Tesis profesional como requisito parcial para obtener el título en Licenciatura en Ingeniería de Alimentos -Universidad de las Américas Puebla

Titulo :

Actividad inhibitoria y letal de los extractos de ajo para E. coli y L. innocua

Problema de la Investigacion :

La conservación de los alimentos puede definirse como todo metodo o tratamiento de los mismos que prolonga su vida útil, de forma que mantengan su grado aceptable su calidad, incluyendo su color, textura y aroma. Comprende metodos que van desde la coccion, refrigeración, enlatado hasya la deshidratación. La conservación de alimentos, se basa en la inactivacion, retardo de crecimiento o la prevencion de la aparicion de microorganismos patogenos o deteriorativos. Constituye el núcleo central de la Ciencia y Tecnología de los alimentos y es el principal objeto del procesado de alimentos.

Objetivos :

-Objetivo general :
Evaluar la actividad antimicrobiana de los extractos de ajo obtenidos de diferentes formas en sistemas modelo

-Objetivo especifico :
Obtener extractos de ajo utilizando diferentes solventes(etanol y agua)
Determinar el efecto de la concentración de cada uno de los extractos sobre el crecimiento de bacterias como Escherichia coli y Listeria innocua.
Determinar la Concentración Minima Letal (CML) y Concentración Minima Inhibitoria (CMI) para Escherichia coli y Listeria innocua.

Resumen marco teorico :

El inicio de un nuevo milenio, destaca por un crecimiento en la población mundial, provocando que la demanda de alimentos procesados se vea incrementando en gran medida.
La sociedad demanda productos que sena nutritivos, agradables, de alta calidad, y que sean seguros.
La alteración de los alimentos y su contaminación por parte de microorganismos, constituye un problema que todavía no esta bajo control, a pesar del gran numerod e tecnicas de conservación que hay disponibles.
La conservación de los alimentos puede definirse como todo metodo o tratamiento de los mismos que prolongue su vida util y mantenga sus caracteristicas de calidad en un rgrado aceptable. Se basa en la inactividad, retardo de crecimiento o la prevencion de la aparicion de microorganismos patogenos o deteriorativos.
Asi mismo, se ha desarrollado en la sociedad actual, una busqueda de alimentos que respondan a las necesidad de nutricion, facil preparación y que se asemejen a lo “natural”. Es por esto que se confia cada vez en tecnicas de conservación que resulten mas suaves con el producto y con menor cantidad de compuestos quimicos. Las tendencias actuales son hacia los alimentos procesados de manera minima.
Se ha encontrado que los componentes esenciales de algunas plantas, hierbas, especias y frutas, contienen acidos grasos, aceites esenciales, compuestos fenolitos que muestran actividad contra microorganismos como levaduras, mohos y algunas bacterias. De aquí surge la necesidad de realizar la investigación sobre los efectos como conservadores de estas sustancias.
El proposito de este trabajo, es evaluar la actividad inhibitoria y letal de extractos de ajo, utilizando diferentes solventes.
Se obtuvieron extractos de ajo con solventes como etanol y agua, para la determinación de Concentración Minima Letal (CML) y Concentración Minima Inhibitoria(CMI) para Escherichia coli y Listeria innocua.
Se encontro que CML para Escherichia coli es 0.25 g/ml, mientras que su CMI es 0.25 g/ml. Para Listeria innocua, CML es 0.125 g/ml y CMI es 0.25 g/ml.
Se realizo un estudio de Tiempo de exposición para evaluar la cantidad de microorganismos sobrevivientes en cada muestra, en donde se encontro que:
a)Para Listeria innocua, no se observo crecimiento bacteriano, a partir del tiempo de exposición 690 minutos. Las observaciones se realizaron por 5 días, encontrando que APRA las primeras 24 horas, no hay crecimiento de colonias. Sin embrago, a partir de las 48 horas, el crecimiento bacteriano, es evidente.
b) Para Echerichia coli, no se observo crecimiento bacteriano al tiempo de 300 minutos. El costo de Unidades Formadoras de Colonias, demostró que para las primeras 24 horas no hay crecimiento de colonias.

Esto indica, que los extractos de ajo, funcionan como agentes bacteriostáticos, ya que sólo prolongan la fase estacionaria de los microorganismos estudiados.
Para trabajos futuros, se recomienda prolongar los tiempos de exposición, reducir los tiempo de observación de las diferentes variedades de ajo.

Hipotesis :

Formular medios solidos, no selectivos, para el crecimiento de los microorganismos seleccionados y frecuentemente relacionados como indicadores de malas practicas de higiene, Escherichia coli, Listeria innocua.
-Determinación de CML.
-Determinación de CMI.
-Determinación de CML vs. Tiempo.

Conclusiones :

Los extractos de ajo obtenidos con etanol como solvente, arrojan los mejores resultados para las pruebas realizadas, esto debido posiblemente a la capacidad del etanol para recuperar compuestos activos considerados como agentes antimicrobianos.
Los extractos de ajo obtenidos con agua como solvente, arroja resultados significativos para las pruebas de determinación de Concentración Minima Letal (CML).
Se encontro que la Concentración Minima Inhibitoria(CMI) para Escherichia coli es de 0.25 g ajo/ml etanol, mientras que su Concentración Minima Letal (CML) es 0.25 g ajo/ml agua.
Para la Listeria innocua, Concentración Minima Inhibitoria(CMI) es 0.25 g/ml, y Concentración Minima Letal es 0.125 g/ml.
Las diferencias en las CMI, para cada uno de los microorganismos, se debe a qu la Escherichia Coli y la Listeria innocua, son Gram negativos y Gram positivos respectivamente.
El estudio de Tiempo de Exposición para Listeria innocua se realizaron en dos partes, la primera del tiempo 0 al 660 minutos, en donde se encontro un nulo crecimiento bacteriano, por lo que se procedio a ampliar el tiempo de exposición a 690 minutos. Confirmando así, que los tiempos de exposición prolongados, favorecen la efectividad de los extractos de ajo. Con estos resultados, se realizaron los conteos de UFC/ml a lo largo de 7 días, encontrando que dentro de las primeras 24 horas, no hay crecimiento bacteriano, sin embrago, a partir de las 48 horas se inicia el mismo.
El estudio de Tiempo de Exposición para Escherichia coli, no se encontro crecimiento de Unidades Formadoras de Colonias para el tiempo 300 minutos. Se realizaron los conteos de UFC/ml respectivos, en donde, de igual manera, se encontro un nulo crecimiento bacteriano para las primeras 24 horas.
Estos resultados nos indican que el extracto de ajo funciona como agente bacterisotatico, ya que prolonga la fase estacionaria de lso microorganismos estudiados. Fase en los que los microorganismos buscan las condiciones que resulten optimas para su crecimiento.
Una forma de aplicación conveniente para los agentes antimicrobianos de origen natural, seria incluir la especia o planta que contiene el principio activo deseado, como ingrediente del producto a desarrollar.
El uso de agentes antimicrobianos de origen natural, ha llegado a ser un area de oportunidad muy importante debido a los cambios en la actitud de los consumidores acerca de los agentes quimicos.
Las tendencias actuales en la industria de alimentos, se centran en tecnicas que sean ligeras para la conservación de los mismos.

Tesis profesional como requisito parcial para obtener el título en Licenciatura en Ingeniería de Alimentos - Universidad de las Américas Puebla.

Titulo :

Análisis y simulación de procesos de secado de cilantro, perejil y epazote bajo condiciones de temperaturas cambiantes

Problema de la Investigacion :

En este estudio se presenta una descripción de los principios fundamentales del proceso y modelacion matematica del secado de cilantro, perejil y epazote, especias cultivadas en los huertos y parcelas familiares de México, que cultivan de forma extensiva para satisfacer la demanda de las grandes ciudades ya que uno de los principales retos de los distribuidores es hacer llegar un producto estable y de alta calidad al mercado, donde su demanda crece día a día. Este reto puede ser fácilmente superado alargando el tiempo de vida del producto gracias a una disminución en la humedad inicial de las especies.

Objetivos :

-Objetivo General :
Analizar el comportamiento de secado de cilantro, perejil y epazote para simular nuevas condiciones de secado a temperaturas cambiantes y a velocidades de aire variables, con las cuales se obtengan procesos más rápidos y productos de mejor calidad.
-Objetivos Especificos :
Realizar la cinetica de secado de los productos usando diferentes temperaturas de bulbo seco y velocidades de aire.
Analizar las curvas de secado y seleccionar el modelo matematico que mejor se aplique para dicho analisis y la prediccion de procesos de secado.
Predecir la cinetica de secado de las especias mencionadas para temperaturas cambiantes.
Estudiar las variaciones en la calidad de los productos obtenidos en este estudio en funcion de las condiciones de secado estudiadas.

Resumen marco teorico :

Desde hace algunos años se ha venido empleando, para la conservación de los alimentos, el sistema de deshidratación, un metodo basado en la reduccion de su contenido de humedad, a niveles en que se limite el crecimiento microbiano y se retarden las reacciones quimicas deteriorativas. En la mayoria de las operaciones de secado se utiliza aire caliente, donde la deshidratación permite hoy en día obtener hierbas aromaticas deshidratadas en excelentes condiciones, por lo que es preciso determinar con exactitud, y para cada genero, cual ha de ser su temperatura optima de desecacion, así como el tiempo de duracion de ésta.
Para tal fin, se realizaron ensayos de similacion de secado de cilantro, perejil y epazote a escala de laboratorio. Las condiciones de secado se establecieron a dos velocidades de aire(5 m/s y 10 m/s) y cuatro temperaturas de proceso(35ºC, 45ºC, 49ºC, 55ºC). A partir de los resultados obtenidos se observó que el epazote presenta menores tiempos de proceso para alcanzar una humedad final del 5%, 17 horas a 35ºC, 8.5 horas a 45ºC y 5.5 horas a 55ºC con una velocidad de aire de 5 m/s y 6.8 horas a 45ºC, 6.2 horas a 49ºC y 4.3 horas a 55ºC con una velocidad de aire de 10 m/s, que los otros dos productos estudiados.
Se generaron las curvas de secado en base a los datos obtenidos de forma experimental obteniendose la velocidad de secado para los tres productos. Se aprecia que en los tres casos solo existe un periodo de velocidad decreciente. Se obtuvo la pendiente de las curvas de cinetica de secado, y se observo que tanto el cilantro como el epazote muestran una tendencia similar a las tres temperaturas para cada velocidad, mientras que el perejil presenta una diferencia con las pendientes de cilantro y epazote muy marcada, especialmente a 55ºC, donde la diferencia promedio entre ellas es de 17.28% a una velocidad de aire de 5 m/s y de 29.83% a una velocidad de aire de 10 m/s.
Se modelaron las curvas de secado experimentales para cada producto mediante la utilización de un modelo lineal y de la Curva Caracteristica de Secado (CDC), en espera de poder predecir con exactitud los procesos de secado. Se calcularon los porcentajes de error para cada prediccion y se observo que mediante el uso de la CDC el menor porcentaje de error a una velocidad de 5 m/s se presenta a 45ºC para el cilantro (16.6%) y el perejil (9.5%) y a 55ºC para el epazote(10.4%) y a 49% para el cilantro(10.7%).
Los porcentajes de error calculados para la prediccion lineal de las curvas de secado presentaron una tendencia similar, observandose que a una velocidad de aire de 5 m/s la prediccion es mas acertada ya que el menor porcentaje de errir ocurre para cilantro(10% a 45ºC), epazote(9% a 55ºC) y perejil(15.8% a 45ºC) a esta velocidad de aire.
Se realizo una simulación de proceso a temperaturas cambiantes y se obtuvieron resultados satisfactorios para la prediccion. La simulación, realizada mediante la utilización de la Curva Caracteristica de Secado presenta una amplia disposición para la utilización de infinidad de procesos involucrando el cambio en temperatura y velocidad del aire.
Se realizaron estudios de los parámetros de calidad para cilantro, perejil y epazote y se encontro que el epazote presenta las mejores caracteristicas después de ser sometido al proceso de secado, presentado la menor diferencia neta de color a las tres temperaturas (5.71 a 35ºC, 4.01 a 45ºC, 5.61 a 55ºC) y un mejor porcentaje de rehidritacion(94%). Los análisis microbiológicos demostraron no ser satisfactorios para ninguna de las hierbas estudiadas, presentando valores de levaduras en todos los casos por arriba del valor permitido por las Normas Oficiales Mexicanas.

Hipotesis :

La deshidratacion es una tecnica de conservación de alimentos basada en la eliminación de agua de los mismos para darles estabilidad microbiana, reducir reacciones quimicas deteriorativas y reducir los costor de almacenamiento y transporte.
El secado se utiliza comúnmente para remover humedad y para mejorar asi la vida de anaquel y calidad de los alimentos.

Conclusiones :

-En las distintas condiciones de secado el epazote es el que presenta una mayor velocidad con respecto a los otros dos productos, ya que presenta menores tiempos de proceso, 17 horas a 35ºC, 8.5 horas a 45ºC y 5.5 horas a 55ºC para una velocidad de aire de 5 m/s, y de 6.8 horas a 45ºC, 6.2 horas a 49ºC y 4.3 horas a 55ºC para una velocidad de aire de 10 m/s, esto puede deberse a que este presenta mayor superficie de contacto en funcion de las caracteristicas morfologicas de cada producto.
-Las curvas de velocidad de secado presentan una marcada influencia de la temperatura de bulbo seco del aire. Se aprecia que para los tres productos solo existe un periodo de velocidad decreciente. Se observo que tanto para el cilantro como para el epazote se presenta una tendencia similar a las tres temperaturas para cada velocidad de aire, mientras que el perejil presenta una diferencia con las pendientes de las lineas de la velocidad de secado de cilantro y epazote muy marcada, especialmente a 55ºC, donde la diferencia promedio entre ellas es de 17.28% a una velocidad de aire de 5 m/s y de 29.83% a una velocidad de aire de 10 m/s.
-La curva normalizada (Curva Caracteristica de Secado) presento en todos los casos un buen ajuste para la prediccion de los valores de humedad en funcion del tiempo de secado, la temperatura de bulbo seco del aire y la velocidad de este, ya que el menor porcentaje de error a una velocidad de 5 m/s, se presenta a 45ºC para el cilantro(16.6%) y el perejil(9.5%) y a 55ºC para el epazote(10.4%), mientras que a una velocidad de aire de 10 m/s la prediccion mediante el uso de la Curva Caracteristica de Secado se presenta a 55ºC para el perejil(6.1%), a 45ºC para epazote(10.4%) y a 59ºC para el cilantro(10.7%).
-La prediccion lineal presenta la desventaja de ser una exclusiva para un determinado valor de temperatura y velocidad de aire. Sin embargo, se obtuvieron resultados satisfactorios para los porcentajes de error calculados para cada temperatura, observandose que a una velocidad de aire de 5 m/s la prediccion es mas acertada ya que el menor porcentaje de error ocurre para cilantro(10% a 45ºC), epazote(9% a 55ºC) y perejil(15.8% a 45ºC) a esta velocidad de aire.
-El cilantro presento un comportamiento similar a velocidades de aire de 5 m/s y 10 m/s, por lo que los datos obtenidos de la normalizacion se pueden agrupar bajo la prediccion de una sola ecuación de CDD.
-La simulación realizada mediante el uso de la Curva Caracteristica de Secado para temperaturas cambiantes arrojó buenos resultados ya que las tendencias de las curvas en todos los casos estudiados muestran un comportamiento analizable bajo el punto de vista la temperatura aplicada en cada seccion de la prediccion.
-La temperatura de secado de 45ºC fue la que mostro los mejores resultados en todos los parámetros estudiados, ya que los tres productos presentan un comportamiento uniforme durante la rehidratación y muestran la menor variación en los parámetros de color con respecto a la muestra fresca, sobre todo para epazote, el cual presento la menor diferencia neta de color a las tres temperaturas(5.71 a 35ºC, 4.01 a 45ºC y 5.61 a 55ºC) y un mejor porcentaje de rehidratación(94%) a 45%.
-Los resultados obtenidos del analisis microbiologico sugieren la busqueda de un nuevo metodo de desinfección ya que el utilizado presento valores de levaduras en todos los casos por arriba del valor permitido por las Normas Oficiales Mexicanas. Se sugiere para ello la aplicación de un metodo que combine un bactericida con un bajo nivel de pH.
-Se sugiere la posterior comparación de las curvas de secado modeladas a temperaturas cambiantes con datos experimentales que puedan sustentar lo acertado de la prediccion.
-Se recomienda estudiar mas a fondo el efecto de la velocidad del aire para poder modelar sistemas en los que se varie tanto la temperatura de bulbo seco del aire como la velocidad de este.

Tesis profesional como requisito parcial para obtener el título en Licenciatura en Ingeniería de Alimentos-Universidad de las Américas Puebla

Titulo :

Estudio de las propedades fisicoquímicas y sensoriales de aderezo tipo italiano elaborado con aceite de soya

Problema de la Investigacion :

El aceite de soya es el principal aceite utilizado en mayonesas y aderezos para ensaladas en E.U.A (Brekke, 1992), no así en Mexico, es por ello que se realizo un estudio elaborando un aderezo tipo italiano utilizando aceite de soya y lecitina de soya como emulsificante, evaluando sus propiedades fisicoquímicas,reológicas y sensoriales determinando su estabilidad y aceptacion por parte del consumidor.
Respondiendo de esta forma a la necesidad de ASA (Asociacion Americana de Soya) de promover la utilidad del aceite de soya en la industria alimentaria.

Objetivos :

-Objetivo General :
Evaluar el efecto de la temperatura de almacenamiento, nivel de emulsificante y fuente de acidez sobre las propiedades fisicoquimícas y sensoriales de un aderezo tipo italiano elaborado con aceite de soya.
-Objetivos Específicos:
Formular y elaborar un aderezo usando aceite de soya y lecitina de soya como agente emulsificante, sensorialmente aceptable.
Evaluar las propiedades fisicoquimícas y reológicas del producto elaborado a través del tiempo de almacenamiento a dos temperaturas.

Resumen marco teorico :

La soya es uno de los cultivos mas importantes a nivel mundial que se caracteriza por ser una rica fuente de aceite y proteinas de alto valor nutricional.Los productos hechos con soya y sus derivados poco a poco han invadido el mercado internacional.
En Mexico su uso es limitado, por lo que realizando este estudio se pretende aprovechar las propiedades de la soya, en especial del aceite, incursionando en el diseño de nuevos productos con características similares a los existentes en el mercado.
Con dicha finalidad se elaboró un aderezo tipo italiano con diferentes fuentes de ácido (ácetico-cítrico-mezcla), 2 niveles de lecitina (a.5 - 1%) y almacenado a dos temperaturas diferentes (25 y 30 ºC), para evaluar su comportamiento a través del tiempo de almacenamiento.
Como parámetro de comparación se realizaron aderezos del mismo tipo, elaborados con la misma formulación, variando el tipo de aceite(maíz).
Se caracterizaron las muestras elaboradas evaluando sus propiedades fisicoquimícas y sensoriales a diferentes tiempos, comparando los resultados obtenidos con los de aderezos comerciales del mismo tipo y con las normas mexicana. Además se analizó sus comportamiento reológico, estableciendo el modelo que mejor predice su comportamiento de flujo.
Para los parámetros fisicoquimícos se obtuvieron resultados similares a los reportados por la norma mexicana para este tipo de productos. Se realizó un análisis estadístico de estos parámetros evaluando el efecto del tipo de aceite utilizado, nivel de lecitina y temperatura de almacenamiento en las propiedades evaluadas.
En cuanto al porcentaje de acidez no se reportó diferencia estadísticamente significativa con respecto al tipo de aceite, nivel de lecitina y temperatura de almacenamiento para todos los sistemas evaluados.
El comportamiento reológico fue evaluado para cada sistemas encontrado que éste puede ser definido por el modelo de la ley de potencia para fluidos pseudoplásticos, observando para todos los sistemas que a medida que el tiempo de almacenamiento aumenta, el índice de flujo (n) se incrementa y el coeficiente de consistencia(K) disminuye.
Tambien se llevó a cabo un análisis sensorial evaluando los atributos de sabor, textura y aceptabilidad general para los cuales no se encontró diferencia estadísticamente significativa. En donde las mayores calificaciones fueron obtenidas por los aderezos elaborados con aceite de soya.

Hipotesis :

Se realizó una revisión general de la soya y sus derivados(aceite), reportando su composición y propiedades. De la misma forma se revisaron aspectos generales de las emulsiones, sus propiedades físicas, métodos de preparación estabilidad y comportamiento reológico, así como el uso de agentes emulsificantes como la lecitina de soya.

Conclusiones :

El cuidado en la alimentación ha incrementado el desarrollo de nuevos productos, entre ellos los elaborados con soya y sus derivados. El aceite de soya es el principal aceite utilizado en la elaboración de mayonesas y aderezos en otros países, no así en México, donde su uso es limitado.
La ASA(Asociación Americana de Soya) se preocupa por promover el uso de aceite de soya en la industria alimentaria. Una alternativa de aplicación en México es las elaboración de aderezos para ensaladas, tomando en cuenta las normas mexicanas para este tipo de productos.
Las propiedades fisicoquimícas de los sistemas elaborados cumplieron con las especificaciones establecidas en cuanto al contenido de humedad, grasa, índice de peróxidos, variando un poco para el porcentaje de acidez y pH.
En cuanto al comportamiento reológico , en general los sistemas elaborados se comportan de acuerdo al modelo de ley de potencia para fluidos pseudoplásticos.
Los sistemas más estables con respecto al tiempo fueron los elaborados con jugo de limón seguidos de los elaborados con mezcla de jugo de limón y vinagre.
En lo referente al color, el valor de luminosidad se incrementa con respecto al tiempo, manteniéndose en los tonos amarillos.
En el análisis sensorial, aunque no se obtuvo diferencia estadísticamente significativa entre los sistemas en los atributos de sabor, textura y aceptabilidad general, las mayores calificaciones fueron las de los sistemas elaborados con aceite de soya.
El tiempo óptimo de almacenamiento de los sistemas elaborados es de seis semanas, ya que a partir de este tiempo el índice de peróxidos está por arriba del límite máximo establecido por la norma.
En general, los mejores sistemas fueron los elaborados con jugo de limón, aceite de soya y almacenados a 25ºC seguidos de los elaborados con mezcla de jugo de limón-vinagre en las mismas condiciones.