martes, 4 de agosto de 2009

BOCADILLO

El bocadillo es una pasta sólida obtenida por cocción de una mezcla de pulpa de fruta(s) y azúcares. Tradicionalmente en Colombia se prepara el de guayaba, aunque tecnológicamente se puede preparar a partir de cualquier fruta. El bocadillo puede estar moldeado en capas definidas de producto preparado con guayaba de las variedades rosada y blanca. Debe tener sabor, aroma, y color característicos y una consistencia que permita cortarse sin perder la forma y textura. No debe contener materias extrañas ni mostrar señales de revenimiento y su contenido en sólidos solubles totales debe ser 75 °Brix.


El bocadillo es una de las conservas preparadas a partir de frutas que permite aprovechar los excedentes de frutas cuando viene la época de cosecha.
La estabilidad de este producto se debe fundamentalmente al pH ácido de la pulpa, al proceso térmico y a la alta concentración de sólidos que posee luego de su preparación. La guayaba, como las demás frutas, tiene un carácter ácido ya que posee un pH= 3,7- 4,0, lo que previene el desarrollo de bacterias patógenas en sus productos. Durante el proceso de concentración se le calienta a temperaturas superiores a 90ºC, durante un tiempo de 15 o más minutos y se alcanza un contenido de sólidos solubles totales alrededor de 75 ºBrix, lo que lo convierte en un producto estable y que puede considerarse como un alimento de humedad intermedia (IMF).
El bocadillo se mantendrá estable por más de un año si se le almacena en condiciones higiénicas y un ambiente frío de baja humedad.
Los ingredientes básicos del bocadillo son pulpa de fruta y azúcares. Eventualmente se puede agregar acidulantes para ajustar el pH necesario para la gelificación.

2. INGREDIENTES.

2.1 Frutas
La pulpa debe provenir de variedades de frutas, (en el presente escrito nos referiremos a la guayaba por ser la más empleada) cuyas características fisicoquímicas aporten un adecuado contenido en pectinas y sustancias aromáticas apropiadas. El estado de madurez de la fruta determinará el contenido de estas sustancias. Las guayabas verdes o pintonas no han desarrollado el aroma, el color ni la calidad de pectina adecuados; por otra parte, la guayaba sobremadura seguramente producirá una pasta de consistencia blanda. El tamaño de partícula obtenido en la pulpa influirá en la textura y apariencia del bocadillo. El grano fino permitirá obtener un producto de color uniforme y textura suave; el de grano grueso dará un bocadillo con puntos negros y su textura será áspera.
Las variedades de guayaba generalmente empleadas son la rosada y la blanca. Hoy en día se han desarrollado variedades de guayaba que poseen mayores sólidos solubles y acidez y menor contenido de semillas. La variedad "guayabagria" es más ácida que la común y se producen en el Chocó y el valle; tiene semillas relativamente grandes pero en poca cantidad y muy rica en vitamina C. Existe también la guayaba feijoa, de clima frío, que resiste temperaturas inferiores a 0 ºC. El color de la piel es siempre verde, aun en estado de completa maduración; las semillas son tan pequeñas que no se sienten al comer el fruto. La pulpa es de color blanco.
A continuación se presenta una tabla con el análisis químico publicado por el Instituto Nacional de Nutrición, en Bogotá, para las variedades guayaba blanca y rosada en su mejor estado de maduración.
Contenido en 100 g de pulpa
Variedad Blanca
Variedad Rosada
Parte comestible(%)
75
75
Calorías N°
36
36
Agua (g)
86.0
86.0
Proteínas (g)
0.9
0.9
Grasas (g)
0.1
0.1
Carbohidratos (g)
9.5
9.5
Fibra (g)
2.8
2.8
Cenizas (g)
0.7
0.7
Calcio (mg)
15.0
17.0
Fósforo (mg)
22.0
30.0
Hierro (mg)
0.6
30.0
Vitamina A (U.I.)
0
400
Tiamina (mg)
0.03
0.05
Riboflavina
0.03
0.03
Niacina
0.6
0.6
Acido ascórbico
240.0
200.0 U.I.
TABLA 1 Contenido en 100 g de parte comestible de dos variedades de guayaba(Psidium guajava)

2.2 Azúcares (Carbohidratos edulcorantes)
Generalmente más del 40% del peso total y 80% del total de los sólidos en un bocadillo es azúcar. Además del efecto edulcorante, el azúcar tiene otras funciones en productos como los bocadillos y otros similares.
Contribuye al aporte en los sólidos solubles, cuyo efecto es esencial en la estabilidad física, química y microbiológica.
Mejora el cuerpo y la palatabilidad.
Mejora la apariencia, color y brillo.
Hace posible la gelificación con pectinas de alto metoxilo.
La sacarosa, obtenida de la caña de azúcar, es el edulcorante más importante usado por la industria productora de bocadillo. En otros países está creciendo el interés por reemplazar esta sacarosa por otros edulcorantes, provenientes de la hidrólisis de almidones.
Las moléculas de almidón son cadenas compuestas por unidades de dextrosa (glucosa). Por tratamientos con ácidos o enzimas es posible romper (hidrolizar) los enlaces entre las unidades de glucosa. El producto resultante es una mezcla de azúcares (de 3 o mas unidades de dextrosa), maltosa (2 unidades de dextrosa) y dextrosa. La relación entre los respectivos componentes de azúcares depende principalmente del tiempo de reacción y entonces es posible producir variaciones en los tipos de jarabes de glucosa o jarabes de maíz.
Por posteriores procesos enzimáticos, es posible transformar la glucosa en fructosa y obtener varios "jarabes de fructosa" de acuerdo al grado de transformación.Finalmente, también es posible transformar los azúcares del jarabe de glucosa en el correspondiente alcohol de azúcares (principalmente sorbitol). Este producto es tolerado por diabéticos.


Carbohidratos Azúcares sup.
Maltosa
Dextrosa
Fructosa
Jarabe glucosa 42 DE
69
14
17
-
Jarabe glucosa 64 DE
25
37
38
-
Jarabe de isofructosa
1.5
5.5
51
42
Jarabe fructosa
1
-
4
95
TABLA 2. Composición típica de los hidrosilados de almidón. (% materia seca)
Las consideraciones para sustituir la sacarosa con otros carbohidratos edulcorantes puede aumentar por razones de precio y de mercado, pero existen otros motivos que también son decisivos:
Contrarrestar la tendencia a la cristalización.
Obtener el gusto deseado
Producir bocadillos u otros productos dietéticos.
Es importante establecer si sustituir la sacarosa por otros edulcorantes pueden cambiar las propiedades de gelificación.

Cristalización
La cristalización en el bocadillo se produce cuando los sólidos solubles alcanzan valores superiores a los 65%. Se presenta fundamentalmente durante el almacenamiento a bajas temperaturas y en ambientes de baja humedad.
La razón para la cristalización se debe generalmente porque el límite de solubilidad de la sacarosa se ha excedido. Para evitar la formación de soluciones supersaturadas es importante limitar la cantidad de cada azúcar de acuerdo a su solubilidad. El problema es complicado por el hecho de que los límites de solubilidad de cada azúcar son afectados por la cantidad y tipo de otros azúcares presentes en los productos como el bocadillo.
Una posible solución es sustituir por glucosa alrededor de un 15% de sacarosa en la formulación, así se elimina la tendencia a la cristalización.

Poder edulcoranteLos azúcares superiores tienen un bajo efecto edulcorante. La dextrosa y el sorbitol son menos dulces que la sacarosa, mientras la fructosa es el más dulce entre los carbohidratos comúnmente usados.
Carbohidratos Edulcorantes
Sabor dulce relativo
Solubilidad (%) a 20°C
Solubilidad (%) a 0°C
Sacarosa
100
67
64
Azúcar invertido
100
62
60
Jarabe de glucosa
42 DE 60
-
-
Jarabe de isofructosa
100
-
-
Jarabe de fructosa
120
-
-
Dextrosa
80
47
35
Fructosa
120
79
-
Sorbitol
50
70
-
TABLA 3: Comparación del sabor dulce y solubilidad de varios carbohidratos edulcorantes

Los polialcoholes edulcorantes, como el sorbitol, se emplean para elaborar productos consumibles por pacientes diabéticos, entre estos se hallan bocadillos o mermeladas. Estos productos pueden ser producidos completamente sin sólidos de carbohidratos y endulzados con edulcorantes artificiales. Los bocadillos para diabéticos generalmente poseen menos de 10% de sólidos solubles y no los 75% que caracteriza a los bocadillos corrientes. Los primeros se elaboran con agentes gelificantes como carrageninas más que con pectinas. Estas carrageninas aseguran, más que las pectinas, una transparencia en los productos y no presentan tendencia a la sinéresis con este contenido bajo en sólidos solubles.


2.3 Acidos
Las frutas presentan amplias variaciones en su contenido de ácidos y valores de pH. Esto es debido a la capacidad buffer de las pulpas y las diferencias que están presentes en las varias especies de frutas, y aún en una misma especie solo que por efecto de su grado de madurez, condiciones agronómicas y operaciones postcosecha a las que se sean sometidas.
Varias frutas requieren adición de ácido para alcanzar el apropiado pH necesario en la gelificación de las pectinas de alto metoxilo presentes en la fruta o adicionadas. El pH exacto requerido depende principalmente del contenido de sólidos solubles en el producto, en este caso el bocadillo, sin embargo este valor es alrededor de 3.6.La cantidad de ácido que se requiere adicionar para ajustar el pH se calcula mediante una titulación de una cantidad exacta de pulpa, con una solución valorada del ácido que se espera emplear.Asi por ejemplo, la piña que tiene un pH cercano a 3.4 requiere 4.6 ml de solución del 50% w/v de ácido cítrico por kg de pulpa, para reducir el pH en 0.1 unidad. La fresa de pH 3.0 a 3.4 necesita 5.1 ml. Esta solución se caracteriza por poseer un valor de densidad de 1.18 g/ml y °Brix de 32. La solución se prepara mezclando igual peso de ácido y agua.

PROPIEDAD
ACIDO CITRICO
ACIDO MALICO
ACIDO TARTARICO
ACIDO LACTICO
ACIDO FUMARICO
ACIDO FOSFORICO
FÓRMULA EMPÍRICA
C6H8O7
C4H6O5
C4H6O6
C3H6O3
C4H4O4
H3PO4
PESO MOLECULAR
192
134
150
90
116
98
SOLUBILIDAD EN AGUA g/100 g a25°C
162
144
150
-
0.6
548
pH de sol. al 1% a 25°C
2.3
2.35
2.2
2.4
2.25
1.5
TABLA 4. Acidulantes más comunes empleados en alimentos y productos como el bocadillo o mermeladas y sus características más comunes.
La acidez sensorial no esta correlacionada directamente con el pH del bocadillo o mermelada. Un producto puede no sentirse tan ácido pero si tener un pH bajo y uno que se siente muy ácido, puede no tener un pH alto. Esto depende de la capacidad buffer (tamponizante) de la pulpa a un pH bajo y de la combinación ácidos presentes en el producto. En los países donde permiten el uso de ácido fosfórico, debería ser agregado cuando el sabor dulce es el distintivo deseado de un producto como el bocadillo. Debido a la relativa pequeña cantidad de ácido necesario para reducir el pH, el aumento de la capacidad buffer es insignificante y un sabor suave es por consiguiente obtenido.Los ácidos difieren en su carácter de sabor áspero. El tartárico es ligeramente amargo, el cítrico da un agudo sabor ácido, más que el málico, el cual comunica un sabor ácido suave que permanece.El valor de pH óptimo para una adecuada gelificacion con pectina de alto metoxilo depende de los brix finales del producto. Este valor de pH será mayor a más alto contenido de Brix. Asi una mermelada de 65 - 68 Bx su pH será entre 3.1 y 3.3. En el Bocadillo de 75 Bx será entre 3.4 y 3.7. Este intervalo depende de la fruta empleada y de las características del contenido de la pectina. La mejor manera de conocer estos valores es a través de la experimentación.
Cuando ya se ha calculado la cantidad de ácido necesario para agregar a la mezcla de fruta, pectina y azúcar, esta solución por regla general debe agregarse lo más tarde posible, es decir inmediatamente antes de servir la masa de bocadillo en las gaveras o recipientes donde gelificará finalmente el producto.

2.4 Pectinas
Como el almidón o la celulosa, las pectinas son carbohidratos presentes en todas las plantas. Estas y la celulosa son las reponsables de las características estructurales en la planta, y contribuyen a comunicar la textura firme a las frutas a pesar de contener cerca del 90% en agua.
El ácido galacturónico y su respectivo ester metílico son el principal constituyente de las pectinas. Se forma un polímero de estas moléculas en cadenas lineares que contienen entre 200 a 400 unidades ligadas por enlaces glucosídicos alfa-1,4.
Las pectinas comerciales se obtienen de frutos cítricos y de manzana. Generalmente se extraen de las cáscaras de cítircos por medio de extracción acuosa, seguida de una purificación y separación mediante precipitación etanólica y posterior secado, molido y normalizado. El producto obtenido se emplea como gelificante en industria de mermeladas y eventualmente en la elaboración de bocadillos de frutas con insuficiente contenido de pectina. El bocadillo de guayaba no necesita adición extra de pectina por el alto contenido en esta fruta.
Según el grado de metoxilación, la pectina logrará una velocidad diferente de gelificación en función de la temperatura. Las pectinas rápidas, de alto grado de metoxilación (aprox. 73%) gelifican a temperaturas superiores a 75°C. Las de bajo metoxilo (aprox. 65%) gelifican lentamente entre 65 y 45°C.
La gelificación con pectinas de alto metoxilo se favorece al aumentar el grado de esterificación, al reducir el pH y al aumentar la cantidad de sólidos solubles.
Las pectinas se conservan mejor en estado sólido, a bajas temperaturas, en ausencia de microorganismos o en solución con pH ácido (2.5-4.5).
En el caso de preparación de bocadillo, donde se busca una consistencia prácticamente sólida, cuya estabilidad microbiológica la permite la alta concentración de sólidos solubles, y el pH cercano a 3,8 o menos, se prefiere usar, salvo situaciones especiales, la misma pectina que aporta la pulpa de fruta. Esto se presenta principalmente en la guayaba.
Para el caso de preparar bocadillos de 75 Bx, a partir de otras frutas con menor contenido en pectinas de alto metoxilo, esta se debe agregar en cantidad suficiente para lograr la dureza adecuada. La concentración promedio de pectina está entre el 0,2 - 0,4%.
Si el propósito es preparar bocadillos con intermedio o bajo contenido en °Bx, se pueden emplear pectinas de menor grado de metoxilación, con el riesgo de aparecer algún tipo de 'llorado' o sinéresis del producto final.

Disolución y adición de la pectina
La pectina debe estar completamente disuelta para asegurar su completa utilización y prevenir gelificación no homogénea. La completa disolución requiere dispersión sin formación de grumos, que son muy difíciles de disolver. La pectina no se disuelve en medios donde las condiciones adecuadas no existan. Pectinas de alto metoxilo disminuyen su solubilidad en medios de altos grados brix. Se recomienda disolverla en soluciones acuosas menores de 20 Bx.
Es preferible que el medio donde se disolverá la pectina haya sido calentado, preferiblemente a temperaturas cercanas a 80 °C. Se recomienda mezclar una parte de la pectina con 5 partes de sacarosa secas para facilitar su dispersión en la solución. Es conveniente agitar y mantener caliente esta última para asegurar la completa disolución de la pectina.
La pectina disuelta permite un mejor y más fácil control para su completa utilización, al ser adicionada en cualquier momento de la concentración de un producto como bocadillos o mermeladas.

3. CONSERVACION DEL BOCADILLO
El bocadillo una vez elaborado presenta tres condiciones que le son adversas a los microorganismos para su desarrollo:
el producto posee un pH = de 4,0;
ha sido sometido a un proceso térmico fuerte, ya que se ha mantenido durante más de 15 minutos a temperaturas entre 92 a 97°C y
su bajo contenido en agua y alta presión osmótica son adversos al desarrollo de microorganismos. Esos poseen un contenido corporal de agua alrededor de 70% y en contacto con el bocadillo sufrirá una deshidratación osmótica que lo limitaría en su desarrollo.
Sin embargo, se ha comprobado que el deterioro del bocadillo es causado principalmente por la infección con levaduras y hongos capaces de crecer en un medio de bajo pH y una concentración alta de azúcares. La mayoría de hongos y levaduras no pueden crecer a niveles de actividad del agua alrededor de 0.9 correspondiente a una concentración de sacarosa del 60%. No obstante, ciertas especies denominadas microorganismos osmófilos, pueden crecer en medios de mayor concentración, con aw de 0.6.
Los hongos y levaduras pueden llegar al bocadillo en las frutas, por el medio ambiente donde se procesan y almacenan, o en los cierres defectuosos de los empaques.
Otra causa de contaminación, después del empaque, es la humedad ambiental en que se coloca el producto durante el reposo, luego de elaborado. Una elevada humedad relativa produce una condensación del agua sobre la superficie del bocadillo y una consiguiente disminución de la aw , con lo que se propicia el desarrollo microbiano.
La mejor alternativa de conservación, cuando se prevé la presencia de microorganismos capaces de desarrollarse en el bocadillo, es el uso de agentes conservantes. Los más usados son el ácido benzóico y el sórbico, de forma separada o en mezcla. Ambos ácidos son efectivos en su forma no disociada; de esta manera pueden penetrar la membrana celular de los microorganismos e interferir con el sistema enzimático de la célula y detener su desarrollo.
El grado de disociación de la molécula de estos ácidos está influido por el pH del sistema. El cuadro siguiente resume este efecto.
Actividad preservante de dos ácidos, según el pH del sistema:

% de no-disociación ácida
Agente Conservante pH
3.0
3.5
4.0
4.5
Acido benzóico
94
83
61
33
Acido sórbico
98
95
85
65
TABLA 1 Actividad preservante de dos ácidos
Del cuadro se puede concluir que se disocia menos el ácido sórbico que el ácido benzóico a los pH analizados. Quizás se debe emplear más acido benzóico para lograr el mismo nivel de capacidad microbicida que el ácido sórbico.
Estos ácidos son poco solubles en agua, por lo que se prefiere agregarlos en solución (ejemplo 20% w/v) de sus sales, sodio para el benzóico y de potasio para el sórbico.
La solubilidad de estas sales es de 63 g/100 g de agua a 20°C para el benzoato de sodio y de 32 g/100 de agua también a 20 °C para el sorbato de potasio.
Estas soluciones se deben agregar al final del proceso, antes de soluciones ácidas que hubiere necesidad de agregar a fin de evitar la precipitación del conservante.
Los dos ácidos presentan capacidad sinérgica, es decir son mas eficaces si se agregan juntos en mezcla, que si se adicionan de forma separada. La legislación permite 1 g/kg de producto de cada uno, o hasta 1,25 g/kg en mezcla.

4. FORMULACION DE INGREDIENTES
La preparación de una cantidad de bocadillo de determinadas características, implica establecer una formulación donde se mezclen determinadas proporciones de ingredientes, en un orden específico, hasta alcanzar ciertas condiciones finales propias del producto en cuestión.
Para llegar a una determinada formulación de bocadillo se deben conocer las características de cada uno de los ingredientes. A continuación se presenta un ejemplo concreto y se describen los pasos detallados a seguir para establecer la formulación de ingredientes.
Lo primero es plantear cuánto producto se va a obtener. Suponga que se necesitan 50 kg de bocadillo de guayaba de 75 Bx finales, con 60% de pulpa, de óptimas características sensoriales, es decir sin defectos, de color, aroma, sabor y consistencia adecuadas para el mercado de exportación.
Se parte de guayaba rosada de Puente Nacional, Santander, cuyo rendimiento en pulpa es del 70%, su pH es 3.9, sus Brix 10% con suficiente cantidad de pectina y además se necesita que no se cristalice, mínimo en un periodo de 4 meses. La pregunta es ¿Cuánta fruta, sacarosa y ácido cítrico se necesitan para obtener este producto?
Con estas especificaciones, se procede a escribir la formulación básica de ingredientes. Los cálculos se facilitan si se emplea la tabla siguiente, que permite hacer un balance de masa antes y después de obtenido el bocadillo.

Ingredientes
100
°Brix
S.S.A(†)g
TOTAL g
S.S.T.(*) g
1. Pulpa guayaba
60
10
6.0
30000
3000
2. Jarabe invertido (5%)
4.9
70
3.4
2464
1725
3. Sacarosa (95%)
65.5
100
65.5
32703
32703
4. Acido cítrico (ml. 50%)
0.45
32
0.1
225
72
Total inicial
131
57.7
65392
37500
Agua a evaporar
31
--
--
15392
--
Total final
100
75.0
50000
37500
TABLA 2. Balance de masa para ingredientes en la formulación de un bocadillo
CON: † Sólidos solubles aportados. * Sólidos solubles totales
Esta tabla tiene 6 columnas; la 1ª, de ingredientes, en el orden en que se deben agragar; la 2ª, de porcentajes; la 3ª, de brix; la 4ª, de los sólidos solubles que aportan cada uno de los ingredientes; la 5ª, de los pesos totales de ingredientes que se necesitan; y por último, la 6ª de los sólidos totales que aportan las masas de cada uno de los ingredientes que finalmente se mezclarán.
En el cuadro, los datos conocidos se escribieron en negrilla. El ácido cítrico en solución de 50 % que se usa, tiene 32 Brix y por titulación se determinó que un kg de pulpa de guayaba requiere 7.5 ml de esta ácido para bajar el pH de 3.9 a 3.6, valor al cual se espera gelifique satisfactoriamente la masa de bocadillo. Como se emplearán 30 kg de pulpa, se necesitarán 225 ml de solución o 112 g de este ácido.

4.1 Cálculos
Los cálculos de las cantidades se obtienen siguiendo los siguientes razonamientos:
Los 50 kg de bocadillo con 75 Bx finales tendrán 35.7 kg de sólidos solubles (SS), los cuales son aportados por los sólidos de la fruta, los del jarabe invertido y los de la sacarosa. El aporte del ácido en despreciable, pero igual se ha calculado.
La pulpa se obtiene de la guayaba fresca por trituración y separada de las semillas en una despulpadora. El rendimiento es del 70%, es decir que para obtener los 30 kg de pulpa de 10 Bx, debemos disponer de mínimo 42.8 kg de fruta. Los 30 kg de pulpa equivalen al 60% de los 50 kg de bocadillo. Estos 30 kg aportan 3.000 g de SS, que en términos de % aportarán 6 g SS por cada 60 g de pulpa que empleemos para preparar 100 g de bocadillo; es decir que faltarán 69 g de SS para completar los 75 g. Estos los aportarán los azúcares agregados.
El jarabe invertido, adicionado al 5% con respecto al total de edulcorantes, se usa para evitar la cristalización. Se prepara mediante inversión en caliente de una solución de sacarosa, compuesta por ácido cítrico al 0.2% y sacarosa-agua en relación 70-30.
La cantidad de sacarosa se calcula hallando la diferencia entre los 75 g de SS por cada 100 de bocadillo final y la suma de g de SS que aportan la pulpa y el jarabe invertido, es decir 65.6. Para ser exactos, también se descuentan los SS que aportan los 0.1 g de ácido cítrico; así se llega a la cantidad de 65.5 g de SS que deben ser aportados por la sacarosa. La cantidad total de saracarosa se calcula multiplicando 65.5 por las veces más que se desea preparar de bocadillo, es decir por 500. ( 500 x 100 = 50.000)
La cantidad de ácido que se debe agregar por cada 100 g de bocadillo, se calcula como se describió en el párrafo siguiente al cuadro. Luego se establece la proporción entre la cantidad que se necesita para 60 g de pulpa, que hacen parte de los 100 g de bocadillo. En este caso, si 7.5 ml de ácido se necesitan para adecuar el pH de 1000 g, para los 60 g, se necesitan 0.45 ml de sol. de ácido cítirico al 50%. Esta solución aportará 0.1 g de SS, obtenidos de multiplicar 0.45 por 32/100 °Bx de la sol. de ácido cítrico.
Al sumar las cantidades de ingredientes necesarios para preparar 100 g de bocadillo, el resultado es superior a 100, en este caso se obtiene 131, cuyos Bx serán aproximadamente 57.7%. Esto quiere decir que hay necesidad de evaporar 31 g de agua, por cada 131 g de mezcla. En total habrá que evaporar 500 veces este exceso de agua. El bocadillo se habrá terminado de preparar, cuando la masa en concentración por evaporación posea 75°Bx; momento en el cual deberá pesar 50.000 g.

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