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TRABAJOS DE GRADO (TESIS, MONOGRAFIA, SEMINARIO DE INVESTIGACION, PASANTIA) Código: IF-IN- 002 Versión: 04 Proceso: Investigación: Fecha de emisión: 16 - Jun- 2009 Fecha de versión: 28- Sep- 2012 FORMULACIÓN DE GOMITAS FUNCIONALES A PARTIR DE PARTES NO COMESTIBLES DE FRUTAS DE ALTA DEMANDA PRESENTADO POR CARLOS ANDRES GOMEZ JIMENEZ – 103219 HANYKA DANESSY FRITZ GOMEZ – 103932 DIRECTORES: DIANA CATALINA MORENO GUARIN Universidad ECCI Facultad de Ingeniería Dirección de Ingeniería Industrial Bogotá D.C., Colombia 2023
TRABAJOS DE GRADO (TESIS, MONOGRAFIA, SEMINARIO DE INVESTIGACION, PASANTIA) Código: IF-IN- 002 Versión: 04 Proceso: Investigación: Fecha de emisión: 16 - Jun- 2009 Fecha de versión: 28- Sep- 2012 FORMULACIÓN DE GOMITAS FUNCIONALES A PARTIR DE PARTES NO COMESTIBLES DE FRUTAS DE ALTA DEMANDA ESTUDIANTES CARLOS ANDRES GOMEZ JIMENEZ – 103219 HANYKA DANESSY FRITZ GOMEZ – 103932 Trabajo de investigación presentado como requisito parcial para optar al título de: Tecnología en gestión de procesos industriales Directores: DIANA CATALINA MORENO GUARIN Línea de investigación: Diseño y mejoramiento de procesos Universidad ECCI Facultad de Ingeniería Dirección de Ingeniería Industrial Bogotá D.C., Colombia 2023
TRABAJOS DE GRADO (TESIS, MONOGRAFIA, SEMINARIO DE Proceso: Investigación:
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- Código: IF-IN- INVESTIGACION, PASANTIA) - Versión: - 16 - Jun- Fecha de emisión: - Sep- Fecha de versión: 28-
- AGRADECIMIENTOS LISTA DE CONTENIDOS
- LISTA DE TABLAS
- LISTA DE FIGURAS
- RESUMEN
- INTRODUCCION
- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
- JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA
- OBJETIVOS
- 4.1. OBJETIVO GENERAL
- 4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
- HIPOTESIS
- MARCO TEORICO
- 6.1. Producción de frutas
- 6.1.1. Producción de frutas a nivel mundial.............................................
- 6.1.2. Producción de frutas a nivel colombiano. - 6.1.2.1. Principales frutas producidas en Colombia. - 6.1.2.2. Principales departamentos productores en Colombia. - 6.1.2.3. Exportación frutícola en Colombia.
- 6.1.3. Producción de frutas a nivel región Andina - 6.1.3.1. Producción de frutas en Cundinamarca. - 6.1.3.2. Producción de frutas en Antioquia. - 6.1.3.3. Producción de frutas en Caldas. - 6.1.3.4. Producción de frutas en Tolima. - 6.1.3.5. Producción de frutas en Santander.
- 6.2. Características nutricionales de las frutas
- 6.2.1. Propiedades nutricionales de las frutas.........................................
- 6.2.1.1. Valor energético. - 6.2.1.1.1. Hidratos de carbono. - 6.2.1.1.2. Grasas. - Código: IF-IN- INVESTIGACION, PASANTIA) - Versión: - 16 - Jun- Fecha de emisión: - Sep- Fecha de versión: 28- - 6.2.1.2. Valor plástico. - 6.2.1.3. Valor regulador - 6.2.1.3.1. Vitaminas. - 6.2.1.3.2. Minerales. - 6.2.1.4. Componentes no nutritivos - 6.2.1.4.1. Fibra. - 6.2.1.4.2. Ácidos orgánicos.
- 6.3. Producción de gomitas
- 6.3.1. Materias primas usadas. - 6.3.1.1. Agua. - 6.3.1.2. Gelificantes. - 6.3.1.3. Edulcorantes. - 6.3.1.4. Saborizantes. - 6.3.1.5. Colorantes. - 6.3.1.6. Acidulantes. - 6.3.1.7. Agentes lubricantes y de brillo.
- 6.3.2. Proceso industrial - 6.3.2.1. Fabricación de las gomitas. - 6.3.2.2. Control de calidad. - 6.3.2.3. Defectos de las gomitas
- 6.3.3. Nuevas tecnologías e ingredientes - 6.3.3.1. Gomitas nutraceúticas. - 6.3.3.2. Gomitas orgánicas. - 6.3.3.3. Gelificantes a partir de frutas. - 6.3.3.3.1. Agar-agar. - 6.3.3.3.2. Gelburguer. - 6.3.3.3.3. Alginato.............................................................................. - 6.3.3.3.4. Goma Xantana................................................................... - 6.3.3.3.5. Pectina............................................................................... - 6.3.3.4. Colorantes naturales............................................................... - 6.3.3.5. Flexibilidad en los procesos. - 6.3.3.6. Nuevas maquinarias.
- 6.4. Caracterización de alimentos............................................................... - Código: IF-IN- INVESTIGACION, PASANTIA) - Versión: - 16 - Jun- Fecha de emisión: - Sep- Fecha de versión: 28-
- 6.4.1. Análisis de fibras - 6.4.1.1. Fibras. - 6.4.1.2. Medición de fibra en alimentos. - 6.4.1.2.1. Métodos gravimétricos. - 6.4.1.2.1.1. Análisis de fibra cruda.
- 6.4.2. Etiquetado nutricional en alimentos............................................... - 6.4.2.1. Objetivo y campo de aplicación - 6.4.2.1.1. Objetivo. - 6.4.2.1.2. Campo de aplicación. - 6.4.2.2. Referencia de valores diarios - 6.4.2.2.1. Valores diarios de referencias. - 6.4.2.3. Etiquetado frontal de advertencia.
- 6.5. Análisis sensorial de alimentos.
- 6.5.1. Pruebas sensoriales - 6.5.1.1. Afectivas. - 6.5.1.2. Discriminativas........................................................................
- 6.5.2. Pruebas con panel entrenado - 6.5.2.1. Evaluación sensorial.
- 6.5.3. Pruebas con consumidores. - 6.5.3.1. Tipo de pruebas de consumidores.......................................... - 6.5.3.1.1. Pruebas de preferencia. - 6.5.3.1.2. Pruebas hedónicas. - 6.5.3.2. Metodologías de análisis en prueba de consumidores - 6.5.3.2.1. Escalas de intervalo........................................................... - 6.5.3.2.2. Pruebas de preferencia. - 6.5.3.2.2.1. Prueba de preferencia pareada. - 6.5.3.2.3. Pruebas de aceptabilidad. - 6.5.3.2.3.1. Prueba de aceptabilidad por ordenamiento.
- DISEÑO METODOLOGICO
- su potencial tecnológico para la producción de gomitas................................ 7.1. Caracterizar las frutas disponibles en el mercado colombiano y evaluar
- 7.1.1. Revisión de bases de datos de propiedades de frutas tropicales.
- 7.1.2. Filtrar la información de acuerdo con las propiedades deseadas.
- 7.1.3. Definir frutas o ingredientes.
TRABAJOS DE GRADO (TESIS, MONOGRAFIA, SEMINARIO DE INVESTIGACION, PASANTIA) Código: IF-IN- 002 Versión: 04 Proceso: Investigación: Fecha de emisión: 16 - Jun- 2009 Fecha de versión: 28- Sep- 2012 8.13. BALANCE DE MATERIA PROCESO DE GOMITAS ........................ 76 8.14. TABLA NUTRICIONAL DE LAS GOMITAS ...................................... 81 8.14.1. CALCULOS TABLA NUTRICIONAL ............................................. 84 8.14.2. PORCENTAJE DE VALOR DIARIO .............................................. 85 8.15. PRUEBAS CON CONSUMIDORES ................................................. 87 8.16. ANALISIS DE DENSIDAD ................................................................ 89 8.17. ANALISIS DE ACIDEZ TOTAL TITULABLE ..................................... 90 8.18. ANALISIS DE FIBRA CRUDA .......................................................... 92 8.19. EVALUACIÓN PRELIMINAR DE VIDA UTIL DE LA GOMITA ......... 94
- CONCLUSIONES ................................................................................... 96
- RECOMENDACIONES ........................................................................... 97 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................. 99
TRABAJOS DE GRADO (TESIS, MONOGRAFIA, SEMINARIO DE INVESTIGACION, PASANTIA) Código: IF-IN- 002 Versión: 04 Proceso: Investigación: Fecha de emisión: 16 - Jun- 2009 Fecha de versión: 28- Sep- 2012 AGRADECIMIENTOS Agradecemos primero a Dios por permitirnos culminar este proceso de nuestras vidas, también a nuestros padres quienes han sido nuestro motor para continuar alcanzando día a día nuestras metas, a nuestra abuelita por ser aquella persona que nos impulsa a seguir avanzando, a nuestra directora del proyecto la Ingeniería Diana Moreno por apoyarnos con su conocimiento y ser la guía que permitió que se desarrollara y se culminara y a la Universidad ECCI por brindarnos las herramientas y espacios necesarios para poder desarrollar el proyecto.
TRABAJOS DE GRADO (TESIS, MONOGRAFIA, SEMINARIO DE INVESTIGACION, PASANTIA) Código: IF-IN- 002 Versión: 04 Proceso: Investigación: Fecha de emisión: 16 - Jun- 2009 Fecha de versión: 28- Sep- 2012 LISTA DE FIGURAS Ilustración 1: Pesaje de frutas ........................................................................... 63 Ilustración 2: Pesaje cascaras y semillas .......................................................... 64 Ilustración 3: Pesaje bandejas de cascaras y semillas ..................................... 66 Ilustración 4: Pesaje de bandejas de cascaras y semillas secas ...................... 66 Ilustración 5: Diagrama proceso primera prueba de elaboración de gomitas ... 67 Ilustración 6: Resultados finales obtenidos de la primera prueba de elaboración de gomitas ........................................................................................................ 68 Ilustración 7: Diagrama proceso segunda prueba de elaboración de gomitas .. 69 Ilustración 8: Resultados finales obtenidos de la segunda prueba de elaboración de gomitas ........................................................................................................ 70 Ilustración 9: Resultados finales obtenidos de la tercera prueba de elaboración de gomitas ........................................................................................................ 71 Ilustración 10: Diagrama proceso prueba final de elaboración de gomitas ....... 72 Ilustración 11: Resultados finales obtenidos de la última prueba de elaboración de gomitas ........................................................................................................ 73 Ilustración 12: Diagrama de bloques proceso de las gomitas ........................... 74 Ilustración 13: Diagrama de flujo proceso de gomitas ...................................... 75 Ilustración 14: Diagrama de bloques operación de mezcla de pulpas .............. 76 Ilustración 15: Diagrama de bloques operación de mezcla dulce de pulpas ..... 77 Ilustración 16: Diagrama de bloques operación de mezcla de gelificante ......... 78 Ilustración 17: Diagrama de bloques operación de mezcla de gomitas ............ 79 Ilustración 21: Tabla nutricional de las gomitas ................................................ 86 Ilustración 19: Prueba organoléptica realizada ................................................. 87 Ilustración 20: Grafica porcentajes respuestas prueba organoléptica ............... 88 Ilustración 21: Pesajes del picnómetro ............................................................. 89 Ilustración 22: Resultados proceso de titulación ............................................... 91 Ilustración 23: Montajes prueba de análisis de fibra cruda ............................... 92 Ilustración 24: Desarrollo prueba de análisis de fibra cruda ............................. 93
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1. INTRODUCCION De acuerdo al estudio: “Fruit candies enriched with grape skin powders: physicochemical” de la Universidad degli Studi di Milano, en el cual se entrega los resultados de la investigación acerca del uso del orujo de la uva tinto ( Vitis viniferaL. ), la cual es utilizada para la producción de vinos en Italia, en procesos de fabricación de dulces comestibles como son las gomitas, lo cual se da ante la producción de un polvo comestible de orujo, el cual es utilizado en la elaboración de las gomitas pero agregando al final de su proceso una etapa de secado, en donde se obtuvo como resultados al final de la investigación que entre menor sea la partícula del polvo mejor resultados tendrá en la elaboración de la gomita, además de que con el uso de este polvo de orujo se obtiene como primera característica que se entrega compuestos adicionales al caramelo los cuales son beneficiosos para la salud humana como son el aumento de la cantidad de fibra, antocianina, flavonol y procianidina, además de que se mejoró la textura del dulce y su actividad antioxidante debido a estas propiedades, también se redujo el tiempo de elaboración del caramelo y se disminuyó la cantidad de pulpa que se debe usar haciendo que se redujeron los costos de producción del caramelo y se lograra usar en si todas las partes de la misma sin omitir semillas y cáscaras (Cappa et al., 2015). A partir de esto se plantea la idea de estudiar la posibilidad de realizar el mismo proceso de elaboración especialmente de gomitas a partir del uso de otras frutas con propiedades fisicoquímicas parecidas a la de la uva tinto, dado que se tiene como fin lograr utilizar la mayor parte de la fruta incluyendo sus semillas y cáscaras, aprovechando la oportunidad de la gran variedad de frutas que se tiene en Colombia, y con esto lograr crear sabores de frutas únicos y deliciosos, pero en especial nutritivos, además de ver si se pueden agregar más propiedades nutricionales dependiendo la fruta que se escoja. También se quiere generar la posibilidad de diseñar el mismo tipo de producto con las mismas propiedades nutricionales y de sabor, pero que sea para el consumo de todo tipo de personas sin importar el tipo de alimentación que tenga, todo esto con el fin de crear una gomita deliciosa y nutritiva que pueda ser consumida por todas las personas sin tener restricciones, además de lograr generar incluso generar unas gomitas que compensen falencias nutricionales a las personas que tengan este tipo de restricciones alimenticias con otros alimentos. Por último se desea que la gomita que se vaya a fabricar sea lo más natural posible en donde se incluya en su fabricación principalmente materia prima que sea de origen natural como son las frutas, azúcares u otros endulzantes, e incluso el uso de un conservante de origen natural, esto con el fin de aumentar aún más el beneficio que traerá la misma para la salud de las personas, todo esto con el fin de incluso si se analiza la producción de la gomita a un nivel
TRABAJOS DE GRADO (TESIS, MONOGRAFIA, SEMINARIO DE INVESTIGACION, PASANTIA) Código: IF-IN- 002 Versión: 04 Proceso: Investigación: Fecha de emisión: 16 - Jun- 2009 Fecha de versión: 28- Sep- 2012 industrial que esta obtenga el reconocimiento de producto de origen natural además de caracterizarse por obtener propiedades nutricionales favorables para las personas como es el alto contenido en fibra que se ejemplifico en el producto desarrollado en el artículo leído.
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3. JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA El proyecto parte desde la idea de utilizar todo aquello que no se consume de la fruta y se desecha como materia principal de la gomita, por lo tanto se busca evitar generar residuos con la fruta sino aprovechar al máximo que esta nos está otorgando desde su cáscara hasta sus semillas y tallos e incluso las mismísimas hojas, esta idea de usar los residuos de las frutas para generar productos no es nueva de hecho en la Universidad Nacional de Colombia se generó el proyecto de elaboración de protectores solares a partir de residuos de frutas (Peñalosa,
- en donde se parte de la misma problemática que se tiene en el proyecto acerca de los residuos y de hecho como se vio en el artículo que se investigó sobre la producción de gomitas a partir del orujo de la uva tinto, es posible usar estos residuos para generar productos alimenticios solo es importante reconocer que residuos usar según sus determinadas características fisicoquímicas (Cappa et al., 2015). En cuanto a la satisfacción del segmento de mercado que tiene un estilo de vida flexitariano, vegetariano o vegano, lo que se está buscando con el producto de la gomita es utilizar un gelificante diferente al tradicional comercial que es la grenetina, el cual es de origen animal, y utilizar un gelificante natural de origen vegetal como es el famoso Agar-agar el cual es un excelente gelificante pues se ha demostrado que sirve hasta para realizar caviar con un proyecto realizado por el programa de biotecnología de la UPTC (Aznar, 2022), además de que es una excelente ingrediente en cuanto a sus propiedades nutricionales en donde en una entrevista al chef Mauro Colagreco por la revista GastroLab este dijo que el Agar-agar es una verdadera gelatina vegetal saciante y depurativa que contiene algunos beneficios para la salud por ser una fuente llena de fibra que ayuda a la salud digestiva, regula colesterol y aporta pocas calorías, y en cuanto a la composición de minerales de esta alga, se puede destacar el potasio, magnesio, calcio, sodio, fósforo, zinc, manganeso y selenio también cuenta con proteínas vegetales, compuestas por algunos de los aminoácidos esenciales. (D. Hernández, 2022). Por último para la parte nutricional, natural y orgánica el producto de la gomita parte de un proceso que lleva al mínimo el uso de compuestos químicos, además de algún conservante, pues sus ingredientes casi todos son de origen natural, dado que se planea seguir el mismo procedimiento de elaboración que el desarrollado por la Universidad degli Studi di Milano pero con algunas variaciones, y en cuanto a su valor nutricional ya se parte por lo descubierto en el estudio de Alland & Robert acerca del uso de la goma arábiga, pero además de eso se busca usar frutas que tengan características fisicoquímicas similares a la uva tinto o incluso mejores, además se planea que cumpla con los mismos estándares de calidad que obtuvieron la Universidad degli Studi di Milano consiguiendo un alto nivel de fibra, bajo nivel de azúcar y buen nivel antioxidante,
TRABAJOS DE GRADO (TESIS, MONOGRAFIA, SEMINARIO DE INVESTIGACION, PASANTIA) Código: IF-IN- 002 Versión: 04 Proceso: Investigación: Fecha de emisión: 16 - Jun- 2009 Fecha de versión: 28- Sep- 2012
4. OBJETIVOS 4.1. OBJETIVO GENERAL Formular gomitas funcionales a partir de partes no comestibles de frutas de alta demanda. 4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ➔ Caracterizar las frutas disponibles en el mercado colombiano y evaluar su potencial tecnológico para la producción de gomitas. ➔ Elaborar un diseño metodológico para la formulación de las gomitas. ➔ Evaluar las características nutricionales y sensoriales del producto obtenido. 5. HIPOTESIS
TRABAJOS DE GRADO (TESIS, MONOGRAFIA, SEMINARIO DE INVESTIGACION, PASANTIA) Código: IF-IN- 002 Versión: 04 Proceso: Investigación: Fecha de emisión: 16 - Jun- 2009 Fecha de versión: 28- Sep- 2012 La formulación de gomitas funcionales a partir de partes no comestibles (tallo, cáscara y semillas) de frutas de alta demanda colombianas permite el uso completo de las frutas reduciendo la producción de desechos que se dan con estas en procesos industriales que las incluya como materia prima, además de dar propiedades nutricionales únicas tales como alto contenido en fibra y mayor contenido de vitaminas y minerales en comparación a una gomita tradicional, lo cual generará un beneficio para la salud de las personas que la consuman sin tener ningún tipo de impedimento por el tipo de dieta que estas tengan (vegetariana o flexitariana).
6. MARCO TEORICO
