agitación. En el caso de la papilla, el aceite es adicionado luego mediante goteo constante, y se mantiene la agitación hasta lograr un polvo homogéneo. El polvo finalmente obtenido, está listo para ser empacado.
Diagramas de flujo
En la figura 5.1 se presenta el diagrama de flujo especificando las etapas del proceso experimental de elaboración de harinas pre-cocidas y sus respectivos parámetros a nivel laboratorio y en la figura 5.2 se muestra el proceso de elaboración de productos de reconstitución instantánea a partir de la harina pre-cocida previamente elaborada.



FIGURA 5.1. Proceso de elaboración de mezclas de harinas pre-cocidas



FIGURA 5.2. Proceso obtención de productos en polvo para reconstitución instantánea

    1. Análisis estadístico de las pruebas sensoriales




      1. Resultados de las pruebas afectivas

Luego de realizar las pruebas de evaluación sensorial, se analizaron los datos estadísticamente para determinar la fórmula con mejor puntuación de cada producto. Se presentan en la tabla los valores de t calculada.


En dos casos la t calculada resultó mayor a la t teórica, que es 1,7 y por lo tanto sí existe diferencia significativa entre los tratamientos de los productos.
Tabla 5.12 Valores calculados t de Student

VALORES

Papilla

Colada

ΣD

14

18

ΣD2

18

23

t Calculada

3,81

4,604

Según este análisis las mejores fórmulas son para cada uno de los casos como se aprecia en la siguiente tabla:


Tabla 5.13 Resultados de la prueba hedónica. Puntaje promedio

Puntuación

Descripción

Mezcla base

1

2

3

4

+2

Me gusta mucho

17

2

4

2

+1

Me gusta

12

28

18

12

0

Ni me gusta ni me disgusta

11

10

16

16

-1

Me disgusta

0

0

2

10

-2

Me disgusta mucho

0

0

0

0






1,15

0,8

0,6

0,15

Elaborado por: Karín Coello O.

      1. Resultados de las pruebas discriminativas

Luego de realizada la experimentación, y con ayuda del software estadístico, se analizaron las variables de respuesta de cada tratamiento, comprobándose previamente la normalidad y homogeneidad de los datos; el procedimiento seguido se describe en detalle en el Apéndice G.
Análisis de Varianza

Utilizando el Modelo Lineal General para el diseño de 3k, y trabajando con un nivel de significancia α= 0,05; se compara el valor P de cada tratamiento con el valor anterior, y si P es menor a α, se considera que dicho tratamiento o interacción de tratamientos, tienen una influencia significativa en la variable respuesta; estos resultados se presentan en la tabla 5.14.


En este caso se rechaza la hipótesis nula, ya que sí existe al menos un tratamiento para el cual la muestra presenta diferencia significativa de textura y color. Dichos tratamientos fueron: “Temperatura de Proceso”, con valor P= 0,000; “Tiempo de Proceso”, con valor P= 0,019; y su interacción con un P= 0,003.

Para determinar los mejores niveles de los tratamientos con mayor influencia sobre la variable respuesta, se observaron las gráficas de Efectos Principales y la de Interacción de Tratamientos (Figuras 5.1 y 5.2).


En el gráfico 5.1 se puede apreciar que para el tratamiento “Temperatura de Proceso” el nivel con que se obtuvo mayor puntaje fue 72 °C; así mismo para el tratamiento “Tiempo de Proceso” el mejor nivel fue de 4 minutos.


GRAFICO 5.1. EFECTOS DE LOS TRATAMIENTOS SOBRE PROPIEDADES SENSORIALES
En la gráfica de Interacción de Tratamientos, gráfico 5.2, se aprecia la interacción entre “Temperatura de Proceso” y “Tiempo de Proceso”, la cual muestra valores de puntuación más altos a los 4 minutos de proceso y con temperaturas de 70 y 72 °C.
Dado que se requieren dos mezclas para elaborar los dos productos propuestos, se analizan las gráficas anteriores para encontrar los niveles de “Mezcla” que ofrezcan una puntuación más alta; los cuales corresponden a PM101 y CM202.
Tabla 5.14 Tabla de análisis de varianza

Modelo lineal general:
Factor Tipo Niveles Valores

Mezcla fijo 3 1:1. 2:1. 3:1

ºT Proceso (ºC) fijo 3 68. 70. 72

Tiempo Proceso (min) fijo 3 2. 4. 6

Análisis de varianza, utilizando SC ajustada para pruebas
Fuente GL SC sec. SC ajust. MC ajust. F

Mezcla 2 2,8723 2,8723 1,4361 3,45

ºT Proceso (ºC) 2 26,0015 26,0015 13,0008 31,27

Tiempo Proceso (min) 2 5,5933 5,5933 2,7967 6,73

Mezcla*Tiempo Proceso (min) 4 3,0234 3,0234 0,7559 1,82

Total 26 57,7475


Fuente P

Mezcla 0,083



ºT Proceso (ºC) 0,000

Tiempo Proceso (min) 0,019

ºT Proceso (ºC)*Tiempo Proceso (min) 0,003

Total


S = 0,644765 R-cuad. = 94,24% R-cuad.(ajustado) = 81,28%

Elaborado por: Karín Coello O.





GRAFICO 5.2. INTERACCIÓN DE TRATAMIENTOS

      1. Correlación de textura

Para el análisis de resultados de correlación se utilizó el paquete estadístico Statgraphics plus versión 5.1 donde se muestra los resultados del ajuste al modelo lineal para describir la relación entre Sensorial y Instrumental. La ecuación del modelo ajustado es:

Sensorial = 5,32902 - 0,0195211*Instrumental Ec. 4

En la tabla 5.15 se muestra los resultados promedio de las mediciones sensoriales e instrumentales correspondientes y en el gráfico 5.3 se aprecia la correlación entre las dos variables. En el eje y se representan los valores promedio de las mediciones sensoriales realizadas por los jueces y en el eje x los valores promedio de las mediciones realizadas con el consistómetro.

En el análisis de varianza (Tabla 5.16) se obtienen los siguientes estadígrafos:


Coeficiente de Correlación = -0,592773

R-cuadrado = 35,138 porcentaje

Error estándar de est. = 1,32336

Estadístico de Durbin-Watson = 1,25679 (P=0,0990)


Tabla 5.15 Correlación entre la medida sensorial e instrumental

Código muestra

Prueba sensorial

Medición instrumental (g/cm-min)

345

6

0.9

435

6

0

432

5

1.25

545

5

0

609

4

1.9

791

6

0

849

5

0

867

6

0

900

4

1.3

971

1

10.5

Elaborado por: Karín Coello O.



GRAFICO 5.3. Modelo lineal ajustado

Dado que el p-valor en la tabla ANOVA es inferior a 0.10, existe relación estadísticamente significativa entre Sensorial y Instrumental para un nivel de confianza del 90%.


El estadístico R-cuadrado indica que el modelo explica un 35,138% de la variabilidad en Sensorial. El coeficiente de correlación es igual a -0,592773, indicando una relación moderadamente fuerte entre las variables. El error estándar de la estimación muestra la desviación típica de los residuos que es 1,32336. Este valor puede usarse para construir límites de la predicción para las nuevas observaciones.
El error absoluto medio (MAE) de 0,994144 es el valor medio de los residuos. De acuerdo al estadístico Durbin-Watson (DW) dado que el p-valor es superior a 0.05, no hay indicio de autocorrelación serial en los residuos.
Tabla 5.16 Análisis de varianza

Elaborado por: Karín Coello O.




    1. Análisis de sensibilidad del modelo Optimizado

El informe de Respuestas muestra q para obtener 100 g de mezcla base 4 sujeto con el máximo nivel proteico se deben mezclar 20% de harina de soya baja en grasa, 10% de sémola, 60% de okara y 10% de arroz para elaborar producto barras. Además indica que mientras las cantidades de sémola y arroz no pueden variar, la de soya puede variar entre el 10 y el 20 por ciento sin que la solución óptima varíe.

Tabla 5.17. Resumen del Informe de respuestas de Solver

 

 

 

 

 

 

Celda__Nombre__Valor_original__Valor_final'>Celda

Nombre

Valor original

Valor final




 

$G$6

proteinas

27,5

16,9




 

 













 

Celda

Nombre

Valor original

Valor final




 

$C$3

cantidad (g) soya

50

20




 

$D$3

cantidad (g) semola

30

10




 

$E$3

cantidad (g) okara

10

60




 

$F$3

cantidad (g) arroz

10

10




 

 













 

Celda

Nombre

Valor de la celda

Fórmula

Estado

Divergencia

$J$11

calorias mezcla

366,266

$J$11>=121

Opcional

245,266

$H$9

MASA TOTAL

100

$H$9=100

Opcional

0

$F$3

cantidad (g) arroz

10

$F$3>=10

Obligatorio

0

$D$3

cantidad (g) semola

10

$D$3>=10

Obligatorio

0

$C$3

cantidad (g) soya

20

$C$3>=10

Opcional

10

$C$3

cantidad (g) soya

20

$C$3<=20

Obligatorio

0

$E$3

cantidad (g) okara

60

$E$3>=5

Opcional

55


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