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"Simulación de la Calidad de agua en Ríos Utilizando el Modelo QUAL2EU"

Date post: 08-Mar-2023
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151 RESUMEN En la presente investigación, la leche fresca de vaca recién ordeñada fue almacenada a 4ºC por periodos de tiempos de 0, 12, 24, 48 y 72 horas, con el fin de determinar los tiempos óptimos de almacenamiento de la leche cruda que no afecten la viscosidad aparente del yogurt. Asimismo, con cada muestra se prepararon yogurts formulados con la adición de cloruro de calcio a la leche en concentraciones de 0, 5, 10 y 20% . Las muestras de leche después de cada tiempo de almacenamiento fueron sometidas a análisis físico químicos, determinándose sólidos totales, pH, acidez titulable, densidad, con- tenido graso y porcentaje de calcio. Posteriormente las muestras de yogurts fueron evaluadas a través de análisis físicos (pH, acidez y viscosidad aparente), químicos (solo a la muestra preferida) y sensoriales. Los resultados de las muestras de leche mostraron variaciones mínimas, con excepción del pH que disminuyó y la acidez se incrementó conforme transcurría el tiempo de almacena- miento. Con respecto a los tiempos de almacenamiento evaluados, estos tienen un efecto alta- mente significativo (p<0.05) sobre la viscosidad de los yogurts, siendo la muestra de 12 horas la mas viscosa en comparación a las muestras de 0, 24, 48 y 72 horas de almacenamiento. Los yogurts obtenidos a partir de leche enriquecida con cloruro de calcio (CaCl 2 ) mos- traron variaciones en la viscosidad aparente, siendo el nivel de 20% de CaCl 2 , el que tuvo mayor influencia en comparación a los otros niveles. En consecuencia, la muestra de 12 hr con 20% de CaCl 2 fue la más viscosa en comparación a las muestras de 12 hr con 5% de CaCl 2 y 12 hr con 10% de CaCl 2 . Realizando una comparación de todos los valores de viscosidad aparente de los yogurts se obtuvo que las muestras de 12 hr con 0, 5, 10 y 20 % de CaCl 2 fueron las más viscosas, mientras que las muestras de 72 hr con 0 y 5% de CaCl 2 , 0 hr con 10% de CaCl 2 y 24 hr con 20% de CaCl 2 fueron las menos viscosas. Del mismo modo, en la evaluación sensorial se analizó la característica de “consisten- cia”, medida a través de las pruebas de preferencia ampliada y de ordenamiento. Se obtuvo EFECTO DEL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO DE LA LECHE CRUDA Y LA ADICIÓN DE CLORURO DE CALCIO EN LA VISCOSIDAD DEL YOGURT BATIDO Jenny Valdez Arana - , Fanny Ludeña Urquizo * , Gustavo Idrogo 3 . *Peofesora Auxiliar a D.C: del Departamento Académico de Industrias Alimentarias
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RESUMEN

En la presente investigación, la leche fresca de vaca recién ordeñada fue almacenada a4ºC por periodos de tiempos de 0, 12, 24, 48 y 72 horas, con el fin de determinar los tiemposóptimos de almacenamiento de la leche cruda que no afecten la viscosidad aparente del yogurt.Asimismo, con cada muestra se prepararon yogurts formulados con la adición de cloruro decalcio a la leche en concentraciones de 0, 5, 10 y 20%.

Las muestras de leche después de cada tiempo de almacenamiento fueron sometidasa análisis físico químicos, determinándose sólidos totales, pH, acidez titulable, densidad, con-tenido graso y porcentaje de calcio. Posteriormente las muestras de yogurts fueron evaluadasa través de análisis físicos (pH, acidez y viscosidad aparente), químicos (solo a la muestrapreferida) y sensoriales.

Los resultados de las muestras de leche mostraron variaciones mínimas, con excepcióndel pH que disminuyó y la acidez se incrementó conforme transcurría el tiempo de almacena-miento. Con respecto a los tiempos de almacenamiento evaluados, estos tienen un efecto alta-mente significativo (p<0.05) sobre la viscosidad de los yogurts, siendo la muestra de 12 horas lamas viscosa en comparación a las muestras de 0, 24, 48 y 72 horas de almacenamiento.

Los yogurts obtenidos a partir de leche enriquecida con cloruro de calcio (CaCl2) mos-traron variaciones en la viscosidad aparente, siendo el nivel de 20% de CaCl2, el que tuvo mayorinfluencia en comparación a los otros niveles. En consecuencia, la muestra de 12 hr con 20%de CaCl2 fue la más viscosa en comparación a las muestras de 12 hr con 5% de CaCl2 y 12 hrcon 10% de CaCl2. Realizando una comparación de todos los valores de viscosidad aparentede los yogurts se obtuvo que las muestras de 12 hr con 0, 5, 10 y 20 % de CaCl2 fueron lasmás viscosas, mientras que las muestras de 72 hr con 0 y 5% de CaCl2, 0 hr con 10% de CaCl2y 24 hr con 20% de CaCl2 fueron las menos viscosas.

Del mismo modo, en la evaluación sensorial se analizó la característica de “consisten-cia”, medida a través de las pruebas de preferencia ampliada y de ordenamiento. Se obtuvo

EFECTO DEL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO DE LA LECHE CRUDA Y LA ADICIÓN DECLORURO DE CALCIO EN LA VISCOSIDAD DEL YOGURT BATIDO

Jenny Valdez Arana-, Fanny Ludeña Urquizo*,Gustavo Idrogo3.

*Peofesora Auxiliar a D.C: del Departamento Académico de Industrias Alimentarias

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diferencias significativas (a=0.05) entre los tratamientos, siendo los yogurts de 48 hr con 5%de CaCl2, 0 hr con 10% de CaCl2, 48 hr con 20% de CaCl2 y 0 hr con 0% de CaCl2, los quemostraron tener mayor preferencia, mientras que los yogurts de 12 hr con 0, 5, 10 y 20% deCaCl2 fueron los que presentaron mayor consistencia.

Los yogurts preferidos fueron evaluados nuevamente con el objeto de determinar cualera el más consistente así como el más preferido, obteniéndose como resultado que la mues-tra de yogurt formulado de 0 hr con 10% de CaCl2 fue el de mayor preferencia y la muestra de0 hr con 0% de CaCl2 fue la de mayor consistencia.

ABSTRACT

The present research reports, recently milked cow milk was stored at 4ºC for 0, 12, 24, 48and 72 hours storage time, in order to determine the optimum storage times of the crude milk thatdoes not affect the apparent viscosity of yogurt. Also, with each sample, yogurts were prepared ,formulated with the addition of calcium chloride in concentrations of 0, 5, 10 and 20% to milk.

Milk samples, after each storage time were submitted to chemical physical analysis,being determined its total solids content, pH, buffered acidity, density, fat content and calciumpercentage. Thereinafter the samples of yogurt were subject of physical (pH, acidity and apparentviscosity), chemical (only to the preferred sample) and sensory analysis.

The results obtained for the milk samples showed minimal variations, with exception ofpH values, that were reduced and acidity, which increased according to elapsed storage time.Regarding the evaluated storage time, it shows a highly significant effect (p<0.05) on theviscosity of yogurts, being the 12 hours sample the most viscous in comparison to the samplesof 0, 24, 48 and 72 storage hours.

The yogurts obtained from calcium chloride (CaCl2) enriched milk showed variations inthe apparent viscosity, being the 20% level of CaCl2, the one with greater influence when comparedwith the others levels. Consequently the 20% of CaCl2 12 hr sample was more viscous incomparison to the 5% of CaCl2 12 hr samples and 10% of CaCl2 12 hr sample. After a comparisonof all the apparent viscosity values of the yogurts was made, it was obtained that the samplesof 12 hr with 0, 5, 10 and 20 % of CaCl2 were more viscous, while the samples of 72 hr with 0and 5% of CaCl2, 0 hr with 10% of CaCl2 and 24 hr with 20% of CaCl2 were less viscous.

In the same way, the sensory evaluation analyzed the characteristic of «consistency»,measured by means of the enlarged preference and classification tests. Significant differences(a=0.05) were obtained between the treatments, being the 48 hr with 5% of CaCl2, 0 hr with 10%of CaCl2, 48 hr with 20% of CaCl2 and 0 hr with 0% of CaCl2 yogurts the ones that showed greaterpreference, while the 12 hr with 0, 5, 10 and 20% of CaCl2 yogurts presented greater consistency.

The preferred yogurts were evaluated again in order to determine which was the mostconsistent as well as the most preferred, being obtained as a result that the sample from 0 hrwith 10% CaCl2 formulated yogurt was the one of greater preference and the sample of 0 hr with0% of CaCl2 was the one of greater consistency.

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I. INTRODUCCIÓN

El yogurt es un alimento de alto consumo, por la gran variedad que ofrece el mercado ypor sus cualidades que lo hacen definitivamente superior a la leche, no habiéndose registradoreportes de daños que éste pueda producir debido a que sus grasas así como sus proteínasaparecen en forma predigeridas, lo cual facilita su digestión. Por otro lado, el yogurt posee aúnmás calcio y potasio que la misma leche y su contenido de lactasa le permite, al organismohumano, manejar la lactosa del mismo yogurt sin contratiempo alguno. Esto ha ocasionado quesu consumo se extienda y masifique en forma muy rápida en los últimos años (Domper, 1997).

Adicionalmente al sabor peculiar, los aspectos nutricionales y promotores de salud;las propiedades reológicas del yogurt son propiedades apreciadas por los consumidores, puestoque contribuyen a la sensación bucal del mismo (Gursel y Atamer, 1998); es por ello que unproblema importante que encaran los fabricantes es la producción y mantenimiento de unproducto con óptimas características de viscosidad y estabilidad, libre de defectos en cuerpo,consistencia y sinéresis (Modler et al., 1983).

Los factores como composición de la leche, acidez, sólidos totales, homogeneización,tratamiento térmico, tipo de cultivo y grado de proteólisis de la leche influyen en las propieda-des reológicas del yogurt (Kalab et al., 1983; Heertje et al., 1985; Harwalkar y Kalab, 1986;Biliaderis et al., 1992). Sin embargo no se presta atención al tiempo que la leche permanecerefrigerada en los establos antes de pasar a las plantas de procesamiento, pudiendo perma-necer varios días a bajas temperaturas (2 a 8ºC) antes de su utilización final (Industria Ali-menticia, 1998).

A pesar que hay consenso general entre investigadores con respecto a los efectosbenéficos del enfriamiento, el tratamiento prolongado produce cambios en la composiciónde la leche que afectan las características del caseinato de calcio, lo que perjudica laspropiedades de la leche para coagular y por tanto las propiedades físicas del yogurt (Ma-drid, 1996).

Dentro de este contexto, los objetivos del presente estudio fueron investigar el efectodel tiempo de almacenamiento de la leche cruda a 4ºC durante 0, 12, 24, 48 y 72 horas yevaluar la influencia de la adición de tres niveles de cloruro de calcio (5,10 y 20%) a la lechecruda, en la viscosidad del yogurt.

II. MATERIALES Y METODOS

2.1 ELABORACIÓN DE YOGURT

Se utilizó leche fresca procedente de la Unidad Experimental de Zootecnia de la UNALM,correspondiente al ordeño de la tarde. La leche recepcionada se almacenó en frío a 4ºC ± 1º Cpor periodos de tiempos de 0, 12, 24, 48 y 72 horas, obteniéndose un total de 5 muestras contres repeticiones para cada una.

Se prepararon yogurts fortificados con calcio, para lo cual se añadió a la lechepasteurizada homogeneizada cloruro de calcio de grado alimentario en niveles de 5, 10 y

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20 % a cada muestra (con tres repeticiones cada una), tal como se indica en la Figura 1.La adición se hizo después de la pasteurización puesto que la mezcla de leche enriqueci-da con calcio no es estable al calor (Pirkul et al.,1997). Se adicionó leche en polvodescremada para alcanzar los 14% de sólidos totales antes de la pasteurización. La lechepasteurizada fue inoculada con 1% de cultivo iniciador (cultivo de uso directo VIVOLAC) a43ºC ± 1ºC por 8 horas. Transcurrido el periodo de incubación los productos fueron almace-nados en una cámara de refrigeración a 4ºC durante 12 horas. Posteriormente, para obte-ner el yogurt batido, se procedió a disgregar el gel por agitación con una batidora manual yse almacenó a 4ºC.

2.2 PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS

La acidez titulable y el contenido de grasa de las muestras de leche y de yogurtfueron determinadas según la N.T.P. 202.028 (INDECOPI, 1998c), el pH se midió con unpotenciómetro (Lora, 1996), la densidad según la N.T.P. 202.008 (INDECOPI, 1998b), sóli-dos totales según Kirk et al. (1996), humedad según la AOAC (1990), cenizas según laN.T.P.202.079 (INDECOPI, 1990), proteínas según la AOAC (1990). El contenido de calciofue medido por espectrofotometría de absorción atómica según la AOAC (1990).

2.3 MEDICIÓN DE LA VISCOSIDAD

La medición de la viscosidad se realizó de acuerdo al procedimiento descrito porGassem y Frank (1991), empleando el viscosímetro de Brookfield modelo RVT y usando elSpindle número 4 inmerso aproximadamente en un tercio de su altura con una rotación de 10rpm. La viscosidad aparente fue determinada en los yogurt a 10ºC y las lecturas fueron toma-das cada tres vueltas (para permitir al spindle y al sistema que se estabilicen), las cuales seconvirtieron a unidades de centipoises (cps). Los valores de viscosidad aparente fueron obteni-dos por triplicado con una desviación estándar al 3%.

2.4 EVALUACIÓN SENSORIAL

La evaluación sensorial se realizó mediante pruebas discriminativas y afectivas de lacaracterística o propiedad sensorial “consistencia” de las muestras de yogurt elaboradascon leche almacenada a diferentes tiempos (0, 12, 24, 48 y 72 horas), y a las cuales seenriqueció con 0, 5, 10 y 20% de cloruro de calcio (CaCl2) por cada tiempo de almacena-miento.

La evaluación se llevó a cabo por un panel compuesto por 30 catadores o panelistasno entrenados para determinar la formulación preferida en cuanto a la consistencia a travésde la prueba de preferencia ampliada (Watts et al., 1992) colocando en primer lugar (1) a laque más preferían y en último lugar (5) la que preferían menos. Asimismo se empleó laprueba de ordenamiento (Anzaldúa – Morales, 1994), usando un panel de 6 jueces semi -entrenados para determinar la formulación más consistente. Para ello se usaron valores de 1al 5 que correspondían respectivamente a los grados desde “mas consistente” hasta “menosconsistente”. El panel incluía panelistas semi - entrenados de la facultad de Industrias Ali-mentarías, estudiantes universitarios y estudiantes graduados de la UNALM.

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FIGURA 1. DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA ELABORACIÓNDE LAS MUESTRAS DE YOGURT

EFECTO DEL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO DE LA LECHE CRUDA Y LA ADICIÓNDE CLORURO DE CALCIO EN LA VISCOSIDAD DEL YOGURT BATIDO

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2.5 ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Los resultados del análisis fueron evaluados por su significancia (p<0.05) usando laaplicación software Sistema de Análisis Estadístico (S.A.S. versión 7) y para cada resultadose obtuvo el valor promedio, desviación estándar y coeficiente de variación.

Se llevó a cabo un análisis de varianza para diseños completamente al azar de dosfactores con interacción. La prueba de la comparación de promedios de Duncan se realizó aun nivel de significancia a = 0.05

El modelo para medir la característica física (viscosidad) fue:

Yijk =u + Cai + Tiemj + (Ca.Tiem)ij + eijk

Donde:

Yijk = Determinación de la viscosidad (cps) del i-ésimo nivel de calcio conel j-ésimo tiempo de almacenamiento.

u = Efecto de la media poblacional.Cai = Efecto del i-ésimo nivel de calcio.Tiemj = Efecto del j- ésimo tiempo de almacenamiento.(Ca.Tiem)ij = Interacción nivel de calcio por tiempo de almacenamiento.eijk = error experimental.

Para el caso particular de la evaluación sensorial los resultados fueron analizados através de la prueba no paramétrica de Friedman a un nivel de significancia a = 0.05.

III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1 MATERIA PRIMA: ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS

3.1.1 LECHE FLUIDA

Los análisis realizados a las muestras de leche fluida fresca almacenadas a diferen-tes tiempos de refrigeración se aprecian en el Cuadro 1; se observa que el tiempo que laleche permanece almacenada influye sobre la variación del pH, produciendo una disminuciónde un valor promedio de 6.81, para 0 horas, hasta un valor de 6.60, después de 72 horas dealmacenamiento a 4ºC. En cuanto a la variación de la acidez se observa que existe unaumento, variando de un valor promedio mínimo de 14ºD a un máximo de 16.5ºD. SegúnRobinson (1987) y Luquet (1993) dichas variaciones se deben a que a pesar de que la lechees almacenada a 4ºC, van a existir microorganismos en particular las Pseudomonas y pe-queñas trazas de bacterias lácticas, que se van a desarrollar a dicha temperatura, produ-ciendo una variación de la acidez y del pH de la misma.

Las variaciones entre las muestras de leche, en lo que se refiere a densidad relativa,contenido graso y contenido de calcio son mínimas, es decir no se ven afectadas por eltiempo de almacenamiento. Sin embargo el calcio se solubiliza por lo que disminuye laforma natural asimilable por el organismo humano (Hambraeus, 1982), quien señala, que el

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calcio ligado a la proteína de la leche se considera como una forma fisiológica de suministro decalcio, mientras que la cantidad de calcio ionizado que se absorbe es menor.

Al analizar los resultados obtenidos se observa que en general las característicasfisicoquímicas evaluadas están dentro del rango de los niveles porcentuales indicados enla NTP 200.001 (INDECOPI, 1998a). Con respecto al contenido de calcio, el valor prome-dio obtenido fue de 1 050 mg/kg, según Tamine y Robinson (1991) la cantidad de calciodebería ser de 1 190 mg/kg como máximo. Esta diferencia puede atribuirse a que el calciocomo otros componentes de la leche varían en función a la selección del animal, fase delactación, edad, condiciones climáticas, estación del año o, incluso el tiempo transcurridoentre los ordeños (Early, 1998). Cabe resaltar que la leche con la que se trabajó era prove-niente del ordeño de la tarde y no leche mezclada que contenía ordeños de la mañana y dela tarde.

3.1.2 LECHE FLUIDA ENRIQUECIDA CON CLORURO DE CALCIO

El Cuadro 2 muestra los diferentes niveles de calcio y su equivalente en miligramosañadidos a las muestras de 2 Kilogramos de leche fresca por cada tiempo de almacenamiento.La adición de calcio conlleva a un aumento en todas las formas de calcio en la leche enrique-cida; asimismo Gastaldi et al. (1994) encontraron que la distribución de calcio añadido (243.8mg/kg) en sus diferentes formas es muy rápida, tomando sólo de 25 a 60 minutos, alcanzarconcentraciones estables de calcio iónico y soluble.

CUADRO 1. CARACTERISTICAS FISICO-QUIMICAS DE LA LECHE CRUDAA DIFERENTES TIEMPOS DE ALMACENAMIENTO1

º D: Grados Dornic* Densidad corregida a 20ºC

Temperatura de almacenamiento = 4ºC1 Los análisis reportados son los promedios de tres repeticiones

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CUADRO 2. ADICION DE CLORURO DE CALCIO (mg) A LA LECHE CRUDA

Pyne y Mac Gann (1960) citado por Gastaldi et al., (1994) reportan para la lecheenriquecida, que el calcio soluble e iónico aumentan progresivamente mientras que el pHdecrece a un pH 6,0, el incremento de calcio soluble es relativamente bajo, haciéndoseluego más rápido llegando a la solubilización. Asimismo, Accolas (1977) citado por Bealet al. (1999) encontró que la acidez titulable era más alta en yogurts que eran fermentadosentre 43 - 45ºC, comparados con los que se fermentaban a 35 - 38ºC. Sin embargo, Cho-Ah-Ying et al. (1990), observaron que la temperatura de incubación (38 y 43ºC) no afecta laacidez. Estas observaciones diferentes pueden atribuirse a los comportamientos específi-cos de los microorganismos usados y a la temperatura de fermentación.

Por otro lado, el incremento del contenido de lactosa, a través de la adición de LPD(leche en polvo descremada) se ve acompañado de un aumento de la acidez de la leche(Jenness y Patton, 1959), lo cual puede conducir a una disminución del tiempo de coagula-ción. Esta misma teoría ha sido mantenida por Humphreys y Plunkett (1969), Haverbeck yJofre (1980), Tamine y Deeth (1980), Puhan (1986) y Tamine et al. (1984), quienes mencionanque al aumentar el nivel de sólidos totales se afecta la acidez titulable, debido a que aumentael contenido de lactosa en la mezcla y el poder tampón (buffer) de las proteínas, fosfatos,citratos, lactatos y otros componentes de la leche.

3.2 VARIACIÓN DE LA VISCOSIDAD

Los cambios observados en la viscosidad son gráficamente presentados en la Fi-gura 2. Los valores obtenidos de la viscosidad aparente para cada una de las muestrasevaluadas en función de los diferentes tiempos de almacenamiento en refrigeración a 4 ±1ºC, se presentan en el Cuadro 3. El análisis de varianza de estos resultados, demuestraque el tiempo de almacenamiento de la leche tiene una influencia altamente significativa(p<0.05) sobre la variable viscosidad, teniendo un valor de 9 066.7 cps para la muestra de12 horas y 8 566.7 cps, 8 366.7 cps, 8033.3 cps y 7 633.3 cps para las muestras de 0, 24,48 y 72 horas respectivamente, resultando ser el yogurt de 12 horas el más viscoso.

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Al analizar estos resultados se puede observar que la viscosidad aparente aumentahasta las 12 horas, tiempo después del cual disminuye a medida que se incrementa eltiempo de almacenamiento de la leche cruda, lo cual puede atribuirse según Méndez (2000),a que el calcio micelar se solubiliza y al solubilizarse parcialmente tiende a abandonar lamicela, volviéndose más débil la estructura de la misma, por lo que sus coágulos son mu-chos más débiles en función al tiempo de almacenamiento. Tal como lo señalan Walstra yJenness (1987) en la leche mantenida a 3ºC por 24 horas, el calcio dializable aumentaaproximadamente un 7%, el fosfato dializable (inorgánico) un 4% y la concentración de Ca+2

un 13%, pudiendo variar la magnitud de estos cambios, que es favorecida al disminuir latemperatura dando lugar a una solubilización parcial del calcio micelar, al mismo tiempo queaumenta la solubilidad del fosfato cálcico (PO4Ca), sal más soluble en frío que en caliente(Early, 1998).

FIGURA 2. CAMBIOS EN LA VISCOSIDAD APARENTE EN FUNCIONAL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO A 4ºC

CUADRO 3. VISCOSIDAD APARENTE DE LAS MUESTRAS DE YOGURT

EFECTO DEL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO DE LA LECHE CRUDA Y LA ADICIÓNDE CLORURO DE CALCIO EN LA VISCOSIDAD DEL YOGURT BATIDO

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Por otro lado los cambios en la viscosidad del yogurt (Corzo,1988) dependen de unaserie de factores propios de las proteínas tales como el tamaño molecular, forma, cargasuperficial, tipos de proteína, etc.; factores que se ven influenciados por la temperatura dealmacenamiento. Walstra y Jenness (1987) indican que al disminuir la temperatura a 5ºCse ve afectado el tamaño micelar, la interacción hidrofóbica se debilita y parte de la b-caseína, se disocia de las micelas y su voluminosidad aumenta, en parte, debido proba-blemente al aumento de la pilosidad, ya que las cadenas de b-caseína sobresalen de lasuperficie micelar.

Asimismo se incrementa ligeramente la actividad del Ca+2, una porción pequeña delfosfato cálcico se disuelve, siendo estos cambios los responsables de la ligera desintegra-ción de las micelas, a pesar del aumento de voluminosidad, pudiendo disminuir su tamañomedio. Walstra et al. (2001) refieren que la causa principal de la solubilización de una granparte de la b-caseína es que las fuerzas hidrofóbicas, que son las responsables fundamenta-les que las mantienen unidas en las submicelas, son mucho mas débiles a bajas temperatu-ras y las enzimas proteolíticas atacan mucho más fácilmente la caseína cuando está enestado de disolución; a bajas temperaturas, la b-caseína es rápidamente hidrolizada por laplasmina.

Walstra et al. ( 2001) indican que la desintegración de las micelas por el frío tambiénpuede deberse a la disolución de una parte del fosfato cálcico, que reduce la atracciónentre las submicelas y posiblemente debilita la unión de las moléculas individuales decaseína en una submicela. Luquet et al. (1979) comprobaron que cuando se ultracentrifugauna leche conservada a 3ºC durante 48 horas se observa en el sobrenadante una cantidadde caseína que representa del 15 al 16% del contenido total de caseína (6 a 7% a 20ºC), enesta caseína soluble, la b-caseína representa un 34% a 35ºC, 47% a 4ºC y un 60% a 2ºC.

Ali et al., citados por Early (1998), comprobaron que las bajas temperaturas produ-cen modificaciones fisicoquímicas que afectan a las caseínas, ya que las caseínas sinte-tizadas por las células de las glándulas mamarias se encuentran en la leche en formasoluble y en forma de micelas, asimismo, Luquet (1993), señala que durante el almacena-miento en refrigeración se produce un aumento de la proporción de caseína que está enforma soluble, lo que puede tener consecuencias en los productos fabricados con estaleche. Se ha comprobado que ß-caseína puede interferir de manera negativa en el procesode coagulación, debido a que en la leche que se mantiene fría a bajas temperaturas (2 a8ºC) ésta se desprende de la micela en la que se encuentra, y cuando se vuelve a calentarla leche se vuelve a unir a ella, pero formando una capa protectora a su alrededor que evitasu coagulación (Madrid, 1996). Con el posterior calentamiento de la leche, la b-caseínavuelve a las micelas; estos cambios tienen lugar lentamente cuando se calienta la lechebrevemente a 50ºC y enfriándola a unos 30ºC, restableciéndose sus propiedades origina-les, al menos en lo que respecta a su capacidad de coagulación y su viscosidad (Walstraet al., 2001). Todos los cambios que se producen en las micelas y calcio, modifican laspropiedades de la leche, lo que influye en la viscosidad del yogurt tal y como lo hemoscomprobado en esta investigación.

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Es importante señalar que en el presente estudio se empleó un cultivo que produ-ce alta viscosidad, lo cual puede influir en la viscosidad del producto final; ya que enmuchas investigaciones (Kosikowska et al., 1979; Kriel, 1979; Cerning et al., 1988; Hesset al., 1997) concernientes a las características reológicas de los yogurts, comprobaronque el uso de cultivos iniciadores productores de exopolisacáridos en la fermentación deyogurt resultaba en un producto con mayor viscosidad y con menor susceptibilidad a lasinéresis. La contribución de las cepas viscosas a las propiedades de viscosidad se diceque son el resultado de la secreción de polisacáridos extracelulares y de la habilidad deestos polisacáridos para formar uniones que conecten a la bacteria con la micela de caseí-na (Schellhaass y Morris, 1985; Tamine et al., 1984).

La contribución de los polisacáridos bacterianos a las propiedades reológicas delyogurt se debe a su composición y estructura (Rawson y Marshall, 1997). Según Cerning(1990) los exopolisacáridos son generalmente heteropolisacáridos que contienen galactosa,glucosa y ramnosa y presentan carácter ácido por la presencia de un grupo carboxílico.Los diferentes efectos en la reología del yogurt demostrados por el tiempo de almacena-miento, adición de cloruro de calcio y por las cepas viscosas en este estudio, terminan poralterar las características texturales y a las propiedades viscosas del producto

Otros aspectos importantes a considerar son la temperatura de incubación que en elpresente estudio fue de 43ºC y el pH final de la muestra que va de 4.54 a 3.95, ya que laviscosidad como lo menciona Beal et al. (1999) es influenciada más por la temperatura deincubación a pH 4.4 que a 4.8. Asimismo Skriver et al. (1993), Cerning (1995) y Gassem et al.(1997), han observado un efecto positivo de las bajas temperaturas de fermentación en lascaracterísticas de textura del yogurt, sin embargo Cho-Ah-Ying et al. (1990) no encontró in-fluencia alguna. Las diferencias texturales pueden ser atribuidas a propiedades del gel, diferen-tes concentraciones o estructuras de polisacáridos (Bouzar et al., 1997) o enlaces diferentesentre exopolisacáridos y proteínas según la temperatura. Además la dependencia de la textu-ra con la temperatura de fermentación, puede relacionarse con la acidificación. A menor tem-peratura la acidificación es más lenta y mayor la viscosidad, lo cual enfatiza que las propieda-des texturales del yogurt, pueden ser gobernadas por la duración de la fermentación (Beal etal., 1999).

Los resultados del contenido de calcio de los yogurts elaborados en esta investigaciónse muestran en el Cuadro 4, cuyos valores varían de 259.5 mg/100g a 209.7 mg/100g deyogurt, para un tiempo de almacenamiento de 0 a 72 horas respectivamente, estos valores seencuentran por encima del rango señalado por Tamine y Robinson (1991) como ideal para unyogurt entero.

CUADRO 4. CONTENIDO DE CALCIO DE LOS YOGURTS ELABORADOSA PARTIR DE LECHE ALMACENADA ºC

EFECTO DEL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO DE LA LECHE CRUDA Y LA ADICIÓNDE CLORURO DE CALCIO EN LA VISCOSIDAD DEL YOGURT BATIDO

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3.3 YOGURT ELABORADO A DIFERENTES TIEMPOS DE ALMACENAMIENTO YENRIQUECIDO CON CLORURO DE CALCIO: ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICOS

3.3.1 VARIACIÓN DEL pH Y ACIDEZ

En el Cuadro 5 se muestran los valores de pH y acidez de las muestras de yogurtelaboradas a diferentes tiempos y enriquecidas con cloruro de calcio (CaCl2). El pH de dichasmuestras presentan mínimas diferencias con el de las muestras de yogurt no enriquecidas concloruro de calcio (0, 12 , 24, 48 y 72 horas con 0% de CaCl2 ), variando el pH y la acidez de 4.56a 4.41 y 84ºD a 95ºD para las muestras de 0hr a 72 hr con 5% CaCl2, 4,57 a 3,96 y 81ºD a 95ºDpara las muestras de 0hr a 72 hr con 10% CaCl2, y 4,65 a 3,97 y 86ºD a 99ºD para las muestrasde 0hr a 72 hr con 20% CaCl2.

Sin embargo Pirkul et al. (1997), observaron que el pH y acidez de los yogurt enrique-cidos con gluconato de calcio (CaG) y lactato de calcio (CaL) fueron mayores que los contro-les, causados probablemente por la capacidad amortiguadora adicional proporcionada por lassales de calcio. Estas observaciones se realizaron trabajando con niveles de 400 mg/100 mlde leche para CaL y 800 mg/100 ml de leche para CaG; mientras que en esta investigación, lamayor concentración de CaCl2 que se empleó fue de 21,42 mg/100 ml de leche.

3.3.2 VARIACIÓN DE LA VISCOSIDAD

Los cambios observados en al viscosidad se aprecian en la Figura 3. Los resultadosde las mediciones de viscosidad aparente de los yogurts elaborados con leche almacenada adiferentes tiempos a 4ºC y enriquecidas con cloruro de calcio se muestran en el Cuadro 6. Elanálisis de varianza de estos resultados demuestra que la adición de CaCl2 tiene una influen-cia altamente significativa (p<0.05) sobre la viscosidad de los yogurts, siendo el nivel de 20%de CaCl2, el que tiene mayor influencia en comparación con los otros niveles, en consecuenciala muestra de 12 hr con 20% CaCl2 fue la mas viscosa en comparación a las muestras de 12 hrcon 5% CaCl2 y 12 hr con 10% CaCl2.

Realizando el análisis de variancia de los resultados de viscosidad aparente, se de-muestra que la interacción de los niveles de calcio por tiempo de almacenamiento tiene efec-tos altamente significativos (p<0.05), como también diferencias altamente significativas (p<0.05),entre tiempos de almacenamiento y niveles de calcio. Del mismo modo al analizar los efectossimples, se observó diferencias altamente significativas (p<0.05), entre los niveles de calciodentro de cada tiempo de almacenamiento, del mismo modo se obtuvo diferencias altamentesignificativas (p<0.05) en la viscosidad aparente referida a los diferentes tiempos de almacena-miento dentro de cada nivel de calcio.

163

CUADRO 5. EVOLUCIÓN DEL pH Y ACIDEZ DE LAS MUESTRAS DE YOGURTENRIQUECIDAS CON CLORURO DE CALCIO

FIGURA 3. CAMBIOS DE LA VISCOSIDAD APARENTE EN FUNCIÓN AL TIEMPO DEALMACENAMIENTO Y EL ENRIQUECIMIENTO CON CaCl2

EFECTO DEL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO DE LA LECHE CRUDA Y LA ADICIÓNDE CLORURO DE CALCIO EN LA VISCOSIDAD DEL YOGURT BATIDO

Anales Científicos UNALM164

A partir de la comparación de medias de la viscosidad aparente, se establece unadisminución de la viscosidad a medida que se incrementa el tiempo de almacenamiento, conexcepción de la muestra que permaneció 12 horas en almacenamiento. La muestra de yogurtelaborada con leche almacenada a 4ºC por un tiempo de 12 horas tanto con 0%, 5%, 10% y20% de CaCl2 tuvieron la mejor viscosidad aparente ( 9 066.7 cps + 2.05; 9 066.7 cps + 0.62;7 700 cps + 0.82 y 9 566.7 cps + 0.65 respectivamente).

Así mismo entre los diferentes niveles de calcio, se obtuvo una mayor viscosidad en eltratamiento sin adición de cloruro de calcio (CaCl2) a las 0, 24 y 72 horas de almacenamiento(8 566.7 cps + 1.43; 8 366.7 cps + 1.31 y 7 633.3 cps + 1.54, respectivamente). A las 48 horas(8033.3 + 0.62) no fue significativamente diferente con el mayor valor obtenido por 20% deCaCl2 (8 300 cps + 0.08); mientras que a las 12 horas con 20% de CaCl2 se obtuvo la mayorviscosidad aparente (9 566.7 cps + 0.65).

En promedio se obtuvo una mayor viscosidad a un nivel de 0% de CaCl2 (8 333.3 cps),el cual presentó diferencias significativas a 5%, 10% y 20% (7 146.7 cps, 6 698.8 cps y 7 533.3

CUADRO 6. VISCOSIDAD APARENTE DE LAS MUESTRAS DE YOGURT ENRIQUECIDASCON CLORURO DE CALCIO

165

cps respectivamente). Asimismo, con respecto al tiempo de almacenamiento, la mayor viscosi-dad se obtuvo a las 12 horas (8 850 cps), presentando diferencias significativas a 0, 24, 28 y 72horas de almacenamiento (7 208.3 cps; 6 916.7 cps; 7 358.3 cps y 6 808.3 cps respectiva-mente).

3.4 EVALUACIÓN SENSORIAL

En el Cuadro 7 se muestra la suma de los puntajes generados por los panelistas, siendolas muestras de 12 hr + blanco, 12 hr con 5, 10 y 20% de CaCl2, las que obtuvieron el menorpuntaje y las que fueron las más consistentes; resultados que coinciden con los obtenidosempleando el viscosímetro de Brookfield.

Al analizar los resultados obtenidos de la prueba de ordenamiento, a través de pruebano paramétrica de Friedman se puede apreciar que el tiempo de almacenamiento y la adiciónde cloruro de calcio tienen una influencia significativa (p<0.05) sobre la consistencia, siendo lamuestra de yogurt preparada con leche de 12 horas de almacenamiento la que presenta dife-rencias significativas con respecto a las muestras de yogurt elaborados con 0, 24, 48 y 72horas de almacenamiento en refrigeración. Del mismo modo las muestras enriquecidas con5% CaCl2+12 hr, 10% CaCl2+2 hr y 20% CaCl2+12 hr; presentaron diferencias significativas(p<0.05) con respecto a las demás muestras.

Sin embargo los yogurts más viscosos o más consistentes no mostraron una mayorpreferencia por los consumidores finales, lo cual puede atribuirse al hecho que algunos panelistaspueden haberse dejado influenciar por la acidez de las muestras, reaccionando adversamenteante los yogurt más consistentes pero más ácidos, prefiriendo los yogurts menos ácidos. Alrespecto Greig y Van Kan (1984) citados por Muir y Hunter (1992) reportan que hay panelistasque prefieren un sabor ácido pronunciado y otros que prefieren un yogurt menos ácido aunqueestos sean menos consistentes.

Los resultados de la prueba de preferencia ampliada se presentan en el Cuadro 8, alanalizarlos estadísticamente a través de la prueba no paramétrica de Friedman se obtuvo quetambién hay diferencias estadísticamente significativas (p<0.05). La muestra de yogurt elabo-rada con leche almacenada a 0 horas fue la más preferida en comparación a las muestras de12, 24, 48 y 72 horas de enfriamiento. Por su parte los yogurts formulados a 48 hr con 5%CaCl2, 0 hr con 10% CaCl2 y 48 hr con 20% CaCl2 fueron los más preferidos con respecto a losotros tiempos de almacenamiento.

Los yogurts más preferidos (Blanco + 0 hr, 5% CaCl2 + 48 hr, 10% CaCl2 + 0 hr y 20%CaCl2 + 48 hr) fueron evaluados nuevamente con el objeto de determinar cual de ellos era elmás consistente así como también el más preferido. Los resultados de las pruebas de orde-namiento y de preferencia ampliada se muestran en el Cuadro 9. El análisis estadístico dedichos resultados demuestran que existe diferencias significativas (p<0.05) entre la consis-tencia y preferencia de las muestras de yogurt, siendo el yogurt formulado de 0 hr con 10%de CaCl2 y la muestra de 0 hr con 0% CaCl2, el más preferido y el más consistente respec-tivamente.

EFECTO DEL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO DE LA LECHE CRUDA Y LA ADICIÓNDE CLORURO DE CALCIO EN LA VISCOSIDAD DEL YOGURT BATIDO

Anales Científicos UNALM166

CUADRO 7. PUNTAJE DE LOS YOGURTS OBTENIDOS MEDIANTE PRUEBADE ORDENAMIENTO

167

CUADRO 8. PUNTAJE DE LOS YOGURTS OBTENIDOS MEDIANTE LA PRUEBADE PREFERENCIA AMPLIADA

EFECTO DEL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO DE LA LECHE CRUDA Y LA ADICIÓNDE CLORURO DE CALCIO EN LA VISCOSIDAD DEL YOGURT BATIDO

Anales Científicos UNALM168

CUADRO 9. PUNTAJE DE LAS MUESTRAS DE YOGURTS MEDIANTE PRUEBA DE ORDENAMIENTO Y PRUEBA DE PREFRENCIA AMPLIADA

Finalmente el Cuadro 10 muestra los resultados de los análisis fisicoquímicos efectua-dos al yogurt mas preferido, estando ellos dentro del rango mencionado por Tamine y Robinson(1991), existiendo una diferencia con respecto al contenido de carbohidratos de 1.1 g, debidoprobablemente a la adición de leche en polvo descremada que se realizó en el experimento.

IV. CONCLUSIONES

1. La viscosidad de los yogurts se ve afectada (p<0.05) de manera directa por el tiempo dealmacenamiento de la leche cruda a 4ºC.

2. La muestra de yogurt elaborada con leche almacenada por 12 horas obtuvo el mayor valorde viscosidad aparente (9 066.7 cps), con respecto a los otros niveles de tiempos dealmacenamiento.

3. La interacción de tiempo de almacenamiento y adición de cloruro de calcio (CaCl2) endiferentes niveles, tiene una influencia altamente significativamente (p<0.05) sobre la vis-cosidad del yogurt.

4. La muestra de yogurt elaborada con leche almacenada por 12 horas y enriquecida con20% de CaCl2, obtuvo el mayor valor de viscosidad aparente (9 566.7 cps), con respecto alos otros niveles de tiempos de almacenamiento y adición de cloruro de calcio.

CUADRO 10. CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS DEL YOGURT NATURAL

Prueba dePreferencia Ampliada

Formulación Prueba deOrdenamiento

20%CaC12 + 48hrBlanco + 0hr

5%CaC12 + 48hr10%CaC12 + 0hr

146

1723

82729255

Compuestos(unidades/100g)

Yogurt natural(entero)

Cenizas (g) Humedad (g) Proteina (g) Grasa (g) Carbohidratos (g) Energía Total (Kcal)

0.985.93,53.66.1

70.8

169

5. Existe diferencia significativa entre la viscosidad aparente del yogurt obtenido a partir deleche almacenada por 12 horas a 4°C con adición de 20% de cloruro de calcio y sinadición de cloruro de calcio.

6. Los panelistas semi-entrenados señalaron a las muestras almacenadas por 12 horas yenriquecidas con 0, 5, 10 y 20 % de CaCl2 como las de mayor consistencia y los consu-midores finales prefirieron las muestras de 0 horas con 0% de CaCl2, 48 hr con 5% deCaCl2, 0 hr con 10% de CaCl2 y 48 hr con 20% de CaCl2.

7. Al evaluar sensorialmente las muestras que resultaron preferidas, mediante la prueba deordenamiento y preferencia ampliada, resultó ser la muestra de blanco + 0 hr la de mayorconsistencia y la muestra de 0 hr con 10% de CaCl2 la de mayor preferencia.

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RESUMEN

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ABSTRACT

The Day´s modified method was proved whit organic and non-organic materials of well-know density, stable to environmental conditions and homogeneous molecular. Values of truedensity of peeled rice, integral rice, barley, white corn, corn pearl, soja and wheat , were foundtoo.

INTRODUCCIÓN

En la industria alimentaria para optimizar y simular procesos se requieren modelosmatemáticos que involucren parámetros que representen propiedades específicas de cadaelemento constitutivo del material en estudio. Es por ello que los investigadores actualmentesiguen en la búsqueda de caracterizar los materiales considerando las propiedades de suscomponentes estructurales. Una de estas propiedades es la densidad real de partículas, muyútil en los procesos de separación como la sedimentación y la centrifugación y en el transporteneumático e hidráulico de polvos y partículas (Lewis, 1993); en el estudio de los fenómenos detransferencia de masa y calor durante el secado y almacenamiento de granos (Correa et al.,1996); en la evaluación del secado por atomización de ingredientes alimentarios comomicrocápsulas con contenido de proteínas de suero de leche (Moreau y Rosenberg, 1998); enla determinación de la transferencia de energía térmica (Ureña et al., 1990); en el diseño deextrusores (Choudhury y Gautman, 1999); y en la evaluación de la calidad tecnológica de

«VALIDACION DEL METODO DE DAY MODIFICADO Y SU APLICACIÓN EN LADETERMINACION DE DENSIDAD REAL DE GRANOS ALIMENTICIOS»

Milber Ureña Peralta*, Max Grover Galván Salazar*

* Docentes de la Facultad de Industrias Alimentarias.

Anales Científicos UNALM174

granos y sus variedades, basando sus estudios principalmente en la relación del trigo con lacalidad panadera (Hevia et al., 1996).

La densidad real está definida por la relación entre la masa del sólido, o líquido, y elvolumen que esta masa ocupa (Lewis, 1993).

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

La porosidad y la densidad aparente del grano de trigo fueron determinadas y rela-cionadas con la dureza del grano, la susceptibilidad al quiebre, la calidad molinera, lavelocidad de secado y la resistencia al desarrollo de hongos (Peters y Katz, 1962; Ghaderiet al., 1971; Bhattacharya et al., 1972; Tkachuk y Kuzina, 1979, Hook, 1984; Chang,1988).

Day (1964) diseñó un porosímetro para medir el espacio libre en material vegetal porosomediante inclusión de aire. En el caso de granos muy pequeños (arroz, y semillas) y harinasno presentó repetibilidad ni reproducibilidad de valores experimentales de porosidad (Chang,1988;Ureña et al., 1990; Hevia et al.,1996; Ospina,1999).

Valores de densidad real fueron reportados para modelos de alimentos elaborados apartir de mezclas de bentonita, glicerol y agua (Ureña et al., 1990). Para granos alimenticiosHevia et al. (1996), Ospina (1999), Lewis (1993), Bhachattarya et al. (1972) y Choudhury yGautam (1999).

Por su poca absorción en granos se utilizó tolueno en la determinación de la porosidadde lechos de trigo, maíz, cebada y arroz (Peters y Katz,1962; Bhattacharya et al., 1972;Tkachuck y Kuzina,1976; Pawlowski, 1962 y Chiralt et al., 1985); sin embargo, Thompson eIsaacs (1967) tuvieron problemas de penetración del líquido entre los espacios intergranularesde avena debido a la dureza de la cáscara y a los pelos de la barba.

Las porosidades de granos y semillas fueron determinadas utilizando picnometría conaire y helio, presentándose dificultades en la evacuación del gas (Thompson e Isaacs, 1967;Ghaderi et al., 1971; Chang,1988).

Firas y Kleinebudde (1998) utilizaron la picnometría en polvo para obtener valores deporosidad y de densidades aparentes de pellets, reportando valores elevados de porosidad alser comparados con el método de picnometría de mercurio.

Método de Day modificado

Para determinar la densidad real de arcillas (bentonitas), en la búsqueda de mode-los de alimentos, Ureña et al. (1990) hizo vacío en lugar de incorporar aire a presión en unporosímetro experimental construido según lo reportado por Day (1964), logrando repetibilidadde valores entre 68-70 cm de Hg de vacío. El fundamento del método modificado se basaen la determinación de la porosidad del material en función a la relación de volumen queocupa el aire en los recipientes del porosímetro, determinado a partir de presiones

175

manométricas. Tal relación se obtiene a partir de la ley general de los gases ideales aplica-da al aire dentro de un sistema conformado por dos recipientes conectados a una bomba yun manómetro de mercurio (Fig. 1):

PV = RTN (1)

Si P1 es la presión manométrica de vacío en uno de los recipientes y Pe la correspon-diente al equilibrio alcanzado cuando ambos recipientes están conectados, siendo N1 y N2 losnúmeros de moles existentes en cada recipiente aislados inicialmente y correspondientes aP1y P2 (presión atmosférica), respectivamente; se tiene entonces que en el equilibrio, por la leyde conservación de la masa y despejando N de la ecuación 1, que:

Pe (V1 + V2) = P1V1 + P2V2 (2)

De donde, considerando que la presión atmosférica (P2) tiene valor cero en términosde presión manométrica y reordenando variables:

V2/V1 = (P1– Pe) / Pe (3)

Siendo esta relación de volúmenes o presiones denominada porosidad (ε).

MATERIALES Y MÉTODOS

Se utilizó para la validación: esferas de vidrio (φ=26.5mm, φ=20mm y φ=17mm),poliestireno expandido, carragenato al 2%, cloruro de sodio y aceite de girasol. Los granosevaluados fueron: arroz pilado (Oryza sativa L.), arroz integral (Oryza sativa L.), cebada (Hordeumvulgare L), maíz blanco (Zea mays L.), maíz perla (Zea mays L.), soya (Glycine max merr) ytrigo (Triticum aestivum).

Para determinar la densidad real se utilizó el método de Day modificado por Ureña et al.(1990), donde se utilizó un porosímetro experimental conformado por: un manómetro de mer-curio, dos frascos de vidrio con tapas herméticas, una bomba de vacío, mangueras y válvulasde conexión (Fig. 1). El valor de porosidad por masa de material se obtuvo siguiendo el siguien-te procedimiento: se introdujo la muestra (50 g) en el recipiente R2, se cerraron las válvulas ycon la bomba se hizo vacío parcial en el recipiente R1 (P1), luego se abrió la válvula que permiteel flujo de aire del recipiente R2 al R1 hasta que se equilibró la presión del sistema (P2). El valorde porosidad (e) se obtuvo de la ecuación 4.

ε = fc (P1-P2) / P2 (4)

Para cada material se determinaron valores de porosidad para 10 valores de masa,obteniéndose por regresión lineal una función que relacionó la porosidad con la masa. Detal función, para una valor cero de porosidad, se calculó la masa (m) que fue utilizada con

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Anales Científicos UNALM176

el volumen del frasco R2 para determinar mediante la ecuación 5 la densidad real. Serealizaron tres repeticiones por muestra.

ρ real = m / V2 (5)

El porosímetro fue calibrado previamente utilizando agua, obteniéndose de la funciónlineal correspondiente el intercepto (A) y la pendiente (B) y, con estos valores, los volúmenesde los recipientes: V1= 1/B ; V2= A(V1); y del factor de corrección fc = (V1/V2).

Comparación estadística de funciones

Las tres funciones obtenidas por regresión lineal (α=0,01) de cada muestra, en las quese relaciona la porosidad con respecto al peso de muestra, fueron comparadas con otra gen-eral utilizando un estadístico “E”, calculado a partir de la relación entre la suma de cuadradosresiduales y los grados de libertad de cada función (Ureña et al., 1990; Montgomery y Runger,1996). Al no existir diferencias significativas entre las tres funciones y la función general, secalculó a partir de esta última el valor de densidad real de la muestra. Cabe mencionar que lastres funciones son las repeticiones del método, lo que asegura mayor validez estadística.

Fig. 1. Porosímetro: bomba de vacío (1), manómetro (2), recipiente 1 (3), recipiente 2 (4),válvula 1 (5), válvula 2 (6), válvula 3 (7).

177

RESULTADOS Y DISCUSION

Calibrado del equipo

En la Figura 2, se presenta la curva de calibración del porosímetro obtenida a 22°C. De laecuación que la describe se determinaron los volúmenes del recipiente 1 (1 990,84 cm3) y delrecipiente 2 (1 922,95 cm3 ), así como el factor de corrección (1,0353).

Densidad real de materiales de validación

En el Cuadro 1, se presentan los valores de densidad real obtenidos para esfera de vidrio,poliestireno expandido, carragenato al 2%, cloruro de sodio y aceite de girasol, con los respec-tivos coeficientes de determinación (>98,9%) y los errores estándar en la estima (±0,004). Enel Cuadro 2, se puede observar que los valores experimentales se encuentran dentro de losrangos publicados por otros investigadores, excepto las esferas de vidrio que se aproximan adicho rango. Resultados que confirman la eficiencia del método de Day modificado.

Densidad real de granos

Comprobada la eficacia del método de Day modificado se hallaron valores para cadagrano. Se obtuvo coeficientes de determinación mayores al 97,20% y Errores Estándar enla Estima (EEE) que afectaron la tercera cifra decimal significativa, resaltando así el altogrado de correlación del peso con la porosidad para la determinación de la densidad real(Cuadro 1).

Para el arroz pilado Bhattacharya et al. (1972), determinaron valores constantes de den-sidad real para diversas variedades usando la picnometría de mercurio reportando un valorpromedio de 1,452 0,004 g/cm3, mientras que para el arroz con cáscara (arroz integral)reportó un valor aproximado de 1,224 0,009. Estas diferencias numéricas se deben al métodocon el cual han sido obtenidos, ya que el mercurio al mezclarse con estos granos incrementanel volumen disminuyendo la densidad real. Señala además que el resultado obtenido para elarroz integral se debió a la desigualdad de la superficie y un mayor volumen ocupado reflejadopor su porosidad sustancialmente alta.

Lewis (1993), reportó para los granos de arroz valores entre 1,351 - 1,386 g/cm3 para uncontenido de humedad en base seca de 8,6 a 9,2%. Dicho valor resulta menor en compa-ración a lo hallado con el método de Day modificado, pudiéndose explicar dicha diferenciaal considerar el mayor valor de humedad del arroz con el que se ensayó (10,09% en b.s.)y la variedad del grano.

Choudhury y Gautman (1999), obtuvieron el valor de 1,552 g/cm3 para el arroz usando elmétodo picnométrico de helio con un error estándar en la estima en la segunda cifra deci-mal (± 0,032). Al comparar estos valores con los obtenidos experimentalmente (1,511 ±0,005 g/cm3) se observa la no significativa diferencia entre métodos.

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Anales Científicos UNALM178

Cuadro 2. Rangos de valores experimentales y bibliográficos de densidad realde materiales inorgánicos y orgánicos.

a: Perry (1974); b: Peters y Katz (1962); c: Bhachattarya et al, (1972); d: Lewis (1993); e: Hevia et al. (1996); f: Choudhury y Gautam (1999).

Lewis (1993), reportó para la cebada valores comprendidos entre 1,374-1,415 g/cm3, siendo losvalores experimentales obtenidos ligeramente mayores (1,422 ± 0,002 g/cm3), quizás por elbajo contenido de humedad en base seca (7,5 a 8,2%) obtenida por dicho autor con respeto a9,09% de la muestra de cebada analizada.

Peters y Katz (1962), obtuvieron valores para el trigo de 1,39 a 1,38 g/cm3 de densidad realusando el método picnométrico de mercurio. Posteriormente Lewis (1993), obtuvo valores dedensidad real entre 1,409 – 1,43 g/cm3 para una humedad en b.s. de 6,2 – 8,5%, mientras queHevia et al. (1996) obtuvieron valores que van desde 1,3 a 1,47 g/cm3 usando el método de Daycon humedad controlada. Si se consideran estos rangos y se comparan con el obtenido expe-

MATERIALES DENSIDAD REAL (g/cm3)

VALORES BIBLIOGRAFICOS VALORES EXPERIMENTALES

Esfera de vidrio 2,400 - 2,800 a 2,941 - 2,949

Poliestireno 0,016 - 0,020 a 0,017 - 0,025

Carragenato al 2% 1,010 - 1,050 a 1,008 - 1,016

Cloruro de sodio 2,160 - 2,200 a 2,175 - 2,183

Aceite de girasol 0,900 - 0,940 a 0,894 - 0,902

Arroz pilado 1,440 - 1,450 c 1,506 - 1,516

1,351 - 1,386 d

1,520 - 1,580 f

Arroz integral 1,210 - 1,230 c 1,430 - 1,446

Cebada 1,374 - 1,415 d 1,420- 1,424

Maíz Perla ------------------ 1,409 - 1,421

M .Blanco ------------------ 0,989 - 1,007

Soya —————— 1,251 - 1,259

Trigo 1,290 – 1,380 b 1,422 - 1,430

1,400 – 1,430 d

1,300 – 1,470 e

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rimentalmente (1,422-1,430 g/cm3), este último presenta menor valor al igual que el reportadopor Lewis, lo que hace presumir un mayor grado de repetibilidad. Los valores de densidad realreportados y los experimentales se aproximan significativamente.

CONCLUSIONES

Los valores de densidad real obtenidos experimentalmente para poliestireno expandido,carragenato al 2%, cloruro de sodio, aceite de girasol, arroz pilado, cebada y trigo, fueron simila-res a los reportados por diversos autores, validando con ello el método de Day modificado.

La densidad real de los granos de arroz pilado, arroz integral, cebada, maíz blanco, maízperla, soya y trigo, con niveles de humedad (b.s.) entre 9 y 11%, fueron: 1,511±0,005,1,438±0,008, 1,422±0,002, 0,998±0,009, 1,415±0,006, 1,255±0,004, 1,420±0,004 g/cm3, res-pectivamente.

VI. BIBLIOGRAFIA

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Fig. 2. Curva de calibración con agua del porosímetro.

Cuadro 1. Valores de densidad real a 22oC de materiales inorgánicos y orgánicos; coeficien-tes de regresión y error estándar de estima de las funciones que relacionan laporosidad del material con su masa.

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MATERIAL DENSIDAD REAL R2 ERROR ESTANDAR DE

(g/cm3) ESTIMA

Esfera de Vidrio 2,495 0,989 +/-0,0040

Poliestireno expandido 0,021 0,997 +/-0,0040

Carragenato al 2% 1,012 0,997 +/-0,0040

Cloruro de Sodio(NaCl) 2,179 0,989 +/-0,0040

Aceite de girasol 0,898 0,996 +/-0,0040

Arroz pilado 1,511 0,992 +/-0,0047

Arroz integral 1,438 0,981 +/-0,0080

Cebada 1,422 0,991 +/-0,0020

Maíz Blanco 0,998 0,972 +/-0,0094

Maíz Perla 1,415 0,989 +/-0,0060

Soya 1,255 0,996 +/-0,0040

Trigo 1,420 0,995 +/-0,0042

Anales Científicos UNALM182

RESUMEN

Con el fin de conocer las propiedades sensoriales que definen a la codorniz saborizada yempanizada, se seleccionó y entrenó un panel para el análisis descriptivo del producto. Dichopanel generó y seleccionó las propiedades sensoriales que mejor definen al producto. A partir deellas, se redactó un glosario sensorial de términos identificados. Así mismo, se elaboró unaficha de evaluación con escala lineal no estructurada y se definieron los alimentos referencialespara cada una de las propiedades. Dichas propiedades son: dorado, rugosidad, crocantez,dureza, elasticidad, fibrosidad, jugosidad, salado, sui géneris, condimentado, masticabilidad,aceitosidad y aceptabilidad general. Se elaboraron perfiles de Análisis Descriptivo Cuantita-tivo (QDA) para distinguir entre dos propuestas de empanizado, una de ellas en base a panmolido y la otra en base a galleta de soda molida. Se hallaron diferencias significativas(p<0,05) entre los perfiles de cada producto para la mayoría de las propiedades.

ABSTRACT

In order to know the sensory properties that define flavored and breaded quail, a panelfor sensory descriptive analysis was selected and trained. This panel generated and selectedproperties that best define the product. As of them, a sensory glossary of identified terms wasdrafted. Also, a non-structured linear scale evaluation form was elaborated and referential foodproducts for each of the properties were defined. These properties are: gilded, ruggedness,crunchness, hardness, elasticity, stringiness, juicyness, salty, sui generis, relished, chewiness,oilyness, general acceptability. Quantitative Descriptive Analysis (QDA) profiles were elabo-rated to distinguish between two breading proposals, one of them in base to bread and the otherin base to soda biscuits. Meaningful differences (p<0,05) were found between each productprofiles for most of the properties.

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES SENSORIALESDE CODORNIZ SABORIZADA Y EMPANIZADA

Ely Palacios Reyes*, Carlos Núñez Saavedra*, Jenny del Carmen Valdez Arana*

* Docentes de la Facultad de Industrias Alimentarias

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INTRODUCCIÓN

Durante los últimos años los productos avícolas convencionales han experimentadouna considerable disminución en su aceptabilidad ante el público, por lo que se ha enfatizadola búsqueda de “sustitutos cárnicos avícolas” de mayor calidad y palatabilidad. Las especiesavícolas como el faisán, la codorniz y la perdiz, son consideradas auténticas posibilidades de“sucedáneos de superior calidad”.

Actualmente, en el Perú, la codorniz japonesa (Coturnix coturnix japonica) es explotadaprincipalmente para la postura de huevos y escasamente en la producción de carne. Loanterior se debe a una falta de información sobre la utilización de esta especie como productorade carne y los beneficios económicos que ofrece, así como a la ausencia de investigacionessobre la mejor manera de procesar dicha carne y obtener las mejores característicassensoriales de manera que concuerden con los gustos de la población y se asegure suconsumo.

Fuera del país, se han realizado numerosas investigaciones sobre el procesamiento decarne de ave, principalmente de pollo, lo que ha dado como resultado ciertos productos quebien pueden aplicarse a otro tipo de ave. Tal es el caso de los productos fritos y saborizados.Basándose en ellos, el presente trabajo reporta el desarrollo de un producto en base a lacarcasa de codorniz.

En el marco del desarrollo de nuevos productos, una etapa muy importante es ladeterminación de sus características por medio de la evaluación sensorial. Las pruebassensoriales proporcionan información y referencias valiosas para mejorar el producto así comopara determinar su óptima calidad (Erhardt, 1978).

Dentro de la evaluación sensorial, las pruebas descriptivas permiten obtener una completadescripción sensorial del producto, proporcionando una base para determinar las característi-cas que son importantes para su aceptación (Stone y Sidel, 1993; Costell y Durán, 1981a). Porello, para el desarrollo y estudio de las características sensoriales del producto se optó porusar pruebas descriptivas al ser las más adecuadas en la delineación del mismo.

En base a lo anteriormente expuesto, la presente investigación tuvo como objetivos:

Determinar mediante el empleo de un Análisis Descriptivo Cuantitativo las propiedadessensoriales de la codorniz saborizada y empanizada, obtenida mediante un flujo deprocesamiento similar a las croquetas de pollo empanizadas y saborizadas,. Crear un “GlosarioSensorial” modelo de la codorniz saborizada y empanizada, para ser usado y adoptado por losproductores de carne de codorniz.

II. MATERIALES Y MÉTODOS

La presente investigación se realizó en los años 2000 y 2001, en diferentes dependenciasde la Universidad Nacional Agraria La Molina – UNALM tales como el laboratorio de evaluación

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES SENSORIALESDE CODORNIZ SABORIZADA Y EMPANIZADA

Anales Científicos UNALM184

nutricional de alimentos de la Facultad de Zootecnia, los laboratorios de la Facultad de IndustriasAlimentarias y aulas de clase. Alimentarias y aulas de clase.

2.1 MATERIALES

Para la elaboración de las muestras a evaluar se utilizaron como materia prima, carcasasde codorniz de 40 a 45 días de desarrollo, con un peso promedio de 85 g, procedentes de lagranja de aves de la UNALM.

Para la evaluación de las propiedades sensoriales se utilizó un grupo de 8 personas,que reunían los requisitos de habilidad, interés, salud, disponibilidad de tiempo y espíritu decolaboración. Los cuales fueron seleccionados y entrenados en base a su habilidad para detectardiferencias en el producto terminado.

En la evaluación sensorial, se emplearon diferentes muestras de alimentos, materialesde vidrio y plástico y separadores de cubículos. Los equipos utilizados fueron una olla freidoramarca SAMBEAN® (con termostato) y una refrigeradora de 13 pies cúbicos marca INRESA®,además de una computadora personal.

Para los análisis químico-proximales se emplearon materiales de vidrio, reactivos yequipos según lo recomendado por la A.O.A.C. (1990).

2.2 ELABORACIÓN DE MUESTRAS A EVALUAR

Para la elaboración de las codornices saborizadas y empanizadas se siguió el flujo deprocesamiento que se muestra en la Figura 1. Este flujo se desarrolló en base al procesamientopara ave frita congelada descrito por Mountney (1976) y al flujo de elaboración de croquetas depollo propuesto por Núñez (1986).

El lavado de las carcasas se efectúo con agua potable a fin de eliminar cualquier residuode sangre, plumas o vísceras que pudiera haber quedado en las mismas.

El escurrido se llevó a cabo por un tiempo menor a 20 segundos para eliminar el aguacontenida en las cavidades de las carcasas.

En la etapa de inyección de salmuera se emplearon tres salmueras (Cuadro 1) en basea los componentes recomendados por Mountney (1976) y Núñez (1986). Estas se inyectaronen cantidad equivalente al 30% del peso de las carcasas, en diferentes partes de las mismas,con una aguja y jeringa hipodérmica de 20 cm3 con el fin de asegurar una buena distribuciónen el interior de la carne (Paltrinieri y Moyes, 1996). Para la elección de la salmuera final seempleó una escala no estructurada a fin de evaluar el atributo de aceptabilidad general del(1994)sabor, empleando 8 panelistas entrenados, según lo recomendado por Anzaldúa-Morales(1994).

En la etapa de acabado se utilizaron dos tipos de empanizadores: empanizador Pcompuesto de pan molido (marca Bimbo®) y empanizador G compuesto por galletas de soda

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FIGURA 1: FLUJO DE PROCESAMIENTO PARA LA OBTENCIÓNDE CODORNIZ SABORIZADA Y EMPANIZADA

En la etapa de macerado se sumergieron las carcasas inyectadas en una salmuera de2% de cloruro de sodio y se mantuvieron en refrigeración a 5° C por 12 horas (Mountney, 1976).

El escurrido se llevó a cabo por aproximadamente 15 segundos con el fin de eliminarlos residuos de la salmuera del macerado.

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CARCASA FAENADA

LAVADO

MACERADO

ESCURRIDO

ACABADO

FRITURA

ENFRIADO

ESCURRIDO

INYECCION DESALMUERA LILQUIDA

Anales Científicos UNALM186

CUADRO 1: COMPOSICIÓN DE LAS SALMUERAS EMPLEADAS EN LA ETAPADE INYECCIÓN DE SALMUERA PARA CARCASAS DE CODORNIZ

molidas (marca Fenix®). Para mejorar la adherencia y el recubrimiento del empanizado, lascarcasas se bañaron en clara de huevo según lo recomendado por Klosner (1999). Para laelección del empanizador se empleó una escala no estructurada, con el fin de evaluar el atributoaceptabilidad general del color externo, empleando 8 panelistas entrenados, según lo reco-mendado por Anzaldúa-Morales (1994).

Para la fritura de las carcasas ya empanizadas, se sumergieron en aceite a 200°C ±1°C por 4 minutos (Mountney, 1976 y Núñez, 1986).Una vez retiradas las carcasas fritas, se dejaron enfriar sobre papel secante hasta una tempe-ratura aproximada de 85° C medidos en la superficie del alimento, momento en el que seconsideraron listas para su evaluación (Mountney, 1976 y Núñez, 1986).

2.3 EVALUACIÓN SENSORIAL

Para la preselección, selección, entrenamiento y comprobación del panel sensorial sesiguió la metodología recomendada por Cross et al. (1978).

2.3.1 PRESELECCIÓN DE PANELISTAS

Para la preselección de panelistas se utilizó la metodología de Amerine et al. (1965) yCostell y Durán (1981b). Los criterios de preselección fueron interés, disponibilidad de tiempoy salud del candidato.

2.3.2 SELECCIÓN DE PANELISTAS

La selección se efectuó mediante la prueba de identificación de gustos básicos, oloresbásicos y pruebas discriminativas. Como primer criterio de selección los candidatos debieronidentificar al 100% los gustos básicos (Costell y Durán, 1981b).

187

Los candidatos que pasaron satisfactoriamente estas pruebas fueron sometidos a prue-bas discriminativas para evaluar su capacidad de distinguir diferencias en productos similares.Para ello se emplearon pruebas triangulares por ser sencillas, fáciles de aplicar y dar resultadosobjetivos (Watts et al., 1992; Costell y Durán, 1981b). Además de ser recomendables para laselección de panelistas descriptivos al permitir diferenciar el producto por medio de cambios ensabor o textura (Zook y Wessman, 1977).Se realizaron 6 sesiones de selección con 4 pruebastriangulares en cada una de ellas. Se emplearon 4 alimentos diferentes (galletas de soda de lasmarcas Fénix® y Sayón®, hot dog de las marcas Razetto® y Metro®, chicharrón de las marcasChipy® y Karinto® y jamón tipo York de las marca Razetto® y Breadt®). Ello debido a que no todoslos candidatos tienen la misma capacidad discriminativa para un tipo de alimento, disminuyendoasí un posible error de selección. A cada candidato se le entregaron corridas de tres muestrascodificadas (números aleatorios de 3 dígitos), conteniendo un tipo de alimento presentado envasos plásticos descartables de 3 onzas acompañados de un vaso de agua de mayor capacidad(5 onzas). Para evitar un error inducido por la expectación de los alimentos, éstos fueron distribui-dos durante las sesiones de tal manera que las parejas presentadas nunca fueran iguales. Paraevitar errores por posición al servir las muestras, éstas se presentaron en un arreglo completa-mente balanceado de manera que cada muestra de un alimento ocupara todas las posicionesposibles (Lawless y Heymann, 1998).

Según Costell y Durán (1981b) la selección de los jueces a partir de los resultadospuede apoyarse en distintos criterios. Los más usados son: (1) Porcentaje de Aciertos; (2)Comparación de la Habilidad Discriminatoria y (3) Análisis Secuencial. En el presente trabajoel criterio de seleccionado fue el Análisis Secuencial, por permitir clasificar a los candidatoscomo aceptables, rechazables o no definidos mediante un número mínimo de pruebas.

2.3.3 ENTRENAMIENTO DE PANELISTAS

Los candidatos seleccionados fueron entrenados con la finalidad de familiarizar a losmismos con la metodología sensorial específica así como para incrementar la habilidad indivi-dual y mejorar la sensibilidad y la memoria (Amerine et al., 1965; Costell y Durán, 1981b). Elentrenamiento se estructuró en 5 fases:

Fase Preliminar (3 Sesiones): En esta fase se impartieron los conceptos básicos necesa-rios para un buen desempeño en el estudio. Se incluyeron conceptos relacionados con lapercepción, la cuantificación mediante escalas, tipos de lenguajes descriptivos y pruebas sen-soriales. Está información sirvió de base para desarrollar un vocabulario descriptivo que permi-tió entender mejor los términos empleados en las siguientes fases del entrenamiento.

Primera Fase (5 Sesiones): En esta fase se siguió lo recomendado por Zook y Perce (1988)citado por Watts et al. (1992), evaluándose en varias sesiones las variaciones de sabor, texturay apariencia.

Segunda Fase (1 Sesión): El objetivo de esta fase fue lograr un manejo eficaz, consistente yconfiable de las escalas.Tercera Fase (3 Sesiones): Esta fase se realizó para desarrollar unGlosario Sensorial específico para la codorniz saborizada y empanizada. El panel debió reco-nocer las propiedades del alimento objetivo, para lo cual se realizó una identificación individualy luego grupal de las sensaciones percibidas a fin de establecer el orden de aparición y ladefinición de aquellas identificadas.

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES SENSORIALESDE CODORNIZ SABORIZADA Y EMPANIZADA

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Fase Final (2 Sesiones): El objetivo principal de esta fase fue el desarrollo de la ficha deevaluación a utilizar en el estudio definitivo, para lo cual se estableció una escala adecuadapara cada propiedad a evaluar. Así mismo se establecieron alimentos referenciales de losextremos de la escala, para su mejor comprensión y uso (Valdez, 1999).

2.3.4 COMPROBACIÓN DEL DESEMPEÑO

Luego del entrenamiento el panel pasó a realizar pruebas similares a las del estudio defini-tivo, para poder determinar la confiabilidad de los resultados que genera. En esta etapa, el líder depanel evaluó tanto la consistencia de cada panelista entre datos de una prueba a otra, así como sucapacidad para distinguir diferencias entre las muestras. Con la finalidad de obtener datos suficien-tes para aplicar los respectivos diseños experimentales, el panel evaluó dos tipos diferentes decodorniz saborizada y empanizada, una igual al producto final y la otra con diferente salmuera yempanizado.

2.4 OBTENCIÓN DEL ANÁLISIS DESCRIPTIVO CUANTITATIVO (QDA)

Una vez que los jueces fueron considerados plenamente entrenados, demostrandoreproducibilidad en sus observaciones, se realizó la prueba definitiva del QDA. Para lo cual seevaluó en cada una de tres pruebas dos tipos diferentes de muestras, con la finalidad derealizar comparaciones entre los tratamientos y lograr observar las diferencias en los atributosque hacen que el producto sea aceptado.

2.5 DISEÑO ESTADÍSTICO

Para la etapa de selección, entrenamiento, comprobación del panel y prueba definitiva(obtención del QDA), se utilizó el diseño de bloques completamente equilibrados debido a quepermite a los panelistas (bloques) evaluar en la misma sesión todas las muestras que seanalizan (tratamientos).

Los resultados de la selección de panelistas se analizaron e interpretaron ciñéndose alanáli sis secuencial, recomendado por Wald (1947) citado por Pedrero y Pangborn (1996). Alos resultados provenientes de la selección de salmuera y empanizado, se les aplicó un análi-sis de variancia. En los casos en que se halló diferencia significativa (p<0,05) se realizó laprueba de comparación de Tuckey (Calzada, 1970).

A los datos provenientes de la comprobación de desempeño, se les aplicó un análisisde variancia de dos vías (panelistas y muestras), considerando además el efecto de interacciónpanelista-muestra para cada atributo. Aplicando para la determinación de diferencias entrepanelistas la prueba de comparación de Tuckey (p<0,05).

En la prueba definitiva (obtención del QDA) se usó el análisis de varianza de dos víasindicado anteriormente. A partir de dichos resultados se obtuvieron los coeficientes de correla-ción para la generación del modelo multidimensional, según lo recomendado por Stone y Sidel(1993). Adicionalmente, a la totalidad de los datos se le aplicó un análisis de correlaciónmúltiple de términos, para determinar su ortogonalidad (Lawless y Heymann, 1998). El paque-te estadístico empleado para el análisis fue el S.A.S.® versión 6.0.

189

III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

La composición química de la carne de codorniz empleada en la elaboración del produc-to se muestra en el Cuadro 2. Se aprecia que el porcentaje de proteína es el más significativofrente a los otro componentes, por lo que la carne de codorniz es una fuente nutritiva muyimportante. A su vez, presenta un bajo porcentaje de grasa. Ciriaco (1994) y Mountney (1976)indican que el contenido de proteína en gallina y pollo asado es de 24,5% y 31,5% respectiva-menre,siendo el contenido de grasa de 7,3% para cada caso.

3.2 ELECCIÓN DE LA SALMUERA PARA LA INYECCIÓN DE LAS CARCASASDE CODORNIZ

Las muestras obtenidas a partir de la inyección de tres tipos de salmuera (A, B y C,según lo indicado en el Cuadro 1), luego de ser fritas fueron evaluadas por 9 panelistas entre-nados, con una escala lineal no estructurada, para conocer la aceptabilidad general del sabor.Los resultados de la aceptabilidad promedio fueron: 5,31 para la salmuera A, 7,75 para lasalmuera B y 6,08 para la salmuera C, encontrándose estadísticamente (p<0,05), que existendiferencias significativas entre las tres.

La salmuera seleccionada es la B, pues presenta mejor aceptabilidad, dado que sucombinación de ingredientes le otorga sabores equilibrados, que no son ni muy débiles ni muyintensos. La salmuera A, que tiene un menor contenido de ingredientes, presenta la aceptabilidadmínima y la salmuera C, que tiene un mayor contenido de ingredientes que las dos anteriores,presenta la aceptabilidad intermedia.

3.3 SELECCIÓN DEL EMPANIZADOR PARA EL ACABADO DE LAS CARCASASDE CODORNIZ

Las muestras con dos tipos de empanizadores (P y G, según lo indicado en el punto2.2) luego de ser fritas, fueron evaluadas por 8 panelistas entrenados, con una escala lineal noestructurada, para conocer la aceptabilidad general del color externo. Las carcasas con elempanizador P obtuvieron en promedio una aceptabilidad de 7,51; mayor a la del empanizadorG (4,98). Al realizar el análisis de varianza se halló diferencia significativa entre ambos trata-mientos (p<0,05).

CUADRO 2: COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA CARNE DE CODORNIZ

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Anales Científicos UNALM190

En consecuencia, fue seleccionado el empanizador P, elaborado en base a pan molidode la marca Bimbo®, lo que se debe tanto a su mejor adherencia como a su color dorado másuniforme e intenso.

3.4 OBTENCIÓN DEL PRODUCTO DEFINITIVO PARA EL ESTUDIO

El producto definitivo se obtuvo siguiendo el flujo indicado en la Figura 1, mediante lainyección de la salmuera B (Cuadro 1) y utilizando el empanizador P (pan molido de la marcaBimbo®). El peso promedio alcanzado por las carcasas luego de ser fritas, fue de 70,61g, lo querepresenta el 82,6% del peso inicial de las carcasas y el 63,61% del peso alcanzado por lascarcasas luego del macerado. Este producto fue el empleado para la obtención del QDA.

3.5 PRESELECCIÓN, SELECCIÓN Y ENTRENAMIENTO DEL PANEL DESCRIPTIVO

La preselección de panelistas permitió discriminar entre los candidatos (35 personas),eliminando a aquellos que no tuvieron interés ni disponibilidad de tiempo para la realización delestudio (17 personas).

De los 18 candidatos que participaron en la selección 14 pasaron con 100% de aciertosla prueba de identificación de gustos básicos, cumpliendo lo recomendado por Costell y Durán(1981b). La prueba de olores básicos se tomó como una referencia en esta etapa de selección.

Los candidatos que pasaron las pruebas de reconocimiento de gustos básicos y olo-res básicos ingresaron a la etapa de selección con pruebas discriminativas triangulares. Losdatos obtenidos fueron evaluados mediante el análisis secuencial. Para ello se estableció unvalor de P1=0,70 y de P0=0,45, es decir que con un mínimo de 70% de aciertos el candidatosería aceptado y con un máximo de 45% de aciertos el candidato sería rechazado. Con losvalores antes mencionados se encontró el número de pruebas decisivas para la selección, elcual fue de 21 (Pedrero y Pangborn, 1996).

En el presente trabajo se realizaron 24 pruebas triangulares dado que con un númeropar de pruebas se facilita el empleo de cuatro productos alimenticios diferentes en la totalidadde las posiciones posibles. Así mismo, con un número múltiplo de tres las muestras puedenocupar todas las posiciones posibles que se pueden realizar en un prueba triangular.

Los candidatos cuyos resultados alcanzaron la zona de aceptación fueron selecciona-dos para el estudio (12 personas). Los candidatos que se ubicaron en la zonas de indecisión yrechazo no pasaron a las siguientes etapas del estudio (2 personas).

La etapa de entrenamiento se inicio con 9 de los 12 panelistas seleccionados. Con elfin de lograr los objetivos de la Fase Preliminar del entrenamiento, los panelistas participaronen talleres donde se les presentaron alimentos parecidos al objetivo y se les pidió describirlos,para desarrollar de esta manera un vocabulario descriptivo (Valdez, 1999).

Para lograr los objetivos de la Primera Fase, los panelistas fueron sometidos a varia-ciones de sabor (salado), variaciones de apariencia (dorado) y variaciones de textura (dureza,jugosidad, elasticidad, masticabilidad, y fibrosidad). De esta manera se logró que los panelistasse acostumbren a rangos de intensidades en las propiedades encontradas en el alimento bajoestudio. Se puso énfasis en aquellas propiedades que en la fase anterior, generaron dificulta-des para ser comprendidas por los panelistas.

191

A fin de alcanzar los objetivos de la Segunda Fase, se realizó una clase teórico–prácticadonde se les explicó los tipos de escalas que existen para medir una propiedad sensorial, en quése basan las escalas no estructuradas, el tipo de escala a utilizar en el estudio, así como laforma en que deberían usarla.

En la Tercera Fase, se les presentó el producto en estudio para que evaluaran identifi-caran y extrajeran las propiedades presentes en éste. Se presentaron dos tipos diferentes demuestras, siendo una de ellas el producto objetivo y la otra un producto con salmuera yempanizado diferentes. Ello con el fin de que el panelista pudiera describir con mayor facilidadaquellas propiedades que permiten discriminar entre productos de este tipo (Lawless y Heymann,1998 y Stone y Sidel, 1993 y 1998).

Una vez generadas la lista de propiedades, los panelistas las clasificaron según elorden de importancia en la descripción del producto, eliminando aquellas que no fueron repre-sentativas del mismo. Finalmente, mediante discusiones de mesa redonda (“método del con-senso” citado por Lawless y Heymann, 1998), se decidió si una propiedad sugerida por unpanelista era equivalente en significado a otra sugerida por algún otro panelista. Se logró asíeliminar las propiedades sinónimas, sintetizándolas a un número representativo (Piggott, 1994y Powers, 1988).

Durante esta fase la tarea del líder del panel fue lograr que las propiedades significaranlo mismo para todo el panel, es decir, que el significado fuera uniforme, eliminando el riesgo dela ambigüedad de los términos (Piggott, 1994; Powers, 1988; O’Mahony, 1994). En tal sentido,la alineación de los conceptos se logró definitivamente en sesiones posteriores al usar alimen-tos referenciales representativos de cada propiedad.

Finalmente, los panelistas definieron, de común acuerdo, los significados de cada unade las propiedades identificadas en orden de aparición con lo cual se elaboró el Glosario Senso-rial para la Codorniz Saborizada y Empanizada que se muestra en el Cuadro 3.

La propiedad “dorado” se entendió como el color que toma el empanizado por el procesode fritura del producto, siendo visual su forma de evaluación, al observar sólo la superficie delproducto.

La “rugosidad” se refiere básicamente a la forma que tomaba la superficie del productogracias al empanizado, estando estrechamente relacionado con el tamaño de partícula propiadel empanizador utilizado.

La “crocantez” se relaciona con el sonido que se produce cuando los dientes incisivosatraviesan la capa formada por el empanizador.

La “dureza” describe la resistencia al paso de los dientes y a la compresión del alimento.

La “elasticidad” se relaciona con el esfuerzo necesario para lograr desprender un boca-do del producto, es decir, la fuerza necesaria para evitar que el producto retome su posiciónoriginal.

Para evaluar la “ fibrosidad”, se tomó en cuenta la presencia de fibras en la pechuga dela codorniz, al ser éste el único lugar del producto donde pueden ser observadas con claridad.No se tomó en cuenta el tamaño de las fibras, sino la presencia de las mismas.

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CUADRO 3: GLOSARIO SENSORIAL PARA CODORNIZ SABORIZADA Y EMPANIZADO

La “jugosidad” se evalúa como la liberación de jugos durante el proceso de masticación,esta propiedad fue relacionada con la rápida liberación de jugo (producto de la humedad delmismo producto y la adsorción de agua de la salmuera del macerado), así como la sensaciónproducida por el efecto estimulante de la grasa sobre el flujo salivar

El sabor “salado” está relacionado con la cantidad de sal absorbida por el productodurante el macerado. Al ser este muy característico en la muestra, el panel prefirió nombrar unúnico descriptor para esta sensación.

El sabor “sui géneris” se definió como aquel sabor que no es conferido por ningún com-ponente de la salmuera usada en el macerado, sino por el sabor propio de la carne de codorniz.Los sabores conferidos por los componentes de la salmuera, diferentes de la sal, no proporcio-nan notas de sabor lo suficientemente fuertes como para poderlos diferenciar, por lo que seprefirió unificar estas sensaciones de sabor bajo la propiedad “condimentado”. Esta propiedadse evalúa como la sensación global de sabor producido por la combinación de los condimentosusados en el macerado de las codornices.

193

Para evaluar mejor el descriptor “masticabilidad” el panel contó el número aproximadode masticaciones necesario para deglutir un pedazo del producto.

La “ aceitosidad” está relacionada con la sensación de residuo graso (recubrimientobucal) percibido en la etapa residual del proceso masticatorio del producto, relacionada princi-palmente con la absorción de aceite por parte del empanizado empleado.

La “aceptabilidad general” envolvió todas las propiedades anteriormente mencionadasen términos de gusto (satisfacción) o disgusto (insatisfacción) por el producto.

A fin de lograr el objetivo de la Etapa Final, se pidió a los panelistas que generen anclaspara cada una de las escalas lineales y que a su vez anclen productos referenciales a cadauna de ellas (Cuadro 4). La tarjeta de evaluación obtenida en esta etapa se puede observar enla Figura 2.

CUADRO 4: PRODUCTOS REFERENCIALES ANCLAS DE LA ESCALALINEAL NO ESTRUCTURADA

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Anales Científicos UNALM194

FIGURA 2: FICHA DE EVALUACIÓN

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3.3 COMPROBACIÓN DEL DESEMPEÑO DEL PANEL

Luego del entrenamiento, en el cual los panelistas interiorizaron las definiciones de laspropiedades a evaluar, su orden de aparición, los estándares relacionados a sus intensidadesy la manera de utilizar las escalas, se procedió a realizar la comprobación del entrenamiento,mediante la evaluación del desempeño de los panelistas. Así, mediante el uso de pruebasestadísticas, se pudo identificar a los panelistas que realmente habían logrado una capacita-ción adecuada para dar resultados confiables y reproducibles.

En esta etapa se evaluaron dos tipos diferentes de codorniz saborizada y empanizada:una igual al producto definitivo (muestra A: salmuera B y empanizador P) y otra (muestra B:salmuera A y empanizador G). Esto debido a que es preferible que la evaluación del desempe-ño se haga con el producto objetivo con el fin de asegurar que los panelistas están bienentrenados en la evaluación de sus propiedades y también para detectar si evalúan de maneradiferente una segunda muestra.

La evaluación de más de un producto en esta prueba, como lo señalan Stone y Sidel(1993), tiene el objetivo de proporcionar una visión más completa de cómo se diferencian laspropiedades del producto frente a un producto similar logrando juicios precisos sobre las dife-rencias relativas.

La repetición de las pruebas permite determinar la consistencia del panel y de lospanelistas, así como aumentar la confiabilidad y validez de los resultados de la misma (Wattset al.,1992). Para lograr esto Powers (1988) recomienda de 4 a 6 repeticiones, sin embargoStone y Sidel (1998) afirman que 4 repeticiones son suficientes para obtener datos confiables.En el presente caso se optó por realizar 4 repeticiones, cada una en sesiones diferentes paraevitar que los panelistas incurran en errores por fatiga y adaptación (O’Mahony, 1986).

Stone et al. (1974), establecieron una escala de 6 pulgadas dividida en décimos de pulgada.Dado que en el presente estudio se usaron escalas de 10 cm en la ficha de evaluación, para efectode los análisis estadísticos, se realizó una conversión de escala (multiplicando por 6/10). Lamisma consideración se tuvo en cuenta para el caso de los resultados de la Prueba Definitiva.

Los resultados obtenidos se sometieron a un análisis estadístico, con el objeto dedeterminar cuáles son los panelistas que proporcionan datos más confiables y consistentes,qué panelistas difieren en sus juicios con los del panel y si los efectos de interacción panelista-producto son significativos.

El estudio de las varianzas individuales para cada una de las propiedades es un buenindicativo de la reproducibilidad de los panelistas y puede identificar aquellos que no usan lamisma proporción de la escala estructurada en cada una de las repeticiones, emitiendo respues-tas no constantes. Como lo señalan Stone et al. (1974), la consistencia de los panelistas en susrespuestas es el factor más importante para determinar el buen entrenamiento de los mismos.

Como ayuda para identificar a los panelistas que diferían del resto del panel, se reali-zó, con los resultados anteriormente obtenidos, una comparación de medias, utilizando laprueba de Tuckey (p<0,05). Estas comparaciones sirvieron de base para identificar panelistasinconsistentes que serían retirados del estudio (Stone et al., 1974).

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CUADRO 5: RESUMEN COMPARATIVO DE Fc1 PARA EL FACTOR PANELISTAS

De los análisis realizados anteriormente, se detectó que uno de los panelistas noera apto para proseguir con el estudio al no proporcionar datos reproducibles (análisis deordenamiento usando las variancias) y al no ser consistente en sus calificaciones con elresto del panel en casi todas las propiedades del producto (comparación de medias).Este panelista requeriría un mayor entrenamiento si se deseara incluirlo en el paneldefinitivo (Stone y Sidel, 1993). Una vez retirado dicho panelista, se realizó nuevamenteun análisis de varianza para cada una de las propiedades, con el fin de observar loscambios generados por su retiro. En el Cuadro 5, se puede observar el análisis de varianciapara el factor panelistas (p<0,05).

Fc es el resultado del análisis de varianza para el factor panelistas* existe diferencia significativaNS no existe diferencia significativa

Los resultados muestran que el panel aumentó su consistencia entre panelistas, perono lo suficiente para que no existan diferencias significativas. El panelista retirado, al marcarde manera tan diferente en las diversas zonas de la escala, habría proporcionado datos queocultaron las verdaderas diferencias significativas entre los jueces que sí eran reproducibles(Stone et al., 1974).

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3.4 OBTENCIÓN DEL QDA

Una vez que el panel estuvo plenamente entrenado demostrando consistencia yconfiabilidad en sus observaciones, se procedió a realizar la prueba de QDA para la codornizsaborizada y empanizada.

Se evaluaron dos tipos de producto: el producto objetivo (muestra A: Salmuera B yempanizador P) y otro producto (muestra B: salmuera C y empanizador G) en razón a que lasalmuera C obtuvo una aceptabilidad inmediata inferior a la salmuera B. Estos productos seevaluaron con la finalidad de realizar comparaciones entre ellos y observar las diferencias.De la misma forma que en la comprobación del desempeño, los panelistas recibieron lasmuestras al mismo tiempo en platos debidamente codificados para que pudieran evaluar laspropiedades en forma simultanea.

Los resultados muestran que el panel aumentó su consistencia entre panelistas, perono lo suficiente para que no existan diferencias significativas. El panelista retirado, al marcar demanera tan diferente en las diversas zonas de la escala, habría proporcionado datos que oculta-ron las verdaderas diferencias significativas entre los jueces que sí eran reproducibles (Stone etal., 1974).

3.4 OBTENCIÓN DEL QDA

Una vez que el panel estuvo plenamente entrenado demostrando consistencia yconfiabilidad en sus observaciones, se procedió a realizar la prueba de QDA para la codornizsaborizada y empanizada.

Se evaluaron dos tipos de producto: el producto objetivo (muestra A: Salmuera B yempanizador P) y otro producto (muestra B: salmuera C y empanizador G) en razón a que lasalmuera C obtuvo una aceptabilidad inmediata inferior a la salmuera B. Estos productos seevaluaron con la finalidad de realizar comparaciones entre ellos y observar las diferencias.

De la misma forma que en la comprobación del desempeño, los panelistas recibieronlas muestras al mismo tiempo en platos debidamente codificados para que pudieran evaluarlas propiedades en forma simultanea.

Los resultados de las repeticiones fueron promediados para cada una de las propieda-des. En el Cuadro 6 se presenta el coeficiente de correlación (r), ángulo, promedio de A ypromedio de B, necesarios para la construcción del modelo multidimensional gráfico del QDA.En la Figura 3 se muestra el perfil de QDA para el producto objetivo (A) y en la Figura 4 seaprecian los perfiles del producto objetivo (A) y de la muestra (B) en forma conjunta.

Del análisis de los QDA es posible inferir que al partir los productos de una mismamateria prima (codorniz) las variaciones en las intensidades de las propiedades estarán enfunción del empanizado y la salmuera adicionados al mismo. Por ello los productos no mues-tran una diferencia significativa en el propiedad “fibrosidad” ya que está ligada al tipo de carneusado, el cual en este caso es el mismo. Lo que también sucede con la propiedad “jugosidad”la cual está relacionada con la grasa del producto y la cantidad de agua absorbida en elmacerado pues no varían mucho entre codorniz y codorniz, lo que produce que no existandiferencias significativas en esta propiedad.

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FIGURA 3: QDA PARA EL PRODUCTO OBJETIVO (MUESTRA A)

CUADRO 6: DATOS PARA REALIZAR LOS MODELOS GRÁFICOS DE QDA

FIGURA 4: QDA PARA LAS DOS MUESTRAS (A Y B)

Asimismo, el “dorado” logrado por el producto depende del empanizador usado, princi-palmente relacionado con el tamaño de sus partículas y su capacidad de absorción de aceite.Un empanizador con una mayor absorción de aceite se calienta más rápido produciendo uncolor dorado en menor tiempo, mientras que un empanizador con partículas de menor tamañopermite obtener una capa más delgada y uniforme que otorga un color homogéneo. En losproductos evaluados, la muestra A, en donde se empleó un empanizador a partir de migas depan con tamaño de partícula pequeño, se obtuvo una mayor aceitosidad, a consecuencia nosólo de la grasa residual del producto, sino también del grado de absorción de aceite por partedel empanizador. Dicha muestra presentó una menor rugosidad (sin llegar a ser completamen-te liso) como resultado de la formación de una capa más uniforme, lo que origina que el “dorado”de este producto sea mayor. Lo contrario se observa en la muestra B, en donde se empleó unempanizador a base de galletas de soda molidas, quien presentó una menor aceitosidad y unamayor rugosidad, lo que dio origen a una menor intensidad del color “dorado”.

El tamaño de partícula del empanizado también puede relacionarse a las propiedades“crocantez” y “elasticidad”. La crocantez se puede relacionar con el grosor de la capa formadapor el empanizador. Un empanizador con partículas más gruesas no proporciona una capauniforme, pero sí permite una mayor crocantez, mientras que un empanizador de partículasdelgadas proporciona una capa fina que hace al producto menos crocante. Asimismo, la elas-ticidad está relacionada con el tipo de cobertura del producto. Un empanizador de partículas

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Anales Científicos UNALM200

pequeñas proporciona una capa uniforme y más consistente, lo que origina que el desprendi-miento de la mordida (elasticidad) sea un poco más difícil, lo que no sucede con un empanizadorde granos más gruesos. Por ello se observa que la muestra A (empanizado de partículas máspequeñas) presenta una menor crocantez y una mayor elasticidad, apreciándose lo opuestoen la muestra B (empanizado de partículas más gruesas).

La dureza del producto, además de estar relacionada a la naturaleza de la materia prima,está también relacionada al tipo de empanizador y al grosor de la capa formada por el mismo. Unacapa más gruesa puede hacer al producto un poco más duro. A pesar de que los productos nollegan a tener una dureza relativamente grande, se puede observar que la muestra B presentamayor dureza. Asimismo, la dureza está relacionada con la masticabilidad, por lo que un productomás “duro” es menos “masticable”. Ello da origen a que la muestra B sea menos masticable.

Las propiedades de sabor están íntimamente relacionadas con las concentracionesde los componentes de la salmuera adicionada. Así, el porcentaje de sal determina la intensi-dad del sabor “salado” como los porcentajes de los condimentos determinan la intensidad delsabor “condimentado”. Las intensidades de estos dos, a su vez, determinan la intensidad delsabor característico de la codorniz “sui generis”, disimulándolo si las intensidades de las dospropiedades son muy fuertes. De esta manera, la muestra B (tratada con la salmuera C), quetuvo un mayor porcentaje de sal y condimentos, presentó una mayor intensidad en los saboressalado y condimentado y tiene una menor intensidad en el sabor característico de la codorniz(sui géneris). Lo contrario sucede con la muestra A que tuvo en su salmuera un menor porcen-taje de sal y condimento (salmuera B), lo que la hizo menos salada y condimentada y con unamayor intensidad del sabor característico de la codorniz (sui géneris).

Por último, se puede decir que la combinación de estas propiedades hace que lamuestra A tenga ante el panel una mayor aceptabilidad general que la muestra B.

De los análisis de correlación para cada una de las muestras se puede deducir quelas propiedades empleadas en la evaluación no estaban correlacionadas entre sí en ningu-na de las muestras analizadas. Lo cual es un indicativo de su ortogonalidad, propiedadmuy importante, en la prevención del uso de descriptores redundantes (Lawless y Heymann,1998).

IV. CONCLUSIONES

1. El producto para el presente estudio fue obtenido al inyectar las codornices con la sal-muera B (agua 100%, sal 8%, ajo en polvo 1,5%, glutamato monosódico 2,5%, pimien-ta negra molida 1%, comino molido 0,5% y tomillo molido 1%); empalizándolas conpan molido (marca Bimbo®) y friéndolas a una temperatura de 200 ± 1°C por 4 minutos.

2. Se ha establecido una metodología de entrenamiento de un panel descriptivo para laobtención de glosarios sensoriales y perfiles de QDA de codorniz saborizada y empanizadaconsistente en 5 fases: fase preliminar (introducción a la evaluación sensorial); primerafase (variaciones de sabor, textura y apariencia); segunda fase (manejo de escalas);tercera fase (desarrollo del glosario sensorial) y fase final (desarrollo de la ficha de eva-luación).

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3. Las propiedades sensoriales que definen la calidad de la codorniz saborizada yempanizada, contenidas en el Glosario Sensorial son las siguientes: dorado (48,25),rugosidad (36,43), crocantez (26,90), dureza (20), elasticidad (33,95), fibrosidad (35,40),jugosidad (37,98), salado (36,93), sui géneris (39,38), condimentado (35,90), masticabilidad(39,73), aceitosidad (39,05) y aceptabilidad general (47,43).

4. El Análisis Descriptivo Cuantitativo de la muestra A (objetivo), con salmuera B yempanizador P (pan molido marca Bimbo®) y la muestra B con salmuera C y empanizadorG (galleta molida marca Fénix®), mostró diferencias significativas (p<0,05) en la mayoríade propiedades evaluadas: dorado (A=48,25; B=38,15); rugosidad (A=36,.43; B=44,1);crocantez (A=26,90; B=32,85); dureza (A=20; B=26,63); elasticidad (A=33,95; B=22,33);salado(A=36,93; B=44,13); sui géneris (A=39,38; B=32,1); condimentado (A=35,90; B=41,98); masticabilidad (A=39,73; B=30,5); aceitosidad (A=39,05; B= 32,83) y aceptabilidadgeneral (A=47,43); B=37,93); A excepción de las propiedades fibrosidad (A=35,40;B=35,58) y jugosidad (A=37,98; B=38,2).

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203

Milber Ureña Peralta*. Carmen Calienes*

RESUMEN

Se determinaron las difusividades térmicas y densidades reales de maicena, cloruro desodio y un sistema modelo (esferas de vidrio); asimismo, densidad real y difusividad térmica degranos enteros: arroz, arveja, avena, cebada, trigo pelado y maíz reventón (pop corn). La densi-dad real se obtuvo por el método de Day modificado y la difusividad térmica real (47oC) por lasolución analítica de la ecuación de Fourier para el calentamiento en estado no estacionario deun cilindro infinito. En ambos casos, estas propiedades termofísicas se calcularon a partir demodelos matemáticos obtenidos por regresión lineal (p<0,05; r2>0,98; EEE<0,09), que las rela-cionaban con la porosidad de la muestra que varió en un rango de 30 a 59%. Para granos enterosno se encontró modelos matemáticos satisfactorios que relacione la difusividad térmica con laporosidad del lecho que conformaban, debido a la influencia del tamaño y forma del poro y sudistribución heterogénea en el lecho y el comportamiento térmico del aire ocluido dentro del poro.

ABSTRACT

The true thermal diffusivity and density of cornstarch, sodium chloride and a modelsystem (glass spheres) were determined; besides, true density and thermal diffusivity of wholegrains (rice pea, oat, barley, peeled wheat and pop corn). The true density was obtained by themodified Day method and the true thermal diffusivity (47oC) by the analytical solution of theFourier equation, for non stationary estate heating of an infinite cylinder. In either case, thesethermal properties were calculated employing mathematical models obtained by linear regres-sion (p<0,05; r2>0,98; EEE<0,09), that related them with the porosity of the sample that variedin a range from 30 to 59%. No satisfactory relationships between the thermal diffusivity andporosity of the bed of whole grains were found, due to the influence of the size, the form of thepore and its heterogeneous distribution in the bed and the thermal behavior of the air in the pore.

INTRODUCCIÓN

En la industria alimentaria se utiliza frecuentemente tratamientos térmicos en procesosde transformación y conservación, por lo que resulta de suma importancia para su optimizacióny el diseño de equipos conocer las propiedades termofísicas de los alimentos que han desometerse a este tipo de procesos.

«DETERMINACIÓN DE LA DIFUSIVIDAD TÉRMICA REAL DEMATERIALES POROSOS»

* Docentes de la Facultad de Industrias Alimentarias

Anales Científicos UNALM204

Para optimizar y simular procesos se requieren modelos matemáticos que involucrenparámetros que representen propiedades específicas de cada elemento constitutivo delmaterial en estudio. Es por ello que los investigadores actualmente siguen en la búsquedade caracterizar los materiales considerando las propiedades de sus componentesestructurales.

El Objetivo de este estudio fue obtener un método para la determinación de la difusividadtérmica real de materiales alimentarios en función de su porosidad; propiedad termofísica muyutilizada en el estudio del calentamiento en estado no estacionario de materiales dondepredomine un transporte de energía térmica por conducción (Ureña et al.,1990).

La difusividad térmica puede ser determinada de dos maneras: la primera por medio decálculos usando la ecuación que relaciona la conductividad térmica, el calor específico y ladensidad y la segunda experimentalmente haciendo uso del historial tiempo-temperatura. Laprimera forma de determinación, es decir usando la ecuación respectiva, muchas veces resultaser inadecuada por no contarse con todos los valores de las otras propiedades, sobre todopara cada temperatura. En cambio la determinación experimental es directa y específica paracada condición de entorno (Ureña et al.,1990).

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

Sobre difusividad térmica, Wallapapan (1983) reportó que Kazarian y May (1965) mi-dieron directamente esta propiedad termofísica del maíz amarillo triturado y trigo blanco varie-dad soft y Monsey et al. (1967) de dos variedades de semillas de colza. Fito et al. (1984),reportan difusividades térmicas de productos liofilizados y usaron estos valores para calcular laconductividad térmica con la ecuación:

α = K / Cp r (1)

donde: α es difusividad térmica, k es conductividad térmica, Cp es calor específico a presiónconstante y r es densidad.

Wallapapan (1984), determinó la conductividad térmica, calor específico, densidad y difusividadtérmica para diferentes humedades de harina de soya desgrasada, reportando que laconductividad y difusividad térmicas fueron mayores al aumentar el contenido de humedad (10-39%). Dickerson (1965) aplicó la teoría del calentamiento de un cilindro infinito para calcular ladifusividad térmica de pollo y validó sus resultados midiendo las difusividades térmicas de 6sustancias inorgánicas control, que al ser comparados con las difusividades térmicas calculadascon la ecuación 1, dieron porcentajes de diferencia que oscilaron entre 1 a 4%. Ureña et al.(1990) usaron modelos de alimentos (bentonita-glicerol-agua) para determinar diferentespropiedades térmicas y concluyeron que la transferencia de calor depende del tamaño, formay distribución de los poros en el lecho.

Daizo et al. (1960) midieron la conductividad térmica de rocas porosas rodeadas de un fluido noabsorbente, concluyendo que la transferencia de calor depende de: la transferencia de calorpor conducción y radiación dentro de los poros, la transferencia de calor por conducción yradiación entre poros y partículas sólidas y de la transferencia de calor dentro de la partículasólida.

205«DETERMINACIÓN DE LA DIFUSIVIDAD TÉRMICA REAL DEMATERIALES POROSOS»

MATERIALES Y MÉTODOS

Se utilizó cloruro de sodio, maicena (malla # 30), esferas de vidrio (con diámetros de 1/2, 11/16 y 1 pulgadas) y granos enteros de arroz, arveja seca, avena, cebada, trigo pelado ymaíz reventón con un porcentaje de humedad propia de cada grano seco que se encuentra enequilibrio con el medio.

Determinación de densidad real

Para determinar la densidad real se utilizó el método de Day modificado por Ureña etal. (1990), donde se hace uso de un porosímetro experimental conformado por: un manómetrode mercurio, dos frascos de vidrio con tapas herméticas, una bomba de vacío, mangueras yválvulas de conexión (Fig. 1). El valor de porosidad por masa de material se obtuvo siguiendo elsiguiente procedimiento: se introdujo la muestra en el frasco V2, se cerraron las válvulas y conla bomba se hizo vacío parcial en el frasco V1 (P1), luego se abrió la válvula que permite el flujode aire del recipiente V2 al V1 hasta que se equilibró la presión del sistema (P2). El valor deporosidad (e) se obtuvo de la ecuación 2, donde el factor de corrección (fc) se obtiene porcalibración con agua del porosímetro.

ε = fc (P1-P2) / P2 (2)

Para cada material se determinaron 10 valores de porosidad, obteniéndose por regresiónlineal una función que relacionó tal propiedad termofísica con la masa. De tal función, para unavalor cero de porosidad, se calculó la masa (m) que fue utilizada con el volumen del frasco V2para determinar mediante la ecuación 3 la densidad real.

ρ real = m / V2 (3)

Fig. 1. Vista frontal del equipo que se utilizó para determinar la densidad real: A.bomba de vacío, V1 y V2 frascos de vidrio, C. manómetro.

Anales Científicos UNALM206

Fig. 2. Vista frontal del equipo que se utilizó para determinar difusividad térmica:a) computador,b) interface,c) baño termostatizado yd) célula cilíndrica portamuestra.

El porosímetro fue calibrado previamente utilizando agua, obteniéndose de la funciónlineal correspondiente el intercepto (A) y la pendiente (B) y, con estos valores, los volúmenesde los frascos: V1= 1/B ; V2= A(V1) y del factor de corrección fc = (V1/V2).

Determinación de la difusividad térmica

La difusividad térmica fue determinada por el método reportado por Ureña et al. (1990),aplicando la solución analítica de la ecuación de Fourier (Ec. 4) a los datos de temperaturaobtenidos del calentamiento en régimen no estacionario de un cilindro infinito. Para esto, seformó un lecho del material dentro de un cilindro de acero inoxidable cerrado en sus extremospor tapones aislantes de teflón, que fue calentado de forma radial por agua proveniente de unbaño termostatizado con recirculación externa. La muestra se calentó de 25 a 50oC. El histo-rial tiempo-temperatura se obtuvo del punto central del cilindro mediante un sensor inalámbricoprogramado para recoger datos de temperatura cada minuto (Fig. 2).

2 2 2 Y = ————————— - + (4) 1,248 exp ( 5,76 aq/ r2) 1, 878 exp (30,47 aq/ r2) 2,353 exp (74,82 aq/ r2)

donde: α = Difusividad térmica (m2/s); θ = Tiempo (s) y r = Radio de la célula cilíndrica que con-tiene la muestra (m).

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La porosidad del lecho del material formado dentro del cilindro se calculó de la ecua-ción 5. El volumen real (Vr) se obtuvo considerando la densidad real y la masa del materialque ocupa el cilindro. El volumen aparente (Va) del lecho preformado como cilindro se obtuvoconsiderando el área interna de la base del mismo y la altura del lecho.

ε = Va – Vr (5)

RESULTADOS Y DISCUSIONES

Densidad real

En la tabla 1 se presentan los valores de las densidades reales de esferas de vidriocomparadas con las densidades aparentes que se determinaron mediante el principio deArquímedes. Se observa que el porcentaje de diferencia para las esferas pequeñas es de un19%, mientras que para las medianas y grandes es menor del 10%. Sin embargo, si se con-sidera la desviación estándar correspondiente a cada promedio se tiene que estadísticamentelas densidades reales y aparentes son las mismas. Los valores encontrados se aproximan alos reportados por Galván (1999) y Hayes (1992).

En la Tabla 2 se muestra las densidades reales de los alimentos ensayados y delcloruro de sodio. Los valores encontrados para arroz, cebada, maíz reventón y trigo, se aproxi-man a los reportados por Galván (1999): 1 515 ± 0,005; 1 422 ± 0,002; 1 415 ± 0,006 y 1 420 ±0,004; respectivamente.

Porosidad del lecho

Para el caso del lecho de esferas de vidrio se obtuvieron porosidades entre el 53 y 57%,en los granos de 39 a 57%, para maicena de 30 a 50% y para cloruro de sodio de 49 a 59%.

Difusividad térmica

Los valores de difusividad térmica a 47oC de esferas de vidrio, arveja, maíz reventón,arroz, avena, cebada y trigo pelado, no variaron significativamente dentro del rango de porosi-dad ensayado para cada material, según los valores encontrados de desviación estándar quese muestran en la tabla 3. En el caso de las esferas de vidrio, el valor encontrado (0,26± 0,02m2/s) es cercano al reportado por Dickerson (1965) para vidrio (0,276 m2/s ) y del calculado conla ecuación 1 (0,2763 m2/s) tomando como valores de conductividad térmica, densidad y calorespecífico lo reportado por Hayes (1992).

Tabla 1. Densidades reales y aparentes de esferas de vidrio.

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Anales Científicos UNALM208

Tabla 2. Densidad real de alimentos ensayados y cloruro de sodio.

A diferencia de lo observado con los lechos de granos enteros y esferas de vidrio, en elcaso de lechos de partículas más pequeñas (malla # 30), como maicena y cloruro de sodio, sise encontró una variación significativa de la difusividad térmica dentro del rango de porosidadensayado, lo que permitió mediante regresión lineal encontrar modelos matemáticos que laexpliquen. Estos modelos (Tab. 4) están representados en las figuras 3 y 4. Tal diferenciapuede ser resultado del mayor rango de porosidad logrado para partículas más pequeñas y,durante el calentamiento, por la influencia del tamaño y forma del poro y su distribuciónheterogénea en el lecho y el comportamiento térmico del aire ocluido en estos (Braislford yMajor, 1964; Fito et al., 1984; Ureña et al., 1990 y Geankoplis, 1998).

Como lo reportó Ureña et al. (1990). la difusividad térmica decreció con el aumento dela porosidad debido al incremento de la conductividad térmica del lecho al disminuir la porosi-dad y al disminuir la influencia del aire ocluido en los poros.

Brailsford y Major (1964) reportaron que Sugarawa y Yoshisawa (1961) midieron laconductividad térmica de lechos de balones de vidrio y platos de goma por separado, ambosrodeados de agua y aire, encontrando que para el caso de las esferas de vidrio la conductividadvarió en forma inversamente proporcional a la porosidad para ambos medios de calentamiento(aire yagua), sin embargo para el caso de los platos de goma la conductividad térmica varió enforma inversamente proporcional con la porosidad cuando los poros fueron de aire, mientrasque cuando dichos poros fueron de agua la variación de la conductividad térmica fue directa-mente proporcional. Esto puede contribuir a explicar la influencia del aire ocluido en los porosen el caso del calentamiento de lechos conformados por granos enteros, donde se observó quela difusividad térmica en algunos casos (arroz, avena, cebada y trigo) se obtuvieron valorescrecientes con el aumento de la porosidad.

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Tabla 3. Difusividades térmicas experimentales promedio para rangosde porosidad de lechos de esferas de vidrio, arroz, arveja,

avena, cebada, maíz reventón y trigo pelado a 47oC.

Tabla 4. Parámetros de regresión lineal de la difusividad térmica con la porosidaddel lecho a 47oC de maicena y cloruro de sodio.

«DETERMINACIÓN DE LA DIFUSIVIDAD TÉRMICA REAL DEMATERIALES POROSOS»

Anales Científicos UNALM210

Fig. 3. Representación de la variación de la difusividad térmica (m2/s)con la porosidad (%) del lecho de maicena a 47oC.

Fig. 3. Representación de la variación de la difusividad térmica (m2/s) con la porosidad (%) del lecho de maicena a 47oC.

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El aumento de la difusividad térmica con la porosidad puede ser resultado también dela difusión del aire a través del lecho, por efecto de la diferencia de densidades de este fluidodebida a la variación de temperatura y, en cuanto al lecho, por la forma de los granos y elacomodamiento de los mismos, lo que resulta en la consecuente transmisión de calor porconvección. Otra razón de este comportamiento puede deberse además por el alto valor dedifusividad térmica del aire a 47oC que oscila en 18 x10-6 m2/s, es decir aproximadamente 180veces más que las difusividades témicas experimentales de los materiales usados. Luego sededuce que si el empaquetamiento del lecho permite que el aire se desplace libremente, ésteadquiere una mayor influencia en la transmisión de calor elevando la propagación del mismo ypor ende la difusividad térmica.

Difusividad térmica real

La difusividad térmica real se calculó a partir de los modelos matemáticos encontra-dos para la maicena y el cloruro de sodio, para 0% de porosidad, siendo estos valores 0,154± 0,005 x 10-6 y 0,681 ± 0,002 x 10-6 m2/s, respectivamente.

Shah et al. (2000), encontraron modelos matemáticos lineales que relacionan elaumento de la conductividad térmica con el decremento de la porosidad del lecho de unalmidón de maíz, determinando el valor real de esta propiedad termofísica al hacer cero laporosidad en el referido modelo matemático. Ellos emplearon un método destructivo paraobtener diferentes porosidades menores a 50%, sometiendo el material a fuerzas de compre-sión de hasta 3.035 x105 kPa. Esto demuestra que el método propuesto para determinardifusividad térmica es aplicable a este tipo de lechos, pero en este caso sin destruir elmaterial ni compactarlo con altas presiones.

CONCLUSIONES

Las densidades reales determinadas para las esferas de vidrio pequeñas, medianasy grandes fueron de: 2,72 + 0,17, 2,48 + 0,08, 2,51 + 0,05 g/cm3, respectivamente. De igualforma las densidades reales de: arroz, arveja, avena, cebada, maíz reventón trigo pelado,maicena y cloruro de sodio fueron de: 1,49 ± 0,04; 1,51 ± 0,02; 1,44 ± 0,04; 1,43 ± 0,02; 1,42± 0,02; 1,42 ± 0,01; 1,53 ± 0,03; 2,16 ± 0,01 g/cm3, respectivamente.

Los valores experimentales de difusividad térmica de los lechos de granos y esferas devidrio no se correlacionaron can la porosidad, la que se consiguió variar de 34 a 59%, no siendoposible aplicar el método propuesto para determinar la difusividad térmica real de los materia-les de tamaños semejantes ya que la influencia del aire es tal que no permite tener unacorrelación significativa que permita obtener una función para tal fin.

Para rangos de porosidad que van de 34 a 59%, se determinaron valores promedio dedifusividades térmicas para 47oC del arroz, arveja, avena, cebada, maíz reventón y trigo peladocuyos valores fueron: 0,109 ± 0,001; 0,102 ± 0,001; 0,108 ± 0,001; 0,107 ± 0,001; 0,104 ±0,003; 0,104 ± 0,002 x106 m2/s respectivamente.

Para el caso de lechos con tamaños de partículas menores a malla # 30, como lamaicena y el cloruro de sodio, el método propuesto resulta aplicable debido a que la influenciadel aire es mucho menor al encontrarse sus moléculas en poros muy pequeños, que reducen

«DETERMINACIÓN DE LA DIFUSIVIDAD TÉRMICA REAL DEMATERIALES POROSOS»

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el área de transferencia de calor al substrato sólido, y con una distribución de poros quedificulta su difusión por el lecho.

Mediante regresión lineal simple, se calcularon las difusividades térmicas reales demaicena (0,154 ± 0,005 x 10-6 m2/s) y cloruro de sodio (0,681 ± 0,002 x 10-6 m2/s).

BIBLIOGRAFÍA

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• Daizo, K. et al. (1960). Heat transfer Characteristics of Porous Rocks. A.I.Ch.E. Journal.Marzo, pág. 71 – 78.

• Dickerson, Jr. (1965). An Apparatus for the Measurement of Thermal Diffusuvity of foods.Food Technology. Mayo, pág. 198.

• Fito, P. et al. (1984). Thermal Conductivity of Porous Bodies al low presure. Cátedra deoperaciones básicas en industrias agrícolas. Escuela Técnica Superior de ingenierosAgrónomos. Universidad Politécnica, Valencia, España.

• Galván, M. (1999). Propuesta de un método físico para determinar proporciones degranos en mezclas a partir de sus valores de densidad real, evaluados por unporosímetro experimental. Tesis Ingeniero Alimentario. Universidad Nacional AgrariaLa Molina. Lima. Perú.

• Geankoplis, Ch. (1998).Procesos de transporte y operaciones unitarias. Primeraedición. Editorial Continental S.A. México.

• Hayes, G. (1992). Manual de datos para ingeniería de alimentos. Editorial Acribia S.A.,Zaragoza. España.

• Shah, K., Tong, C. y Lund, D. (2000). Metodology to Obtain true Thermal Conductivityof Low porosity food powders. Journal of Food Science, Vol.65, No 6.

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• Wallapapan, K. (1983). Thermal Properties of Porous Foods. Asociación de Investigaciónde la Industria Agroalimentaria. Departamento de Documentación y Legislación.Universidad de Texas.

• Wallapapan, K. (1984). Thermal Difusivity and Conductivity of Defatted Soy flour. AmericanSociety of Agricultural Engineers. Universidad de Texas.

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RESUMEN

La incorporación de Betapol® en la formulación de chocolate con leche sustituyendoel 40% del componente graso convencional favoreció la absorción de calcio en un 46,3%más. Mediante prueba biológica (ratas), la absorción de calcio fue evaluada en 6 formulacionescuyo porcentaje de Betapol® variaba de 20- 100%. Así mismo a través de evaluación senso-rial, aplicando pruebas afectivas, se determinó que la formulación con sustitución de 40% deBetapol® fue de mayor preferencia en sabor y textura en comparación con las otrasformulaciones.

SUMMARY

The incorporation of BetapolÒ in the formulation of chocolate with milk substituting40% of the conventional fatty component favored the absorption of calcium more in 46,3%. Bymeans of biological test (rats), the absorption of calcium was evaluated in 6 formulations whosepercentage of Betapol® varied of 20 - 100%. Likewise through sensorial evaluation, applyingaffective tests, it was determined that the formulation with substitution of 40% of Betapol® wasof more preference in flavor and texture in comparison with the other formulations.

INTRODUCCIÓN

Normalmente se absorbe sólo el 20 – 30% del calcio de la dieta, el resto se pierde através de las heces y el sudor (Arnaud y Sánchez, 1997). Betapol® (producido por LodersCroklaan), es una mixtura de triglicéridos, proveniente de grasas vegetales, que han sido tratadasenzimáticamente para simular la estructura química y física de la grasa de la leche materna.La posición 1 y 3 de los triglicéridos del Betapol®, son ocupados por ácidos grasos insaturadoslos cuales, cuando son liberados, son luego absorbidos y por consiguiente se disminuye laposibilidad de quelar el calcio disponible en el alimento, permitiendo así una mayor absorciónde calcio en personas de toda edad.

INCIDENCIA DE BETAPOLÒ EN LA ABSORCIÓN DE CALCIO DE CHOCOLATEDE FANTASÍA CON LECHE

Milber Ureña Peralta,* Melisa Huamancaja Villalva*

* Docentes de la Facultad de Industrias Alimentarias

Anales Científicos UNALM214

ANTECEDENTES

La leche materna posee una cantidad sustancial de ácidos grasos insaturados (inclui-dos el Oleico y Linoleico) y menor proporción de ácidos grasos saturados, siendo el másimportante el ácido Palmítico, el cual ocupa un 20-25% del total de grasa de la leche materna(Dahlberg, 1953; Arnaud y Sánchez, 1997).

Aunque la leche humana contiene 4 veces menos calcio que la leche de vaca, suabsorción (66%) es mayor que la de vaca (40%) (O´Donnell, 1994).

La grasa de la leche materna difiere de la vegetal en la distribución de los ácidosgrasos, presentándose en la primera una mayor cantidad de ácido Palmítico (C16:0) anexo a laposición del medio (posición beta o Sn-2); además presenta un 70% de ácido Palmíticoesterificado en la posición del medio del triglicérido, mientras que los aceites vegetales tienenmás del 80% de ácido Palmítico esterificado en la posición 1 y 3 (Quinlan, 1995).

En los aceites vegetales se encuentra ácido graso saturado en la posición 1 y 3 deltriglicérido, las cuales en la hidrólisis (digestión) los dejan en libertad formándose una soluciónjabonosa en el intestino que se excreta junto con la grasa valiosa y minerales (Yuhas, 1997).Según Quinlan (1995), con Betapol® no se forman soluciones jabonosas, permitiendo así unamayor absorción de calcio.

Estudios en bebes humanos, los cuales fueron alimentados con dos fórmulas: una conácido graso similar a la leche materna, esterificado en la posición Sn-2 del trigligérido, y la otracon ácido graso esterificado en la posición 1 y 3, revelan que esta estructura diferencial tieneefectos de mejorar la digestión, absorción y metabolismo de los infantes (Carnielli et al., 1995).

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se realizó en la empresa Negusa corp., en el Centro Educativo Parti-cular Nuestra Señora del pilar en Lima y en la Universidad Nacional Agraria La Molina: en elLaboratorio de Fisicoquímica de la Facultad de Industrias Alimentarias, en el Bioterio del De-partamento de Nutrición de la Facultad de Zootecnia y en el Laboratorio de Análisis de Suelosde la Facultad de Agronomía.

I. Elaboración de Chocolate

El chocolate se elaboró utilizando 2 grasas diferentes:

a) Couva760S®, es una grasa no láurica (CBR), proveniente principalmente de palma ysoya.

b) Betapol® es una grasa vegetal proveniente principalmente de palma y girasol. Estáconformado en mayor proporción por ácido Oleico 39,6%, ácido Palmítico 22,9%,ácido Linoleico 12,9%, ácido Láurico 12%, entre otros.

Con la finalidad de determinar el mejor nivel de sustitución de Couva760S® por Betapol®se elaboró diferentes formulaciones de chocolate. La operación de mezclado se realizó con elfin de preparar la masa para ser refinada, produciéndose una masa homogénea, la temperatura

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se mantuvo entre 45-50°C durante 10 min. En el proceso de refinación se obtuvo un tamaño departícula muy fina. A pesar de no trabajar con manteca de cacao, se realizó un concado a 50°Cdurante 40 min con el fin de dispersar, desecar, eliminar sustancias volátiles y homogenizar yasí mejorar la viscosidad, la textura y producir chocolate con buenas características de fusión(Becket, 1994). Finalmente, se moldeo en moldes de plástico que proporcionan una mejordisposición para el brillo del chocolate, luego se expuso a bajas temperaturas de 1 ó 2 °C paraun enfriamiento más acelerado.

II. Análisis Biológicos

Se trabajó con 42 ratas machos de la línea Holtzman, formándose 7 grupos de 6animales cada uno, incluyendo el grupo testigo. Se eligieron ratas machos porque presentanmenoresvariaciones en los resultados debido a que no secretan leche, y hay menor produc-ción de hormonas, a diferencia de las hembras (Tolonen, 1995). Las ratas ingresaron a laprueba después del destete (21 días de edad), pues son las ratas jóvenes las que fijan elcalcio con mayor rapidez (NASNRC, 1995). Aquellas que procedían de la misma camadafueron distribuidas proporcionalmente en los diferentes tratamientos experimentales. Tenien-do en cuenta la composición nutricional del chocolate, se evaluó una dieta para cubrir elrequerimiento nutricional de la rata, por ello se agregó un suplemento de vitaminas, salesminerales, calcio y fibra no proveniente de cereales, para evitar la formación de quelatos decalcio, los cuales impiden la absorción de este mineral (Ziegler, 1997). Las ratas consumie-ron en promedio 7 g/rat/día. El agua fue distribuida at libitum. A los 28 días las ratas fueronsacrificadas, extrayéndose la tibia y fémur para determinar la cantidad de calcio presente encada tratamiento. La razón de la elección de éstos, es que los huesos largos tienen unrecambio óseo mayor por el peso que soportan, lo que permite que los cambios mineralessean más notorios (De Bortoli et al., 1996). Los huesos fueron tratados con ácidos (ácidonítrico y ácido perclórico), finalmente se determinó el calcio por espectrofotometría de absor-ción atómica.

III. Análisis Estadístico

Se realizó un análisis de variancia de los tratamientos (formulaciones) utilizando unnivel de significancia de 0,05. Posteriormente se aplicó las pruebas de los rangos múltiples deDuncan con el mismo nivel de significancia. También se realizó comparaciones múltiples entrelos tratamientos (cantidad de Betapol®). Para todos lo cálculos se utilizó el programaStatgraphics®.

IV. Evaluación Sensorial

Se realizó un análisis sensorial con el objetivo de determinar la preferencia en sabory textura de 3 formulaciones de chocolate con diferentes concentraciones de Betapol®.Se trabajó con un panel no entrenado, conformado por 100 personas de edades compren-didas entre los 14-16 años. Se realizó el análisis estadístico de Friedman a los resultadosobtenidos de la prueba de referencia a un nivel de probabilidad menor al 5%. Con esteanálisis se evaluó el grado de diferencia en lo que respecta a la preferencia entre lasmuestras, utilizándose para ello una prueba de ordenamiento de menor a mayor preferen-cia según Ureña et al. (1999).

INCIDENCIA DE BETAPOLÒ EN LA ABSORCIÓN DE CALCIO DE CHOCOLATEDE FANTASÍA CON LECHE

Anales Científicos UNALM216

V. Evaluación de Textura

Se realizó adicionalmente una prueba de textura, haciendo uso de un texturómetro y elprograma “Texture exponent 32 report”, proporcionando una velocidad de aproximación al cho-colate de 1 mm/seg, velocidad de penetración al chocolate de 0,5 mm/seg, y una velocidad desalida del chocolate de 10 mm/seg y una distancia de penetración de 15 mm. Para la realiza-ción de esta prueba, se otorgó a las muestras evaluadas las mismas condiciones de tempera-tura (10°C), y forma de la pieza.

RESULTADOS

Se observa una mayor absorción de calcio en las formulaciones evaluadas que contie-nen mayor cantidad de Betapol®. La desviación estándar entre cada una de las 6 repeticionesde cada tratamiento no fue significativo.

La absorción de calcio es significativamente mayor hasta la concentración de 40% deBetapol®. No existiendo diferencia estadística significativa entre la concentración de 30 y 40%.

Los resultados de la evaluación sensorial fueron analizados estadísticamente utilizan-do para ello el análisis estadístico de Friedman. En la Figura 2 se puede apreciar que lamuestra con 40% de sustitución por Betapol® tuvo una mayor preferencia en cuanto a sabor ytextura. La puntuación total resultante para cada formulación ensayada se obtuvo a partir de laasignación de tres valores de 1 a 3 según la menor o mayor preferencia. Las preferenciasfueron estadísticamente significativas.

En la Figura 3 se muestra la fuerza ejercida por cada formulación de chocolate comorespuesta a la fuerza de compresión ejercida por el penetrómetro, en la prueba de determina-ción de textura. Se muestra que a mayor contenido de Betapol® en la formulación, se obtieneun chocolate con textura más blanda. Un chocolate que se encuentra en el mercado peruano(Sublime®) es, sin embargo, más blando.

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FIGURA 3. DETERMINACIÓN DE TEXTURA

INCIDENCIA DE BETAPOLÒ EN LA ABSORCIÓN DE CALCIO DE CHOCOLATEDE FANTASÍA CON LECHE

Anales Científicos UNALM218

DISCUSIONES

El propósito de esta investigación fue hallar la adecuada cantidad de Betapol® a añadir-se en la formulación de chocolate con el fin de incrementar la absorción de calcio obteniendola aceptación sensorial por el consumidor.

En la Figura 1, se muestra que concentraciones mayores de Betapol® permiten unmayor incremento de absorción de calcio; sin embargo esta diferencia no es significativa entrelas formulaciones de mayor reemplazo de Betapol®. Esto se explica ya que la retención decalcio en el organismo humano aumenta hasta un valor, más allá del cual ingestiones adiciona-les no ocasionan incrementos en la retención o en la masa ósea (Hernández y Porrata, 1997).Además la absorción de calcio se ajusta a las necesidades del cuerpo ésta disminuye enpresencia de un incremento de calcio y aumenta en presencia de una disminución de calcio(Lehninger et al., 1995).

Cabe mencionar que la absorción de calcio en las ratas evaluadas, pudo haber sidoinfluenciada por la cantidad de proteína y fósforo presente en la dieta, ya que altas cantidadesde proteínas en la dieta aumenta la excreción renal de calcio (Arnaud y Sánchez, 1997), porotro lado un aumento en la ingestión de fósforo (proveniente de fuentes como leche o huevos),reduce la excreción urinaria de calcio (O´ Donnell, 1994).

En esta investigación se tuvo en cuenta además de estos factores el correspondiente alaspecto genético, el cual interviene en la absorción de calcio (Tuero, 2001), por esta razón setrató en lo posible de controlarlo haciendo que las ratas sean todas de una misma cepa(Holtzman), de esta manera al tener igual carga genética hacemos que las condiciones bioló-gicas sean similares para cada sujeto.

La formulación con 40% de Betapol® fue la de mayor preferencia en la prueba sensorialque se realizó a un panel tipo consumidor, en cuanto a los 3 atributos evaluados, sabor, texturay preferencia en general., siendo la formulación de 30% la segunda en preferencia.

La textura de las tres formulaciones de chocolate se determinó instrumentalmente, através de un texturómetro y el programa “Texture Exponent32 Report”. Los resultados obtenidospara esta prueba, muestran que la formulación de mayor contenido de Betapol®, ejerce menorresistencia a la fuerza de compresión que se le aplicó. Este efecto se debe a que el punto defusión del Betapol® es mucho menor que el del Couva760S®, ya que a temperatura ambiente elBetapol® tiene una consistencia pastosa, mientras que el Couva760S® es sólido. Con las mis-mas condiciones de temperatura (10°C) y forma de la muestra, se evaluó además un chocolatedel mercado (Sublime®), con el fin de comparar la textura, y se observó que la resistencia que elSublime ejerce a la fuerza aplicada es mucho menor, tal como se muestra la Figura 3.

CONCLUSIONES

Con una sustitución de 40% del componente graso por Betapol®, en un chocolate defantasía con leche, se favoreció la absorción de calcio en un 46,3%.

La formulación con sustitución de 40% de Betapol®, fue de mayor preferencia ensabor y textura entre consumidores limeños con edades entre 14 y 16 años.

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REFERENCIAS

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INCIDENCIA DE BETAPOLÒ EN LA ABSORCIÓN DE CALCIO DE CHOCOLATEDE FANTASÍA CON LECHE

Anales Científicos UNALM220

RESUMEN

Se desarrolló un método rápido y simple para la evaluación de lactato en plasma y enleche de bovino utilizando la formación de formazan a partir de NADH. En este método no serequiere pasos previos de precipitación de proteína o eliminación de interferentes. Se encontróuna linealidad hasta 10 mmol/L de concentración de lactato. Los estudios de recuperacióndieron como resultados 100.4% para plasma y 99.3% para leche. La precisión intra-ensayofue de 2.7 y 3.92% para plasma y leche respectivamente. La precisión ínter-ensayo fue de3.18 y 5.21% para plasma y leche. Al compararse este método con la determinacióncalorimétrica de lactato por bifenilo se encontró una ecuación de regresión de y = 1.0014x –0.0068, y el coeficiente de correlación fue de 0.9909 (p < 0.001) para n = 60.

ABSTRACT

A rapid and simple method was developed to evaluate of lactate in bovine plasma andmilk using formazan formation from NADH. This method does not require previous steps forprotein precipitation or elimination of interference. We found linearity up to 10 mmol/L of lactateconcentration. The recovery assays yield 100.4% for plasma and 99.3 for milk. Intra-assayprecision was 2.7 and 3.92% for plasma and milk, respectively. Interassay precision was 3.18and 5.21% for plasma and milk, respectively. When this method was compared with calorimet-ric biphenyl method we found a regression equation of y = 1.0014x – 0.0068, and a correlationcoefficient of 0.9909 (p < 0.001) for n = 60.

INTRODUCCIÓN.-

La evaluación de ácido láctico en muestras de plasma y de leche es de suma impor-tancia porque son indicadores de acidosis ruminal en ganado bovino (Williams et al., 1991).Esto es de especial importancia en el ganado lechero porque la acidosis ruminal afecta no sólola producción de leche sino que también afectaría la calidad y propiedades organolépticas de lamisma (Coulon et al 1998). La determinación de lactato es una técnica que en este tipo demuestras siempre ha sido laboriosa ya que la alta concentración de proteína y de grasa (espe-

MÉTODO ENZIMÁTICO PARA LA DETERMINACIÓN DELACTATO EN PLASMA Y LECHE DE BOVINO

Jose Luis Chavez Aguilar*, Tatiana Rojas Ayerve*

* Docentes del Departamento Académico de Química

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cialmente en leche) interfiere con la determinación este analito. Esto ha hecho necesarioagregar a los ensayos pasos de precipitación de proteínas y eliminación de interferencias portratamientos con cobre y calcio lo que hace sumamente laborioso esta determinación (Barkeret al., 1941). En este trabajo utilizamos el método de formación de formazan propuesto porButtery et al., (1976). Este método elimina los pasos de precipitación y permite el análisisdirecto de las muestras de plasma y leche. De otro lado, es una técnica cuyos costos sonmás baratos si lo comparamos con otras técnicas comerciales.

ABSTRACT

A rapid and simple method was developed to evaluate of lactate in bovine plasma andmilk using formazan formation from NADH. This method does not require previous steps forprotein precipitation or elimination of interference. We found linearity up to 10 mmol/L oflactate concentration. The recovery assays yield 100.4% for plasma and 99.3 for milk. Intra-assay precision was 2.7 and 3.92% for plasma and milk, respectively. Interassay precisionwas 3.18 and 5.21% for plasma and milk, respectively. When this method was comparedwith calorimetric biphenyl method we found a regression equation of y = 1.0014x – 0.0068,and a correlation coefficient of 0.9909 (p < 0.001) for n = 60.

INTRODUCCIÓN.-

La evaluación de ácido láctico en muestras de plasma y de leche es de suma impor-tancia porque son indicadores de acidosis ruminal en ganado bovino (Williams et al., 1991).Esto es de especial importancia en el ganado lechero porque la acidosis ruminal afecta no sólola producción de leche sino que también afectaría la calidad y propiedades organolépticas de lamisma (Coulon et al 1998). La determinación de lactato es una técnica que en este tipo demuestras siempre ha sido laboriosa ya que la alta concentración de proteína y de grasa (espe-cialmente en leche) interfiere con la determinación este analito. Esto ha hecho necesarioagregar a los ensayos pasos de precipitación de proteínas y eliminación de interferencias portratamientos con cobre y calcio lo que hace sumamente laborioso esta determinación (Barkeret al., 1941). En este trabajo utilizamos el método de formación de formazan propuesto porButtery et al., (1976). Este método elimina los pasos de precipitación y permite el análisisdirecto de las muestras de plasma y leche. De otro lado, es una técnica cuyos costos sonmás baratos si lo comparamos con otras técnicas comerciales.

REVISION DE LITERATURA

La medida de lactato en plasma es de suma utilidad en bovinos ya que es un indica-dor de acidosis metabólica (Williams et al., 1991). Este analito es comúnmente analizadopor métodos enzimáticos de punto final que usan lactato deshidrogenasa para convertir lactatoa piruvato con la reducción concomitante de NAD hasta NADH el cual es medido a 340 nm(Babson, 1965). Los especímenes pueden ser desproteinizados para la determinación delactato o se puede determinar directamente lactato adicionando en el ensayo un blanco demuestra apropiado (Barker et al., 1941). Los primeros intentos de acoplar la reacción contetrazolio para producir formazan, el cual se puede determinar espectrofotométricamente,fueron dificultosos y no permitieron lograr resultados óptimos (Hochela et al., 1965 y Friedland,1961). Los especímenes que se desproteinizarón desarrollaban color, pero eran inestables

MÉTODO ENZIMÁTICO PARA LA DETERMINACIÓN DELACTATO EN PLASMA Y LECHE DE BOVINO

Anales Científicos UNALM222

en el tiempo y se obtenían resultados poco confiables. En este trabajo de investigación sedesarrollo una metodología simple y rápida en suero y leche que no requiere dedesproteinización de la muestra y que utiliza un reactivo de color estable que consiste defenazina metasulfato (PMS), p-iodonitrotetrazolium (INT) y nicotinamida adenina dinucleotido(NAD). La reacción que se lleva a cabo es la siguiente:

Esta metodología fue comparada con la técnica de determinación de lactato por el méto-do colorimetrico por p-hidroxibifenilo (Barker et al, 1941).

MATERIALES Y MÉTODOS

1. Muestras.

Para la toma de muestra se utilizo vacas del establo de la Facultad de Zootecnia de laUniversidad Nacional Agraria La Molina. Se eligió animales en los cuales no se presen-taban signos de mastitis. Las muestras de sangre fueron colectadas en tubos al vacíode 5 mL con anticoagulante (EDTA) y se envío de inmediato al laboratorio manteniendolas muestras a 0°C en un recipiente con agua y hielo. Una vez en el laboratorio lasmuestras se procesaron de inmediato centrifugándolas a 3000 r.p.m. por 5 minutos paradespués separar el plasma. La determinación se llevo a cabo de inmediato en el lapso detres horas conservando las muestras siempre a 0°C.

Con respecto a las muestras de leche, estas fueron colectadas en tubos tapa rosca de15 mL las cuales se enviaron de inmediato al laboratorio manteniéndolas también a0°C. Una vez en el laboratorio las muestras debidamente homogeneizadas por agita-ción suave, fueron colocadas en microcapilares (se usaron tubos de hematocrito co-merciales) y se centrífugo a 5000 r.p.m. por 20 minutos. Cuando concluyo lacentrifugación se observo la formación de una fase lipídica en la parte superior la cuales eliminada quebrando el microcapilar por debajo esta fase y luego se colecto la lecheya desgrasada por este método para realizar el ensayo de determinación. Las medicio-nes espectrofotométricas fueron realizaras en un máximo de tres horas desde que lasmuestras fueron tomadas).

2. Ensayo.

Reactivos:Se utilizó la enzima láctico deshidrogenasa de corazón de cerdo, NAD ácido libre, 2-amino-2-metilpropan-1-ol (AMP), albúmina sérica bovina (fracción V), lactato de litio, o

223

acido láctico ácido libre, fenazinametasulfato (PMS), y p-iodonitrotetrazolium (INT). To-dos estos reactivo fueron adquiridos en Sigma-Aldrich Company.

Soluciones:· Buffer AMP 0.65 mol/L, pH 9.0. Se adicionan 64 mL de AMP a cerca de 800 mL de

agua. Se ajusta el pH a 9.0 con HCL 4N y luego se lleva a 1 litro a temperaturaambiente.

· Solución de Albúmina 70 g/L. Disolver 1.4 g de albúmina sérica bovina en 20 mL.de solución salina isotónica (NaCl 0.9%) y se mantiene en refrigeración.

· Láctico deshidrogenasa. 1.2 u/mL. Se prepara de acuerdo al lote de la enzima.· Estándar de L-lactato, 5 mmol/L. Disolver 96 mg de L-lactato de litio en 100 mL de

agua. Almacenar a 4 grados centígrados.· Reactivo de color: Disolver 80 mg de INT en 20 mL. de agua destilada al vidrio,

agitar con una varilla de vidrio hasta disolver lo que mas se pueda. Se centrifugó yse decantó el sobrenadante clarificado en 200 mg de NAD y 5 mg de PMS. Mezclar y conservar en frasco ámbar y almacenar a 4 grados centígrados. Estasolución es estable durante al menos 8 semanas.

Procedimiento:

Este ensayo se realizo de acuerdo al siguiente procedimiento:

Se mezclan los reactivos y haciendo reposar los tubos en baño maría a 37°C por 10minutos. Después de 10 minutos se adicionan 5.0 mL de HCl 0.1 mol/L a todos los tubosy se mide la absorbancia de las muestras y blanco contra agua a 510 nm. Para medir ellactato en plasma se utilizo el siguiente calculo:

Tabla 1. Reactivos para el Ensayo de Lactato

MÉTODO ENZIMÁTICO PARA LA DETERMINACIÓN DELACTATO EN PLASMA Y LECHE DE BOVINO

Anales Científicos UNALM224

Donde:Abs. muestra : Absorbancia de la muestraAbs. estándar : Absorbancia del estándarBl. Muestra : Blanco de muestraBl. Estándar : Blanco del estándarF : Factor (1 para plasma y 1.026 para leche)

3. Estudios de Precisión.

Variabilidad Intra-ensayo:Para este estudio se eligió una muestra de leche y otra de plasma y a cada una de lascuales se le realizo el ensayo de determinación haciendo 20 repeticiones en la mismacorrida. El objetivo de este ensayo es analizar la variabilidad de este método de determi-nación de lactato en la misma corrida o determinación.

Variabilidad Ínter-ensayo:Para este estudio se escogió una muestra de leche y otra de plasma cada una de las quefueron separadas en 8 alícuotas de 1 mL y conservadas a -20°C. Cada día se tomo unamuestra descongelándola y realizando el ensayo por triplicado. Este experimento serepitió durante 8 días. El objetivo de este estudio es el de determinar la variabilidad entrediferentes corridas o determinaciones para una misma muestra.

4. Estudios de Recuperación.Los estudios de recuperación tienen como objetivo evaluar la interferencia de la matriz dela muestra con la metodología de determinación de lactato propuesta. Se escogió unamuestra de leche y de plasma a la cual se añade lactato de tal manera que se incrementala concentración de manera gradual (1, 2, 3 y 5 mmol/L). Luego se realiza la determina-ción de lactato acuerdo a la metodología descrita. Se calcula el porcentaje recuperaciónconsiderando la cantidad conocida de lactato añadido a cada nuestra.

RESULTADOS Y DISCUSIÓNEl buffer AMP seleccionado para este ensayo de lactato ha sido utilizado en el ensayo

de determinación de la actividad lactato deshidrogenasa. La enzima láctico deshidrogenasade corazón de cerdo proveída por sigma es apropiada debido a que forma formazanos en laintensidad necesaria para este propósito.

EstándaresEl color del formazan se desarrolla al máximo en presencia de proteínas (Buttery et al.,

1984). Sin embargo, la intensidad de la absorbancia obtenidos por el complejo coloreado varíacon respecto al tipo de proteína presente en la solución de lactato. Se evalúo los valores delactato añadido a plasma de bovinos con el valor de estándares que contenían albúmina séricabovina. Se encontró, en este caso, que al ser la albúmina sérica bovina de procedencia de lamisma especie, la absorbancia de lactato con respecto a la concentración de proteína esidéntica y no es un factor de variación. Sin embargo, no ocurrió lo mismo al hacer estaevaluación en leche. Se determino un factor cuyo valor es de 1.026 ± 0.023 (n = 20) usandodiferentes muestras de leche y albúmina bovina las cuales contenían lactato añadido. Lalinealidad del método fue hasta 10 mmol/L.

225

Tabla 2. Recuperación de Lactato en Plasma y Leche de Bovinos

RecuperaciónSe añadió lactato en concentraciones conocidas a plasma y de leche fresca. Se

determino lactato en estas muestras y los resultados se muestran en la tabla 2 y 3. Larecuperación de lactato a diferentes niveles fue de 100.4% en plasma y de 99.3 en leche.

PrecisiónLa precisión del método propuesto fue ensayada en pruebas intra-ensayo e ínter-ensa-

yo de acuerdo a la metodología descrita en materiales y métodos y los resultados se muestranen la tabla 3.

Tabla 3. Ensayos de Precisión Intra-ensayos e Inter-ensayos

Comparación de Métodos.El presente método fue comparado con el método calorimétrico de determinación de

lactato mediante bifenilo (Barker et al, 1941). Se escogió muestras de plasma y de leche yse analizaron por las dos técnicas. Los resultados obtenidos para plasma y leche porambos métodos se muestran en la figura 1. Al realizarse el análisis de regresión lineal seencontró la ecuación y = 1.0014x - 0.0068, y el coeficiente de correlación (r2) es igual a0.9909 (p < 0.001) para n = 60.

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Anales Científicos UNALM226

Interferencia

El NADH endógeno en plasma o en leche es la posible principal interferencia y esto secorrigió utilizando un blanco de muestra. No se ha encontrado ninguna diferencia significativaentre ambos métodos (formación de formazan y bifenilo). De otro lado, la formación de formazanse utiliza también para la medida de láctico deshidrogenasa (Babson et al, 1965), etanol (Limet al, 1977) y 3-hidroxibutirato (Buttery et al, 1984) sin ninguna interferencia aparente.

CONCLUSIONES

El método propuesto es simple rápido y relativamente barato si lo comparamos con latécnica de bifenilo y otros métodos comerciales. Es ideal para análisis de lotes debido a quela formación de formazan es estable y puede ser medido en espectrofotómetros simples. Sedemostró la linealidad de este método hasta 10 mmol/L. Otra ventaja es que la soluciónreactiva es estable hasta 6 meses lo que lo hace una técnica atractiva para los ensayos derutina en el laboratorio.

227

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MÉTODO ENZIMÁTICO PARA LA DETERMINACIÓN DELACTATO EN PLASMA Y LECHE DE BOVINO

Anales Científicos UNALM228

RESUMEN

El objetivo principal es Optimizar el sistema de distribución de agua potable de laciudad de Huacho, identificando los proyectos a nivel de obra para la implementación deáreas de servicio, con la finalidad de proporcionar un abastecimiento planificado de agua pota-ble y tener un mejor control de las operaciones, mayores horas de servicio, presiones y cauda-les adecuados en la red de distribución; así mismo favorecer la ejecución de programas dereducción y control del agua no contabilizada.

Para realizar el estudio de optimización del Sistema de agua potable de la Ciudad deHuacho, es necesario establecer horarios de servicios de agua potable a los distintosasentamientos humanos existentes en la Ciudad , así como dar servicio al centro de la Ciudad.A estos asentamientos humanos y al centro de la Ciudad que limitan por las principalesavenidas y que existen tuberías matrice de agua, se ha determinado 7 áreas de abastecimien-to de agua potable en la Ciudad de Huacho.

La metodología ha consistido en establecer las áreas de servicio de agua potable en laCiudad. Lo cual se ha determinado 7 áreas totales de servicio de agua potable, determinaciónde la población por dichas área por medio de fichas catastrales domiciliarias, dotaciones deagua potable según el reglamento por cada persona, de esta manera se ha determinado lacantidad de agua requerida por cada área.

Para poder cubrir la demanda de agua requerida por cada área se ha realizado unestudio de cada fuente de agua, las cuales existentes en la ciudad de Huacho 8 pozos tubulares,a través de estos pozos; se bombean el agua a los 3 reservorios existentes y directamente ala red de distribución y mediante la manipulación de las válvulas dirigimos el flujo de agua a lasáreas de servicio establecidos.

Dichas áreas de servicio están formando un circuito cerrado, teniendo un ingreso ysalida de red de agua potable hacia el área siguiente, en dichos ingresos y salidas se instalaraun macro medidor con la finalidad de determinar el caudal de ingreso y salida.

«OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLEDE LA CIUDAD DE HUACHO»

Gilber Tito Loayza Solier*

*Docente del Departamento Académico de Ingeniería Ambiental, Física y Meteorología

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En conclusión debido a las 7 áreas de servicio de agua potable, la ciudad de Huachose beneficiara en:

• Control de Presiones de agua• Mayor cobertura de servicio de agua potable• Caudales adecuados en la red de distribución• Mejoramiento en la distribución de agua potable• Control de caudales, mediante medidores que ingresan a cada área• Control de agua no contabilizada

SUMMARY

“Optimization of the Distribution system of Drinkable Water of Huacho’s city”

The principal aim(lens) is To optimize the distribution system of drinkable water of Huacho’scity, Identifying the projects to level of work for the implementation of areas of service, With thepurpose of providing a planned supply of drinkable water and of providing a better control of theoperations, greater hours on watch, pressures and volumes adapted in the distribution network;also to favor the execution of programs of reduction and control of the water nonentered.

In order to make the study of optimization of the potable water System of the City ofHuacho, it is necessary to establish hour of services of potable water to the different existingslumses in the City, as well as to give service to downtown. To these slumses and downtownthat limit by the main avenues and that exist pipes stamp out of water, one has determined 7areas of potable water supply in the City of Huacho.

The methodology has consisted of establishing the potable water areas on watch inthe City, Which has determined 7 total potable water areas on watch, determination of thepopulation by this area by means of domiciliary cadastral cards, potable water dowries ac-cording to the regulation by each person, this way the amount of water has been determinedrequired by each area.

In order to be able to cover the demand of water required by each area a study of eachwater source has been made, which existing in the city of Huacho 8 tubular wells, throughthese wells, they pump the water to the 3 existing reservorios and directly to the network ofdistribution and by means of the manipulation of the valves we directed the flow from water tothe established areas on watch.

These areas on watch are forming a closed circuit, having an entrance and exit ofpotable water network towards the following area, in these income and exits a measuringmacro with the purpose settled of determining the volume of entrance and exit.

In conclusion due to the 7 potable water areas on watch, the city of Huacho benefitted in:

• Control of water Pressures• Greater potable water cover on watch• Volumes adapted in the distribution network

«OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLEDE LA CIUDAD DE HUACHO»

Anales Científicos UNALM230

• Improvement in the potable water distribution• Control of volumes, by means of measurers that enter each area• Water control nonentered

I. INTRODUCCIÓN

La Empresa Prestadora de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario Emapa HuachoS.A (EPS EMAPA HUACHO S.A), es una Empresa Municipal de Servicio en la categoría mixta(Propiedad Estatal con Manejo Privado).

Actualmente brinda el Servicio de Abastecimiento de agua potable a una poblacióntotal de alrededor de 102.041 habitantes en forma restringida (8 horas en promedio de serviciode agua potable durante el día), no cuenta con zonas definidas de abastecimiento de aguapotable, existen zonas en la Ciudad, donde la presión de agua es casi nula y no cuentan conel servicio de agua potable por lo que la Empresa tiene que abastecerles con el camión cis-terna a todo esto se le debe sumar las grandes perdidas de agua potable a través de las redesde agua (por rupturas de tuberías, perdidas por los accesorios, y clandestinas), que representaalrededor del 46% de Producción total de Agua Potable. En el presente estudio deinvestigación se realizarán el planteamiento de la Sectorización de la Ciudad de Huacho con lafinalidad de optimizar el sistema de distribución de Agua Potable en todo el Ámbito deprestación de la Empresa Emapa Huacho S.A.

El objetivo del presente estudio es:

Optimizar el sistema de distribución de Agua Potable de la Ciudad deHuacho.

II. REVISION DE LITERATURA

De acuerdo al autor Hardy Cross, en un sistema de abastecimiento de agua, realizacálculos hidráulicos en circuitos cerrados con corrección de cotas piezometricas en los nudos(llamase nudos, los puntos de entrega de agua) y por principio de Bernoulli de conservación deenergía: V2/2g + P/Y+ Z = cte donde:

V2/2g = energia cinética; P/Y= energía de presión o piezometrica, Y es peso especifico delagua, y Z = energía de posesión o potencial y utilizando el sistema MKS – TÉCNICO:

V2/2g = (m2/s2)/(m/s2)————— m (carga de velocidad o dinámico)P/Y = (kg/m2)/(kg/m3)—————- m (carga de presión)

Z ————— m (carga geométrica de posición), con estos principios técnicos la presión deagua que ejerce en cualquier punto lo medimos en metros de columna de agua (mca).

El método de optimización del sistema de abastecimiento consiste en determinaráreas de servicio mediante circuitos cerrados de tuberías de agua, (por principio de HardyCross ) caudales requeridos en cada área , instalación de macro medidores, instalación deválvulas que permite controlar el flujo de agua en la entrada y salida en cada una de las 7 áreas.( Cooperación, apoyo técnico para el mejoramiento de servicio de agua potable SUM Canadá –Empresa prestadora de Servicio EMAPA Huacho S.A abril 2001)

231

La importancia de este método de sectorización es cuantificar el volumen de agua quese suministra a cada uno de los sectores de acuerdo a la demanda de agua potable y permitecontrolar la presión de agua necesaria mediante un mínimo de válvulas. Mediante el control debalance hidráulico podemos determinar el volumen de agua no contabilizada, que se pierde através de las fisuras de tuberías, válvulas, clandestinajes, hidrantes, el porcentaje de perdidasde agua representa el 46% de la producción total diario, en términos de población representa46.000 habitantes que podrían beneficiarse si reducimos estas perdidas al 0%, o a un mínimode 15% sería muy aceptable.

III. MATERIALES Y METODOS

3.1 MATERIALES

A. Ubicación del Área de Estudio.

El estudio de optimización del sistema de Distribución de Agua Potable de la Ciudadde Huacho, se realizó en el centro de la Ciudad de Huacho, que se encuentra ubicado a77º36´24" de longitud oeste y 11º06´22" de longitud sur a 30 m sobre el nivel del mar y a 149Km de la Ciudad de Lima, sobre la Panamericana Norte, con una superficie de 717,02 Km2.La Ciudad de Huacho presenta una topografía casi plana, por lo que las redes de agua potablecorresponden a una zona de presión variado de la cota 20 a 75 msnm

UBICACION DE LA CIUDAD DE HUACHO

«OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLEDE LA CIUDAD DE HUACHO»

Anales Científicos UNALM232

B. Materiales a Utilizar

Para la realización del presente estudio de optimización del Sistema de Distribu-ción de Agua Potable de la Ciudad de Huacho. Se ha utilizado todos los materiales delSistema de Agua Potable que están actualmente operativos y estas se podría describir de lasiguiente manera:

Descripción del Sistema de agua potableEl servicio de agua potable de la ciudad de Huacho se utiliza fuente subterráneaa través de la explotación de 8 pozos tubulares. Los pozos actualmente producenun caudal de promedio de 249 lps (litros por segundo)Sistema de distribuciónEl sistema de distribución esta compuesto por cuatro (4) reservorios de almace-namiento, dos (2) estaciones de rebombeo, redes matrices y secundarias deagua potable.AlmacenamientoSe cuenta con tres (3) reservorios apoyados y un (1) tanque elevado que enconjunto suman un volumen total de 4265 m3 y funcionan de cabecera. No tienenárea de servicio definido.Redes de DistribuciónTuberías Matrices: Son tuberías de 150 mm hasta 400 mm de diámetro y tienenuna longitus de 42362 ml. Existen tuberías cuya antigüedad es mayor a 50 años,especialmente las de fierro fundido. Ver cuadro N°1 : Tuberías Matrices

Cuadro N°1 :Tuberías Matrices

Fuente: elaboración propia

233

Tuberías Secundarías: Son tuberías menores a 150 mm de diámetro y tienenuna longitud de 71,709 ml. Existen tuberías cuya antigüedad es mayor a 50 años,especialmente de Fierro Fundido. Ver cuadro N° 2 : tuberías Secundarias.

Válvulas: son válvulas de compuerta que existen en la Ciudad de Huacho para suregulación. De los 662 en total que existe solamente se regulan 38, 15 estacerrada y 609 están completamente abierta. Ver cuadro N° 3 : de válvulas.

Cuadro N° 2 :Tubería Secundario

Fuente: elaboración propia

Cuadro N° 3 : Válvulas de compuerta de fierro Fundido

3.2 METODOLOGIA

Planteamiento de la optimización.

Para el planteamiento de la Sectorización fue necesario cuantificar las estructuras delSistema de Distribución de Agua Potable de la Ciudad de Huacho y contar con los registros delas Gerencias de: Operacional, Comercial y de Proyectos y Obras las cuales se describen acontinuación:

Información de la producción de Agua Potable de los 8 pozos que Abastece atoda la Ciudad; que es 249 lps (litros por segundo)Plano de la Ciudad de HuachoPlano General del Sistema de Abastecimiento de Agua Potable de la Ciudad deHuachoRegistro de horarios de Almacenamiento de Agua Potable a los reservorios ytiempo de vaciado

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Anales Científicos UNALM234

Registros, de Horas de Servicio de Agua Potable, a los sectores del DistritoSotfware de Simulación hidráulica Cibernet de HAESTAD METHODS, valido para las simulaciones hidráulicas

Para realizar el estudio de optimización del Sistema de agua potable de la Ciudad deHuacho, es necesario establecer horarios de servicios de agua potable a los distintos asenta-miento humanos existentes en la Ciudad, así como dar servicio al centro de la Ciudad, a estosasentamientos humanos y al centro de la Ciudad que limitan por las principales avenidas yque existen tuberías matrice de agua, se ha determinado áreas de abastecimiento de aguapotable de la Ciudad de Huacho.

La metodología ha consistido en cerrar circuitos con tuberías matrices teniendo unaentrada y una salida hacia otro circuito, para lo cual tendrá una válvula de control en la saliday entrada de cada circuito, en estos circuitos se han realizado cálculos hidráulicos aplicandoel criterio de Hardy Cross, obteniendo buenos resultados en cuanto a presiones de nivel deagua y caudales de abastecimiento adecuados.

Con estos circuitos nos permite controlar la cantidad de agua potable que consume lapoblación y las aguas que se pierden a través de las tuberías con fisuras y el clandestinas.

Con el criterio antes mencionado se han determinado 7 áreas totales de servicio deagua potable en la ciudad, determinación de la población por dichas área por medio de fichascatastrales domiciliarias, dotaciones de agua potable según el reglamento por cada persona,de esta manera se ha determinado la cantidad de agua requerida por cada área.

Para poder cubrir la demanda de agua requerida por cada área se ha realizado unestudio de cada fuente de agua, las cuales existentes en la ciudad de guacho, 8 pozos tubularesque bombean el agua a los reservorios y hacia la red de agua que mediante la manipulación delas válvulas dirigimos el flujo de agua a las áreas de servicio establecidos.

Dichas áreas de servicio están formando un circuito cerrado teniendo un ingreso ysalida de red de agua potable hacia el área siguiente, en dichos ingresos y salidas se instalaraun macro medidor con la finalidad de determinar el caudal de ingreso y salida. Teniendo elconocimiento de toda la estructura y el funcionamiento operativo (Reservorios Tuberías Válvu-las Horarios de servicio etc), se ha realizado la siguiente metodología para su optimización delsistema de distribución de agua potable:

La metodología aplicada ha consistido primero en la determinación del área totalde servicio que brinda la Empresa Prestadora de Servicio EMAPA Huacho S.A, ala Ciudad de Huacho, determinándose 859,7 Ha.

Para la delimitación de las áreas internas de abastecimiento de agua potable sehan tomado en cuenta las principales avenidas de doble sentido de la Ciudad deHuacho, con la finalidad de renovar las tuberías existentes antiguas de eternit, portuberías de agua potable nuevas igual o mayores a 6", de material PVC – Clase10 y formar un circuito cerrado.

235

El número de áreas determinados es 7, designados como «A», «B», «C», «D»,«E», «F», Y «G», las cuales comprenden un promedio de 2300 usuarios de aguapotable conectados a red en cada sector.

La fuente de abastecimiento para los sectores determinados, esta involucrado los4 reservorios, 2 cisternas de bombeo, 8 pozos y las redes que actualmente estánen servicio.

Los sectores determinados, en la Ciudad de Huacho, cuentan con zonas urbanasen fase de densificación que tienen la suficiente flexibilidad como para absorber elcrecimiento poblacional hasta el año 2025.

Para el crecimiento poblacional se aplicado modelos matemáticos; como: Méto-do aritmético, geométrico y parabólico. Teniendo en consideración los censosregistrados en los años 1961; 1972; 1981 y 1993. Para cada distrito, de tal mane-ra que podamos determinar la tasa de crecimiento y el modelo más representativo.

El racionamiento en un esquema no afectará de manera notable el suministro aotros esquemas de abastecimiento de agua potable

El área de estudio cuenta con 859,7 Ha y los sectores propuestos están com-prendidos entre 63 y 268 Has.

Debido a la topografía del terreno de la Ciudad de Huacho, que representa unapendiente regular favorable para la caída de agua, se ha determinado 6 sectorescon una sola presión de agua y solo un sector «G» con dos zonas de presión porpresentar una pendiente suave del terreno.

Las tuberías de 4" de diámetro y mayores que crucen el límite de un esquemadeben cerrase por medio de una válvula existente (FCV) o una nueva por instalarse (VCO). Se ha dejado por lo menos un pase de emergencia en las partes altasde los esquemas en tuberías existentes que cuentan con válvulas de compuerta.

Se ha evitado dejar «puntos muertos» en la red, para lo cual se ha consideradoredes secundarias complementarias que lo anulen.

El punto de ingreso o suministro más conveniente a cada esquema de abaste-cimiento se ha determinado mediante simulaciones hidráulicas. Dicho presenta condi-ciones de presión y caudal adecuados para cubrir las necesidades de cada sector.

Cálculos hidráulicos

1. Para la modelación de las redes de abastecimiento de agua potable se utilizo el progra-ma de Sotfware de Simulación hidráulica Cibernet de HAESTAD METHODS, valido paralas simulaciones hidráulicas, cuyo fundamento se basa a los métodos matemáticos deHary Cross Hazen - Willian, Darcy - Weisbach y Newton - Raphson (manual de hidraulicapor Azevedo Netto pag.173 ) y las bondades de este programa es realizar las operacio-nes matemáticas para determinar resultados en cuanto a velocidades de flujo , Cauda-les, Presiones en cada nudo de la tubería de agua potable, y trabaja con número de

«OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLEDE LA CIUDAD DE HUACHO»

Anales Científicos UNALM236

tuberías de hasta 1000, numero de nudos en el circuito 750, con reservorios de cabece-ra variable, Bombas de cisterna, válvulas reductoras de presión, válvulas check, tuberíasen paralelo, tuberías diferentes materiales y clases. Y trabaja directamente con el planode redes de agua potable Autocad 14. En cuanto a las limitaciones de este programaes utilizar flujos de agua las 24 horas del día, para nuestro caso que tiene un servicio de18 horas existe un grado de aceptación mayor al 95% del resultado, al comprobar en uncircuito cerrado de la ciudad en el esquema «C», realizado por el Pronap (ProgramaNacional de Agua Potable y Alcantarillado)

Se realizo la modulación de consumo por nudo, con una curva de consumo elabo-rado a partir de un muestreo realizado en el «análisis de la demanda» que representa variación horaria con respecto al caudal promedioEl valor máximo de variación horaria es 1.8 y un mínimo de 0.63 (factoresadimencional que se multiplican al caudal promedio para saber el máximo y mínimo consumo de agua potable durante el día)Los coeficientes de fricción de hazen y willian utilizados para el cálculo hidráulicose establecieron en C = 120, para todas las tuberías existentes de Asbesto Ce-mento. C = 55, para tuberías de fierro fundido y C = 130, para tuberías de PVC, yC = 150 para tuberías proyectadas.

La aplicación de la ecuación de Hazen - Willians:

Q = 0.28C x D 2.63 x S 0.54

donde: Q = Caudal en (m3/s)

C = Coeficiente de velocidadS = Pérdida de carga en ( m/m)D = Diámetro de la tubería en metros

Donde:hf = pérdida de carga en (m)f = coeficiente de fricción de las tuberías L = longitud deV = velocidad media (m/s)D = diámetro de la tubería (m)g = aceleración de la gravedad 9.8 m / s2

IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES.

Los resultados obtenidos y verificados en campo han sido satisfactorios con la aplica-ción de la optimización, actualmente existe un ordenamiento en la distribución de agua pota-ble, el tiempo de bombeo de los pozos hacia las redes de distribución han disminuido en 10%,se controla la venta del volumen de agua que ingresa a cada área mediante macro medidores,,y se ha reducido las fugas de agua en 15%.Para cerrar los circuitos se han utilizado tuberías del mismo diámetro y la misma clase encuanto al soporte de la presión de agua.

237

La sectorización ha sido muy beneficioso en cuanto al control de agua que se realizamediante los medidores de control.

El cuadro N° 4, muestra la comparación de los resultados obtenidos en tiempos deservicio y presiones a las 7 áreas que tiene designadas en la Ciudad de Huacho para suservicio de abastecimiento de agua potable.

Cuadro N° 4: Comparación de la calidad de servicio que brinda la Empresa Prestadorade agua potable S.A a la Ciudad de Huacho. Antes de realizar el estudio de

optimización y después de realizar la optimización.

Fuente : datos obtenidos en la gerencia operacional de la Empresa Prestadota de servicio.EMAPA Huacho S.A

Donde:

< 6 y 10 > significa que las presiones están entre 6 y 10 mca.Presiones en mca (significa metros de columna de agua (MKS – TECNICO))

V. CONCLUSIONESCon el planteamiento de la optimización se obtiene:

Incremento de horas de servicio de Agua Potable en 18 Horas / Diario en promedioLas presiones varían de 8 hasta 60 metros de columna de aguaCaudales adecuados en la red de distribuciónMejoramiento en la distribución de Agua Potable mediante la regulación de lasválvula de ingreso y salida de cada sectorControl de caudales de Agua Potable a través de los micro medidores instaladosen los domicilios y macro medidores instalados en la entrada y salida de cada sector

«OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLEDE LA CIUDAD DE HUACHO»

Anales Científicos UNALM238

VI. RECOMENDACIONES

Cambiar las tuberías de impulsión antiguas de eternit, por tuberías de impulsiónde PVC de mayor resistencia a la corrosión del terreno y resistente a una presiónde 100 metros de columna de agua.Inserción de válvulas de compuerta para direccionar adecuadamente el flujo deagua hacia el área de servicio.Cambiar las tuberías de distribución antiguas de eternit, por tuberías de distribu-ción de PVC de mayor resistencia a la corrosión del terreno y resistente a unapresión de 100 metros de columna de agua. El cambio de las tuberías evitara lasfugas de agua potable a través de las fisuras de las tuberías y de las conexionesclandestinas que representan en la actualidad el 46% de la producción total.Realizar programas de detección de fugas de agua con instrumentos como lapitometría, con la finalidad de reducir las perdidas de agua potable.Realizar un balance de aguas en cada área, mediante los macro medidores insta-lados en la entrada y salida de cada área y los consumos que se produce en elinterior de cada área por los usuarios domésticos, comercial y industrial la dife-rencia será las perdidas de agua en cada área. Ver cuadro 5: AREA DE SERVICIO.

Perdidas de agua potable = Caudal I – Caudal S – Caudal consumido.

VII. BIBLIOGRAFIA

AZEVEDO J. Y ACOSTA G. Manual de Hidráulica Perú (2000)STREETER V. Fluid Mechanics. New York. 1951Consultoría Sun - Canada (Equipo de Cooperación canadiense en mejoramiento delSistema para la Empresa EPS EMAPA HUACHO). Año 2000.

Apoyo técnico de la Gerencia Operacional y Gerencia de proyectos y Obras de la EmpresaEmapa Huacho. Año 2000.

Cuadro 5: área de servicio

AREA DE SERVICIO

239

ANEXOSI.- Poblacional proyectadas: con la aplicación de modelos matemáticos se ha proyectadoel crecimiento poblacional conociendo los censos registrados y determinado la tasa decrecimiento para cada distrito el cual arrojaron 1.54, 1.55 y 2.83 para la Ciudad de Huacho,Hualmay y Sta María respectivamente y ajustándose a la curva más representativa, para laCiudad de Huacho y Hualmay la curva mas representativa es la Geométrica y para Sta Maria laAritmética. La empresa prestadora de servicio EMAPA Huacho S.A. Brinda servicio a los tresdistritos mencionados que están incorporados en el área total. Y los cálculos obedecen aparámetros matemáticos como:

1. METODO ARITMÉTICO : Pf = Po (1+rt)2. METODO GEOMÉTRICO : Pf = Po (1+r) t3. METODO PARABOLICO : Pf = Po + B t + C t 2

Los resultados obtenidos en calculo poblacionales se presentan por Quinquenios. Vercuadro 6 : proyección de la población de Huacho.

CUADRO 6 : PROYECCIÓN DE LA POBLACION DE HUACHO EN QUINQUINALES

AÑO CENSAL

Fuente: Elaboración Propia

Para el estudio de optimización se ha utilizado una población total del año 2010; que es 63889habitantes.

II.- ANÁLISIS DE LA DEMANDA DE AGUA PARA LA POBLACIÓN ESTIMADA.

2.1 Conexiones Domiciliarias de Agua Potable

El servicio de Agua Potable de la Ciudad de Huacho tiene un total de 16,293 conexio-nes reales instaladas; de las cuales 14,647 se encuentran activas al mes de Dic del 2001.Según el cuadro 7.

«OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLEDE LA CIUDAD DE HUACHO»

NUMERO DE HABITANTES DE LACIUDAD DE HUACHO

1961 22806

1972 35722

1981 42783

1993 49271

2000 54834

2001 55679

2005 59188

2010 63889

2015 68962

2020 74438

2025 80349

Anales Científicos UNALM240

Cuadro 7 : Número de conexiones por categorías

Fuente : Gerencia comercial de la empresa.

2.2 Cobertura de Servicio en el año 2001

El número total de conexiones de agua potable es de 14,647 y la cobertura deservicio asciende a 73.25% para una población servida de 72,210 habitantes. La poblacióntotal de Huacho es 98,575 habitantes y la densidad es 4.93 habitantes por vivienda.

2.3 Consumos actuales

2.3.1 Consumos con Medidor

Para determinar el consumo promedio de las conexiones con medidor se usaronlos consumos mensuales leídos en 228 conexiones que contaban con micro medidores,durante el periodo de Febrero - Agosto 1998 y el segundo de septiembre a Diciembre de1998, obteniéndose los siguientes consumos promedio mensual por categorías:

Consumo de Usuarios Doméstico = 24.52 m3/mesConsumo de Usuarios Comercial = 29.82 m3/mesConsumo de Usuarios Industrial = 210.45 m3/mes

2.3.2 Consumos No Medidos

Para determinar los consumos no medidos se utilizaron los mismos medidores testigosque fueron instalados bajo la premisa que la facturación no se haría de acuerdo a las lecturas enlos micro medidores, encontrándose como consumo promedio mensual por categorías:

Consumo de Usuarios Doméstico = 30.67 m3/mesConsumo de Usuarios Comercial = 34.74 m3/mesConsumo de Usuarios Industrial = 323.25 m3/mes

241

Cuadro 8 : Resumen de la Proyección de la Demanda Total

2.3.3 No conectados a la red del Sistema de Abastecimiento

Son viviendas que no cuentan con conexiones domiciliarias y se abastecen mediantepiletas públicas del sistema o de vecinos conectados al sistema. Se estima que 26.75% de lapoblación urbana cuentan con casas que carecen con conexión de agua potable y tienen unconsumo promedio de 4 m3/mes por vivienda.

2.4 Pérdidas de agua Potable

Se hizo un análisis para determinar las pérdidas de agua, encontrándose que laspérdidas originadas por fugas técnicas es 3% y fugas accidentales es 22%, por el sub-registrode micromedidores 10% y consumo irracional 11%. Lo que hace un total de 46% de la produc-ción de agua potable.

2.5 Proyección de la Demanda de Agua Potable Total

Considerando la ejecución de obras para renovar las tuberías antiguas en mal estado,mejorar la parte operativa de la empresa con la instalación de medidores y un programa decontrol de fugas, y la implementación del presente estudio, se espera que las pérdidas porfugas al año 2005, estén en el orden del 31% de la demanda promedio total y en el año 2016este porcentaje se reduciría a 25%; manteniéndose así en los años sucesivos, siempre ycuando la operación del sistema sea lo más aceptable. Ver cuadro 8.

Fuente: elaboracion propia

Y los esquemas de servicio proyectado para optimizar el Sistema de Distribución de Aguapotable de la ciudad de Huacho son 7 y su descripción en forma resumida se muestra en elsiguiente cuadro 9.

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Anales Científicos UNALM242

Cuadro 9 : sistema de distribución de agua potable de la ciudad de Huacho.

Fuente : registro de propiedad de la empresa prestadora de servicio de agua potable

El uso urbano considerado es el residencial, puesto que representa el 73% del áreatotal de Huacho.

Densidad Alta «A» = 167 hab / HaDensidad Media «M» = 130 hab / HaDensidad Baja «B» = 60 hab / HaLa demanda calculada para el año 2001 considera una dotación promedio de242 lt/hab/día y la distribución de la misma se realiza teniendo en cuenta lacobertura actual dservicio.

III.- DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA POR ESQUEMAS PROYECTADOS

Para determinar la demanda por cada esquema proyectado se procedió de la siguientemanera:

Una vez delimitado los esquemas de servicio de agua potable proyectados seprocedió a determinar su área total e identificar los nudos de contribución de lademanda, para luego delimitar su área de influenciaSe determinaron en cada área de influencia sub - áreas teniendo en cuenta lasdensidades poblacionales existentes por zonas (alta, media y baja), para luegodeterminar la población en cada una de estas.Con la dotación promedio total, determinada en el análisis de la demanda y lapoblación obtenida se determinó el caudal de contribución por área.Se sumaron las demandas de todos los nudos que conforman un esquema y sedeterminó su demanda promedio

Los datos de ingreso como caudales de distribución promedio por nudos, sus áreas deinfluencia y población por esquema proyectado se muestran en la descripción que se realiza acontinuación de cada uno de los mismos. Ver cuadro 10.

243

Cuadro 10: Esquema «general» de prestación de servicio de la EmpresaPrestadora de Servicio EMAPA Huacho S.A

Fuente : resultados obtenidos de la gerencia operacional de la empresa

«OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA POTABLEDE LA CIUDAD DE HUACHO»

Anales Científicos UNALM244

Alex Segundino Armas Blancas1

RESUMEN

Se estudia la representación conceptual y la representación funcional del modeloQUAL2EU, sus limitaciones, las potencialidades y el análisis de incertidumbre. Se revisa laecuación general de transporte de masa, las consideraciones hidráulicas, las reacciones einterrelaciones de los componentes de calidad de agua, la representación del prototipo, latécnica de solución numérica; y el análisis de incertidumbre por el análisis de primer orden y lasimulación de Monte Carlo.

De acuerdo a los resultados obtenidos, se concluye que las variaciones individualesde los parámetros de entrada de calidad de agua K1, K2, y b1, producen las mayores variacio-nes significativas en los resultados de las salidas del modelo. Asimismo, mediante el análisisde incertidumbre se obtiene una mejor apreciación del análisis de sensibilidad por introducir laperturbación de la totalidad de parámetros y variables a la misma vez. Por otro lado, se realizauna propuesta de aplicación del modelo al río Mucujún (Estado de Mérida, Venezuela ).

SUMMARY

It has been studied the conceptual representation and the functional representation ofthe model QUAL2EU, their limitations, the potentialities and the analysis of uncertainty. It hasbeen reviewed the general equation of mass transport, the hydraulic considerations, the reactionsand interrelations of the water quality components, the representation of the prototype, thetechnique of numeric solution; and the analysis of uncertainty through the first order analysisand the simulation of Mount Carlo.

According to the obtained results, you conclude that the individual variations of theparameters of entrance of the water quality K1, K2, and b1, produce the greatest significantvariations in the results of the exit of the pattern. Also, by means of the analysis of uncertaintya better appreciation of the analysis of sensibility is obtained by introducing the interference ofthe entirety of parameters and variables to the same time. On the other hand, it is carried out anapplication proposal from the pattern to the river Mucujún (Estado Mérida, Venezuela).

SIMULACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN RIOS UTILIZANDOEL MODELO QUAL2EU

1 Docente del Departamento de Ingeniería Ambiental, Física y Meteorología

245

1. INTRODUCCION

Las descargas residuales de origen doméstico e industrial sobre la superficie de loscuerpos de agua, a menudo exceden la capacidad de asimilación natural. La calidad del aguaresultante es inaceptable. Es por ello que los estados y las entidades reguladoras del controlde la calidad del agua, han limitado las descargas a las fuentes hídricas, estableciendo nor-mas de la calidad del agua. Sin embargo, la realidad es inadecuada, en términos de reunir lasnormas de calidad del agua, debido a la falta de plantas de tratamiento de aguas residuales ya un deficiente manejo sanitario, asimismo, existen limitaciones sistemáticas en el control delos parámetros de calidad.

Las entidades reguladoras en el control de la calidad del agua han establecido directivas yrequisitos mínimos de calidad para que el agua sea satisfactoria a usos específicos. Los requisitosde calidad obligan a los diversos actores a comparar la calidad de agua con los estándares.

Debido a las dificultades de control de la calidad del agua para evaluar el cumplimientode los límites permisibles, se están desarrollando mecanismos y herramientas, que permitanapoyar las tareas de control de la calidad del agua de manera más eficiente. El modelo QUAL2EUes un instrumento de apoyo a las acciones mencionadas, predice el efecto de vertimientos deaguas residuales en los cursos de agua, permitiendo la determinación de las concentracionesde fósforo, nitrógeno, algas, DBO, OD; además, de las características hidráulicas y el cálculode temperatura para el balance de calor.

El objetivo de la presente investigación es estudiar el alcance y las limitaciones delmodelo de calidad del agua QUAL2EU (Versión 3.21, febrero 1995) considerando el análisis deincertidumbre. Asimismo, se presenta una propuesta de aplicación al río Mucujún (EstadoMérida, Venezuela).

2. |REVISION BIBLIOGRAFICA

2.1 Simulación, modelos e incertidumbre

Shannon (1988) define la simulación como el proceso de diseñar un modelo de unsistema real y realizar pruebas con el objeto de representar su comportamiento, postular teo-rías o hipótesis que expliquen dicho comportamiento, y poder usar estas teorías para predecirlos cambios o el comportamiento futuro de los efectos que se producirán debido a los cambiosque se puedan realizar en el sistema.

La incertidumbre hidrológica puede dividirse en tres categorías: incertidumbre natural,o inherente, la cual surge debido a la variabilidad aleatoria del fenómeno hidrológico; incerti-dumbre del modelo, la cual resulta de las aproximaciones hechas en la representación de losfenómenos mediante ecuaciones, e incertidumbre de parámetro, la cual surge de la naturalezadesconocida de los coeficientes en las ecuaciones, tales como la rugosidad del lecho en laecuación de Manning (Chow et al., 1994).

La verificación de los modelos de simulación de calidad de agua se realiza por mediode una combinación del juicio del modelista con los análisis gráficos; de esta manera sedetermina el modelo más adecuado. Los métodos estadísticos deben ser usados para laverificación de la simulación de los modelos de calidad de agua. (Reckhow et al., 1990).

SIMULACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN RIOS UTILIZANDOEL MODELO QUAL2EU

Anales Científicos UNALM246

Incertidumbre en la reaeración atmosférica y sección transversal del río

Fuentes de incertidumbre en la determinación de K2

Las fuentes de incertidumbre en la determinación del coeficiente de reaeración debeconsiderar las siguientes situaciones (Yu, 1972):

1. Modelos de predicción físicos; existen muchas ecuaciones de predicción de K2en forma variable, expresados en función de la velocidad del flujo y la profundidad del cauce.Estas ecuaciones se obtienen a partir de pruebas de laboratorio.

2. Exactitud en los procedimientos de medida; conforme Bennett y Rathbun, 1971citados por Yu (1972), los errores esperados para varias técnicas en la determinación del K2son los siguientes: técnica del balance de OD (65%), técnica del equilibrio distribuido (115%)y técnica del trazador: 15%

3. La naturaleza aleatoria de K2 ; Kothandaraman y Ewing, 1969 citados por Yu(1972), determinaron para la predicción del valor de K2 una función de distribución normal conun mínimo de cero y una desviación estándar de 36.8%.

Fuentes de incertidumbre en la determinación de la sección del río

La irregular sección transversal del río causa incertidumbre y error en la predicción oen el cálculo del proceso de transporte en el cauce, desde este punto de vista es imposibleresolver las ecuaciones diferenciales para los procesos de transporte en estado permanente(Chiu, 1972).

2.2 MODELO QUAL2EU

El Modelo QUAL2EU (Brown y Barnwell 1987), permite la simulación de varios cons-tituyentes de la calidad de agua en un sistema de vertimiento ramificado, usando diferenciasfinitas para la solución de la ecuación unidimensional de reacción y de transporte de masapor advección y dispersión. El modelo determina la capacidad de asimilación de un río paramantener una adecuada concentración de oxígeno disuelto, realizando interacciones mayo-res de los ciclos de la producción de nutrientes, algas y oxígeno carbonoso. El programaincluye un balance de calor por el cálculo de temperatura y el equilibrio de masa por minera-les conservativos, bacterias coliformes y elementos no conservativos como substanciasradiactivas.

Formulación general del modelo

Se describe las bases de formulación del QUAL2EU con su representación concep-tual y funcional general respecto al transporte de masa, a las características hidráulicas y a ladispersión longitudinal, a las reacciones de los componentes e interrelaciones, con su repre-sentación de los cálculos y el análisis de incertidumbre.

247SIMULACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN RIOS UTILIZANDOEL MODELO QUAL2EU

Anales Científicos UNALM248

Representacion conceptual

La representación conceptual de un río (ver Figura 1) usada en la formulación delQUAL2E es un segmento de cauce (n) dividido a la vez en subsegmentos o elementos decomputación, cada Dx de longitud. Para cada uno de estos elementos de cálculo, el balan-ce hidrológico se puede escribir en términos de flujos aguas arriba del elemento como (Qi-

1). Del mismo modo, los flujos de fuentes externas o salidas son representados como (Qxi)mientras que la salida del flujo aguas abajo del elemento se representa como (Qi). Enforma similar, el balance de materiales para cualquier componente C puede escribirse parael elemento. En el balance de materiales, se considera el transporte y la dispersión comolos movilizadores de la masa a lo largo del eje de flujo. La masa se puede agregar oeliminar desde el sistema por vía externa de las fuentes y salidas (QxCx)i ; y agregada oeliminada por vía interna de la fuente o sumideros (Si), como las fuentes bénticas y latransformación biológica. En cada elemento de cálculo se considera la posibilidad de mez-cla completa.

De esta manera, el flujo en el cauce se puede conceptualizar como un conjunto deelementos computacionales con reactores completamente mezclados, unidossecuencialmente uno a otro por los mecanismos de transporte y dispersión. Estos conjun-tos sencuenciales de reactores se pueden definir como segmentos, en donde los elemen-tos de cálculo tienen las mismas propiedades hidrogeométricas como la pendiente del río,la sección transversal del cauce, la rugosidad y otros; así como las constantes biológicas,la constante de degradación de la materia orgánica, las tasas de fuentes bénticas, lastasas de sedimentación de algas y otros. Este flujo es mostrado en el lado izquierdo de laFigura 2.

Representación funcional

Ecuación de transporte de masa

La ecuación básica solucionada por el QUAL2E, es una ecuación unidimensionalde transporte de masa por advección y dispersión, numéricamente integrado en el espacioy en el tiempo para cada componente de calidad del agua. Esta ecuación incluye losefectos de la advección, dispersión, dilución, reacciones e interacciones de los componen-tes, así como las fuentes y sumideros. Para cualquier componente C, la ecuación sepuede escribir como:

3.1

249

donde:

M : masa (M) x : distancia (L)

t

: tiempo(T) C : concentración (ML-3)Ax : área de la sección transversal (L2)DL: coeficiente de dispersión (L2 T-1 )

u

: velocidad media (LT-1 ) S : fuentes externas o sumideros (MT-1 )

Como M = VC entonces se puede escribir:

3.2a

donde: V = Ax dx = volumen incremental (L3)

Se asume que el flujo en el río es estable, ∂ Q/∂ t = 0, entonces el término∂ V/∂ t =0 y la ecuación 3.2a viene a ser

Combinando las ecuaciones 3.1 y 3.2b; y modificando se tiene:

3.3

3.2b

SIMULACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN RIOS UTILIZANDOEL MODELO QUAL2EU

Anales Científicos UNALM250

Figura 2: Sistema de flujo de un río, elementos computacionales y segmentos

Fuente: Brown y Barnwell (1987)

251

Los términos en el lado derecho de la ecuación son la dispersión, la advección, loscambios del componente, las fuentes externas y sumideros y la dilución (s/V), respectivamen-te. El término dC/dt se refiere sólo a las variaciones del componente, como el crecimiento y ladegradación y no debe confundirse con el término ∂C/∂t, que es el gradiente de concentraciónlocal. El último término incluye el efecto de los cambios del componente así como la disper-sión, advección, fuentes y suministros; y las diluciones.

Bajo las condiciones de estado permanente, la derivada local viene a ser igual a cero;en otras palabras:

Cambiando esa ocurrencia a componentes individuales o partículas independientes dela advección, de la dispersión y de las entradas residuales, se definen por el término:

Estos cambios incluyen lo físico, lo químico y las reacciones e interacciones bioló-gicas que ocurren en el flujo del río. Ejemplo de éstos son la reaeración, la respiración yfotosíntesis de algas, y las coliformes muertas.

Características hidráulicas

El QUAL2E asume que el régimen hidráulico del flujo es el estado permanente;∂Q/∂t=0, por eso el balance hidrológico para el elemento computacional se puede escribircomo (ver Figura 1):

donde (Qx)i es la suma algebraica de las entradas de flujo externo y/o las salidas a eseelemento.

Aumento del flujo

Cuando la concentración de OD en un cauce cae por debajo de algún nivel requerido,tal como el estándar de calidad del agua, sería deseable elevar esta concentración de ODmediante el aumento del flujo en el cauce. Según los autores de la rutina de aumento de flujoen el QUAL2E, la cantidad necesaria de flujo para llevar las concentraciones de OD al estándarrequerido, no se puede estimar por una relación funcional exacta. Una buena aproximación dela relación se usa en el QUAL2E y tiene la forma cuadrática siguiente:

3.6

3.4

dCdt

cambios de componentes individuales=

3.5

3.7 y

3.8

SIMULACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN RIOS UTILIZANDOEL MODELO QUAL2EU

∂= O

Anales Científicos UNALM252

donde:

DOR :concentración de oxígeno disuelto requerido para encontrar las condiciones objetivo, mg/1DOT :nivel objetivo requerido de OD, mg/1Domin :concentración mínima de OD (nivel crítico) en la curva de agotamiento de oxígeno, mg/1QR : cantidad de aumento del flujo requerido, ft3/secQc : flujo en el punto crítico dentro de la curva de agotamiento de oxígeno, ft3/sec

Reacciones de los componentes e interrelaciones

A continuación se describen las interacciones más importantes de los componentesde calidad del agua. El modelo QUAL2EU incluye las interacciones de los ciclos de nutrientes,de la producción de algas, de la demanda de oxígeno por sedimentación de la materia orgáni-ca, de la demanda de oxígeno carbonoso, de la reaeración atmosférica y su efecto en laconcentración del oxígeno disuelto. La Figura 3 ilustra la conceptualización de estasinteracciones; las flechas en la figura indican la dirección de las interacciones en un ambientecontaminado; las direcciones se pueden reservar en algunas circunstancias para algunos com-ponentes. Por ejemplo, bajo las condiciones de sobresaturación de oxígeno, que ocurre comoresultado de la fotosíntesis de las algas, se puede manejar el oxígeno de dos formas (comoconsumo y producción) en la misma dirección de la ruta del flujo.

Las concentraciones de coliformes y de componentes no-conservativos se modelancomo componentes degradados no-conservativos los cuales no realizan interacción con otroscomponentes. Por su parte los componentes conservativos, no se deterioran y por lo tanto nointeractúan con otros componentes

Representación de los cálculos

El QUAL2EU (Versión 3.21, febrero 1995) permite la simulación de cualquier redramificada de un sistema de flujo en un río en forma unidimensional (ver Figura 2). El primerpaso es una discretización, subdividiendo el sistema de flujo en segmentos, que son extensio-nes de flujo que tienen características hidráulicas uniformes. Luego, cada segmento es dividi-do en elementos de cálculo de igual longitud. Hay siete diferentes tipos de elementos decálculo:

1. Elementos de cabecera del río y de los tributarios2. Elementos estándar3. Elementos de aguas arriba de una unión4. Elementos de unión5. Ultimo elemento en el sistema6. Elementos de entradas7. Elementos de salidas.

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Figura 3.- Interacciones de los componentes en el modelo QUAL2E

Condiciones de fronteraLas condiciones de frontera son las entradas que el usuario especifica. Estas entra-

das se especifican en términos tanto de flujo como de las características de calidad de agua yde climatología local. El modelo considera cuatro tipos de características hidráulicas y funcio-nes de carga de masa, además de la climatología local, entrada de los primeros elementos,puntos de fuentes o salidas, incrementos del flujo de entrada/salida a lo largo de un segmento

SIMULACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN RIOS UTILIZANDOEL MODELO QUAL2EU

Anales Científicos UNALM254

y la concentración en el límite aguas abajo del flujo (opcional). El QUAL2E puede serusado para simular cualquier combinación de los siguientes parámetros o grupos deparámetros.

1. Minerales conservativos (mayor de tres en un tiempo)2. Temperatura3. DBO4. Clorofila a5. Ciclo del fósforo (orgánico y disuelto)6. Ciclo del nitrógeno (orgánico, con amoniaco, con nitritos y nitratos)7. Oxígeno disuelto8. Coliformes9. Componentes no conservativos arbitrarios

Técnica de solución numérica

El modelo permite la simulación de varios constituyentes de la calidad del agua en unsistema de flujo ramificado, usando diferencias finitas para la solución de la ecuación (ecua-ción 3.3) unidimensional de reacción y transporte de masa por advección-dispersión. La repre-sentación conceptual de un flujo se usa en el modelo; formulado en un segmento de flujo elcual se divide como diferencias finitas en un número de elementos de cálculo. Para cadaelemento de cálculo, se escribe: un balance hidrológico en cuanto al flujo (Q), un balance decalor en cuanto a temperatura (T) y un balance de materiales en cuanto a concentración (C).Se puede ganar o perder masa del elemento por procesos de transporte, por fuentes y sumide-ros externos (descargas o retiros residuales) o por fuentes y sumideros internos (fuentes benticaso transformaciones biológicas).

Análisis de incertidumbre con el QUAL2EU

Tres técnicas de análisis de incertidumbre se pueden emplear en el QUAL2EU: elanálisis de sensibilidad, el análisis de primer orden y la simulación de Monte Carlo. Existendiscrepancias entre estas opciones, las cuales se pueden explicar por errores de aproxima-ción de primer orden o por errores debido a la influencia de los cálculos de la varianza. Lasimulación de Monte Carlo tiene la ventaja de proporcionar la salida de la distribución defrecuencias, pero conlleva una alta carga computacional.

3. METODOLOGIA

La metodología consistió en realizar la revisión de información referida al enfoque desistemas, la simulación, los modelos, la incertidumbre y la predicción de efectos ambientalespor medio de modelos de simulación. Asimismo, se describió la formulación general del modelode calidad de agua QUAL2EU (versión 3.21, febrero 1995), las reacciones e interrelaciones delos componentes de calidad de agua del modelo mencionado, la representación de los cálculosy del prototipo, las limitaciones, las potencialidades y el análisis de incertidumbre del modelo.

255

Haciendo uso de las bases de datos wrkshop1.dat, wrkshop2.dat, wthbase1.dat,wthuaf1.dat, wthuam.dat y wthinv.dat, las cuales vienen con el modelo, se realizaron las si-guientes actividades:

1. Se realizaron las variaciones de los principales parámetros de la calidad de agua,utilizando los wrkshop1.dat y wrkshop2.dat, variando un solo parámetro y manteniendo el restocomo constantes. Los parámetros utilizados para tal efecto fueron: la tasa de degradación dela materia orgánica (K1), la tasa de reaeración atmosférica (K2), la tasa de oxidación de amoniaco(b1), la tasa de oxidación de nitrito (b2), la tasa de hidrólisis de nitrógeno orgánico (b3), asimis-mo, se consideraron los coeficientes α1, α2, α3, α4, α5, α6, β4, µ y ρ.

2. Los resultados de la actividad anterior se analizaron en forma gráfica y medianteel análisis estadístico con la prueba “t” de student, para la comparación de los residualesobtenidos entre las salidas de referencia (de los wrkshops) y las salidas producidas por lasvariaciones de los parámetros.

3. Se realizaron las corridas con el modelo para el análisis de incertidumbre, utilizandola base de datos wthbase1.dat, asimismo, se utilizaron los archivos de datos de entrada wthuaf1.daty wthuam.dat, correspondientes al análisis de primer orden y simulación de Monte Carlo.

4. Se analizaron las salidas de las simulaciones de análisis de primer orden y la simu-lación de Monte Carlo, por medio de los coeficientes de sensibilidad, las varianzas, el sesgo, ladesviación estándar, el coeficiente de asimetría y la curvas de frecuencia acumulada y relativa.

5. Se realizó una propuesta para la aplicación del modelo QUAL2EU (versión 3.21, febrero1995) a una sección del río Mucujún (ubicado en el Estado de Mérida, Venezuela) entre las quebradasLa Caña y La Cuesta. La propuesta consiste en simular las variables OD, DBO y temperatura.

4. RESULTADOS Y DISCUSION DE RESULTADOS

Caracterización de los ríos de los wrkshops

En la figura 5 se observa la representación funcional del río del wrkshop1.dat, el ríotiene 6 segmentos, 2 uniones, una entrada de carga residual puntual, una salida y una presa.La Tabla 1 muestra la caracterización hidráulica del río mediante el caudal (Q), el ancho del río(T), el área de la sección transversal (A) y el número de Froude (F), como se puede observar elrío tiene un flujo subcrítico, esto es explicado por la baja velocidad en el río.

Tabla 1.- Caracterización hidráulica del río del wrkshop1.dat

SIMULACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN RIOS UTILIZANDOEL MODELO QUAL2EU

Anales Científicos UNALM256

Tabla 2.- Variables de calidad de agua que se simulan en elwrkshop1.dat y el wrkshop2.dat

Las características hidráulicas del wrkshop2.dat son las mismas que el wrkshop1.dat;en la tabla 2 se observa las diferencias entre los “wrkshops” mencionados respecto a lasvariables de calidad de agua que se simulan.

En la figura 6 se observa la representación funcional del río de acuerdo con la base dedatos wthbase1.dat; el río tiene 11 segmentos y 2 entradas de cargas residuales puntuales. Latabla 2 muestra la caracterización hidráulica del río mediante el caudal, el ancho del río, el áreade la sección transversal y el número de Froude; como se puede observar el río tiene un flujosubcritico, esto es explicado por la baja velocidad en el río.

Tabla 3.- Caracterización hidráulica del río de la base de datos wthbase1.dat

257SIMULACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN RIOS UTILIZANDOEL MODELO QUAL2EU

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Variaciones de los principales parámetros de calidad de agua

Las variaciones de los principales parámetros de calidad de agua se realizaron me-diante corridas con el QUAL2E haciendo uso de las bases de datos wrkshop1.dat ywrkshop2.dat.

Variaciones del coeficiente de degradación de la materia orgánica (K1)

Las figuras 7 y 8 muestran las variaciones de los niveles de DBO a través de lasdistancias en el río debido a las variaciones del parámetro K1 , teniendo en cuenta que el valorde K1 del workshop1.dat de referencia es de 0.6 día -1. La Figura 7 muestra mayor variaciónentre las curvas para los valores de K1 entre 1.1 día -1 y 0.2 día -1; cualquier valor de K1 ubicadoen este rango produce diferencias significativas en los resultados. En la Figura 8 se observaun mayor detalle de las variaciones mencionadas. Esta variabilidad se explica por los efectosde advección, dispersión y reacciones e interacciones de los componentes, resaltando en estecaso, la variación de K1. Las Tablas 2.1 y 2.2 del Apéndice 2 corresponden a las figurasmencionadas.

Debido a la mayor variación observada en las curvas de la Figura 7, se realizaron prue-bas “t” de Student, con la finalidad de comparar los residuales entre los resultados obtenidos dela salida de referencia (wrkshop1.dat) y las salidas producidas por las variaciones del parámetroK1. Los resultados para un nivel de confianza de 95% se muestran en la Tabla 2.3 del Apéndice2 observándose que los cvalores de K1 entre 0.2 día-1 y 1.1 día-1 producen diferencias significati-vas en los resultados de la variable DBO. Para valores de K1 mayores de 1.1 día-1 la prueba noarrojó diferencias significativas. Las hipótesis alternas son aceptadas en las mayoria de loscasos, esto quiere decir que hay que tener cuidado en elegir el valor o los valores de K1.

Figura 7.- DBO - Distancia, con variaciones de K1

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Variaciones del coeficiente de reaereación atmosférica (K2)

En las figuras 9 y 10 se observa el comportamiento de los niveles de OD a lo largo delas distancias del río debido a las variaciones del parámetro K2, teniendo en cuenta que el valorde K2 del wrkshop1.dat de referencia se encuentra entre 2.58 y 4.84 día -1. La Figura 9 muestrala variación producida por valores de K2 desde 0.0 a 50.00 día -1 , la Figura 2.1 del Apéndice 2muestra curvas para valores de K2 de 0.00 a 40.00 día -1. En esta última se nota una mayorvariación ocasionada por los valores de K2 entre 0.1 y 10.00 día -1. La Figura 10 resume estavariación. Las Tablas 2.4 y 2.6 del Apéndice 2 corresponden a las figuras mencionadas, laTabla 2.5 del mismo apéndice corresponde a la Figura 2.1.

Figura 8.- DBO - Distancia, con variaciones de K1

Debido a la mayor variación observada en las curvas de la Figura 10 se realizaronpruebas “t” de Student para comparar los residuales entre los resultados obtenidos de la salidade referencia (wrkshop 1.dat) y las salidas producidas por las variaciones del parámetro K2.Los resultados se muestran en la Tabla 2.7 del Apéndice 2 para valores de K2 entre 2 y 9 día-1 en los cuales se encontró diferencias significativas en los resultados de DBO; también seobserva que la hipótesis alterna es aceptada en la mayoría de los casos, esto quiere decir queel valor de K2 se debe escoger adecuadamente, sino ocasionará falsos valores de DBO.

Variaciones del coeficiente de oxidación del amoniaco (b1)

En la Figura 11 se observa el comportamiento de los niveles de OD a través de lasdistancias en el río debido a las variaciones de parámetro b1 , teniendo en cuenta que el valor deb1 del wrkshop2.dat de referencia es de 0.15 día -1.

Se realizaron pruebas “t” de Student para comparar los residuales entre los resulta-dos obtenidos de la salida de referencia (wrkshop2.dat) y las salidas producidas por las va-riaciones del parámetro b1. Los resultados se muestran en la Tabla 2.8 del Apéndice 2. Valo-res de b1 entre 0.4 y 1.00 día -1 producen variaciones significativas en los resultados de OD.Esto quiere decir que el valor de b a elegirse debe ser el correcto para no llegar a cometererrores en los valores de OD.

261

Figura 9.- OD - Distancia, con variaciones de K2(R es el K 2 del wrkshop1.dat)

Figura 10.- OD - Distancia, con variaciones de K2

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Variaciones de otros coeficientes

También se realizó variaciones de otros coeficientes como β3 , β2 ,α5 , α6 , α1 , β4 , α2, α3 ,α4 ,µ y ρ. En las figuras del 2.2 al 2.12 del Apéndice 2, se observan variaciones en los nivelesde oxígeno disuelto en los coeficientes mencionados.

Figura 11.- OD - Distancia, con variaciones de b1

Análisis de incertidumbre

La Tabla 4 muestra un resumen de los resultados de la salida producida por el aná-lisis de primer orden para las variables: caudal , K2 , temperatura , OD y DBO; para elelemento-2 del segmento-2. Se observa que las funciones de entrada iniciales dominan lasensibilidad del modelo. Para el caso de la simulación de caudal, la mayor variación enesta variable es explicada por su coeficiente de sensibilidad ( 0,931%), causado por laperturbación del 1% de la variable de entrada HWTRFLOW ( caudal en la cabecera del río),lo cual es confirmado por la desviación estándar y la varianza. Lo mismo sucede con el restode variables iniciales en la cabecera de la cuenca, porque producen variabilidad en los resul-tados de salida.

Las bases de datos de entrada utilizadas para los análisis de incertidumbre fueronwthbase.dat y wthinv.dat; el primer archivo contiene las bases de datos del río y el segundo,las bases de datos de las varianzas de la variables y parámetros.

263

Tabla 4.- Resumen de las principales variables de los resultados obtenidospor el análisis de primer orden para el elemento 2

del segmento 2. Salida wthuaf1.lst.

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La salida de las simulaciones de Monte Carlo se resumen en la Tabla 5, la cual contienemedias, sesgo, mínimos, máximos, rangos, desviaciones estándar, coeficientes de variación ycoeficientes de asimetría, para las simulaciones de las variables de temperatura, OD y DBO,para el elemento-2 del segmento-2. El resumen estadístico se realizó para 100 simulaciones deMonte Carlo, usando las mismas bases de datos de entrada empleada para el análisis de primerorden. La distribución de la probabilidad de entrada se asumió como normal. Así mismo,se observa en la Tabla 5 las desviaciones estándares del análisis de primer orden.

Tabla 5.- Resumen estadístico de las principales variables de los resultadosobtenidos por la simulación de Monte Carlo para el elemento

2 del segmento 2. Salida wthuam.lst.

APO: Análisis de Primer Orden

En la Tabla 5, se observa una buena aproximación entre los valores de las medias dela información de base y de la simulación. Los coeficientes de variación son de 0,01; 0,031 y0,151 para la temperatura, OD y DBO, respectivamente; esto explica la no linealidad de lassimulaciones de las variables mencionadas. Asimismo, las simetrías son bajas para la tempe-ratura y la DBO, pero alta para el OD. Las desviaciones estándares de las simulaciones deMonte Carlo, justifican la variabilidad de los resultados explicados en el análisis de primerorden, los cuales son influenciados por las condiciones iniciales en la cabecera del río.

En la Figura 12 y 13 se observan las curvas de frecuencia acumulada y relativa para lavariable temperatura para el elemento-2 del segmento-2, obtenidos por la simulación de MonteCarlo. Los valores de la Tabla 2.9 del Apéndice-2 corresponde a las figuras mencionadas. LaFigura 12 muestran las posibilidades del 90, 50 y 10% para que los valores de la variabletemperatura se estimen en 74.125, 72.988 y 72.0505 oF, respectivamente. La Figura 13 mues-tra una ligera asimetría negativa desviada hacia la izquierda), debido a la no linealidad de latemperatura.

265

Figura 12.- Curva de Frecuencia Acumulada para la temperatura en el elemento 2del segmento 2. Simulación de Monte Carlo (salida wthuam.lst)

Figura 13.- Frecuencia Relativa de la Temperatura, en el elemento 2 del segmento2. Simulación de Monte Carlo (salida wthuam.lst).

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Propuesta para la aplicación del modelo QUAL2EU al río Mucujún

En la Figura 14 se muestra la representación funcional del río Mucujún entre lasquebradas La Caña y La Cuesta, en la misma se observan doce segmentos, cinco entra-das de carga residual y una salida. Cada elemento tiene una longitud de 0.5 km. La pro-puesta de simulación considera la predicción de las variables OD, DBO y temperatura. Enla tabla 6 se observa las tarjetas y los datos requeridos para utilizar el preprocesadorAQUAL2.

Tabla 6.- Información requerida para simular la calidad de agua en el río Mucujún

Observaciones:

1. Los valores típicos recomendados para los coeficientes de evaporación y de atenua-ción de polvo se encuentran en el manual del modelo.

2. El valor de K1 se obtiene por procedimientos en el laboratorio y con ecuacionesempíricas.

3. Los datos tipo 3 se consideran si existe disponibilidad de agua en otras fuentespara encontrar el nivel adecuado de OD.

4. El coeficiente de dispersión se calcula con las ecuaciones del manual.5. El coeficiente K2 se obtiene mediante fórmulas empíricas que se encuentran en

el manual y por pruebas de campo.

267

Figura 14.- Representación funcional del río Mucujún entrre las quebradasLa Caña y La Cuesta

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Entradas de Flujode los tributarios

Cargas ResidualesPuntuales

Qda. La Caña

Unión 1

Qda. vergara

Unión 1

Unión 2

Qda. Carbonera y el

Aaado

Unión 3

Unión 4

Qda. El Robo

Unión 5

Qda. La Cuenca

Segmentos

La Caña

Hotel

Prado Verde

El Arado

Dique Toma

El Playon

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5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

- Las variaciones de los parámetros de entrada de calidad de agua K1, K2, y b1, produ-cen las mayores variaciones en los resultados de las salidas, otros parámetros noocasionan variaciones.

-. Las variaciones de K1 entre los valores de 0,2 y 1,1 día-1 producen diferenciassignificativas en los resultados de DBO, esto es para las condiciones del río delwrkshop1.dat.

- Las variaciones de K2 entre los valores de 2,0 y 9,0 día-1 producen diferenciassignificativas en los resultados de OD, esto es para las condiciones del río delwrkshop1.dat.

- Las variaciones de b1 entre los valores de 0,4 y 1,0 día-1 producen diferenciassignificativas en los resultados de OD, esto es para las condiciones del río delwrkshop2.dat.

- Mediante el análisis de incertidumbre se obtiene una mejor apreciación de la sen-sibilidad del modelo por el hecho de introducir la perturbación de la totalidad deparámetros y variables a la vez.

- La variabilidad de las salidas obtenidas indican la no linealidad de los resultados enambos métodos de incertidumbre, a pesar de que se asume una función de distri-bución normal en las simulaciones de Monte Carlo.

- El modelo QUAL2EU es muy sensible al perturbar los parámetros en forma indivi-dual y en forma grupal.

Recomendaciones

- Encontrar mediante pruebas de campo, laboratorio y mediante el uso de las simula-ciones los valores adecuados de los parámetros K1, K2, y b1.

- Para aplicar el modelo QUAL2EU se recomienda que la información utilizada seaconsistente.

- Al utilizar el análisis de incertidumbre se debe tener cuidado en seleccionar losvalores adecuados de las varianzas.

- Analizar el comportamiento de la variación de las variables y parámetros de calidadde agua de un río, considerando varias ubicaciones en él y haciendo uso del análisis de incertidumbre, en varios periodos del año.

- Aplicar el modelo QUAL2E a un río Peruano, asimismo, considerar versiones me-joradas.

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Lily Cuadros Antúnez de Mayolo*

INFLUENCIA DE LAS ACTITUDES DOCENTES EN LAS ACTITUDES DE LOS ALUMNOSEN CUANTO IDENTIDAD NACIONAL Y AUTOESTIMA

RESUMEN

La presente es una investigación bibliográfica de nivel exploratorio que busca des-cribir, mediante fuentes teóricas, la influencia de las actitudes de los docentes en lasactitudes de los alumnos; en particular, las actitudes referidas a la identidad nacional y laautoestima.

El objetivo de este trabajo consiste en que el docente sea más consciente y responsa-ble de las implicancias de sus actitudes. Éstas se manifiestan en las diversas decisiones queel docente adopta en su quehacer y en su comportamiento verbal y no verbal.

Por otra parte, este estudio enfatiza la necesidad de que el proceso de enseñanza-aprendizaje lleve al alumno a asumir actitudes más maduras, tolerantes y responsables. Paralo cual, este proceso tendrá que darse en un clima de reflexión y análisis, no dentro de losparámetros de la educación tradicional.

ABSTRACT

The present is a bibliographical investigation, exploratory in nature, that seeks todescribe with the use of theories, the influence of the attitudes of the faculty professors onthe attitudes of their students. Particularly, attitudes referring to national identity and self-esteem.

The objective of this research is to help professors to be more responsible and awareof the importance and implications of their attitudes and behavior. These appear in the manydecisions that they make as professors, both in their verbal and non-verbal actions.

Furthermore, this research emphasizes the need for the process of teaching-learningto lead the student to be more mature, tolerant, and responsible. In order for this to happen, thisprocess will have to be done within a framework of meditation and analysis, not precisely withinthe parameters of traditional education.

* Profesora Auxiliar a D.C. - Departamento Académico de Ciencias Humanas

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0. INTRODUCCIÓN

Esta investigación surge como consecuencia de una profunda preocupación que data demucho tiempo atrás. Dicha preocupación se refiere a la influencia de quienes generan, las másde las veces, percepciones negativas sobre el Perú y los peruanos. Los constructores del imagi-nario son básicamente: medios de comunicación, políticos, autoridades, intelectuales -adultosen general- y, en particular, los docentes, quienes son objeto de este trabajo. Las actitudes delos docentes, con respecto a la identidad nacional y su correlato la autoestima, tienen un fuerteimpacto en los alumnos y en su posterior desenvolvimiento profesional y social.

Además de que gran parte de los docentes no son conscientes de las repercusiones desus conductas verbales y no verbales, tampoco sienten la necesidad de formar a sus alumnosen la tolerancia, en la definición personal y en el sentido de pertenencia. Restan importanciaa la reflexión y el análisis sobre temáticas nacionales, sociales, afectivas etc. Así, se mantie-ne el círculo vicioso donde los juicios de valor, en muchos de los casos, refuerzan el complejode inferioridad y el desapego por lo propio, que va quedando como sedimento. La labor deldocente sólo resultará provechosa para el alumno, si, previamente, hay un cambio de mentali-dad del propio docente. ¿Cómo se podría lograr el cambio de mentalidad de los alumnoscuando es el maestro uno de los principales agentes de distorsión?

En este artículo se pretende evidenciar que el docente, variable independiente del proce-so de enseñanza-aprendizaje, es, después de los padres, un modelo de conducta y, por tanto,uno de los principales responsables de la falta de identidad nacional y la baja autoestima desus alumnos. El docente deja traslucir sus actitudes a través de los objetivos de su curso,contenidos, metodología, estilo, opiniones y comportamientos.

De lo anterior se desprende el objetivo general que consiste en hacer conscientes alos docentes de la necesidad de cambiar sus actitudes. Esto a fin de propiciar el cambio de lamentalidad negativa de los alumnos universitarios peruanos, en cuanto a la falta de identidadnacional y la baja autoestima. Además, es importante realizar esta investigación, pues, alconcientizar tanto al docente como al estudiante se beneficiará a la sociedad, porque la harámás unida, respetable, valorada y sustentada en principios. Consecuentemente, se buscará eljusto equilibrio entre la universidad y la sociedad.

Se quiere llamar la atención sobre la necesidad de configurar a alumnos emocionalmentemaduros y formados en valores. De esta manera, se contribuiría al cambio de mentalidad denuestra sociedad, en lo que respecta a actitudes sobre el Perú y los peruanos. Sin actitudespositivas no habrá moralidad, dignidad, identidad y objetivos comunes.

Se busca probar que mientras el aprendizaje no atienda a los factores afectivos-valorativos, es decir, mientras aquéllos sean distantes o ajenos a docentes y alumnos, elconocimiento que impartan los unos y adquieran los otros les servirá de poco o nada para lavida práctica, en la que hay que asumir constantes decisiones éticas. Queremos probar queestas generaciones de jóvenes indiferentes e individualistas es un producto, en gran parte, dela “torre de marfil” que ha edificado la universidad «especializada y tecnológica» donde eldocente se mantiene aséptico.

INFLUENCIA DE LAS ACTITUDES DOCENTES EN LAS ACTITUDES DE LOS ALUMNOSEN CUANTO IDENTIDAD NACIONAL Y AUTOESTIMA

Anales Científicos UNALM272

Se busca probar que mientras el aprendizaje no atienda a los factores afectivos-valorativos,es decir, mientras aquéllos sean distantes o ajenos a docentes y alumnos, el conocimiento queimpartan los unos y adquieran los otros les servirá de poco o nada para la vida práctica, en la quehay que asumir constantes decisiones éticas. Queremos probar que estas generaciones dejóvenes indiferentes e individualistas es un producto, en gran parte, de la “torre de marfil” que haedificado la universidad «especializada y tecnológica» donde el docente se mantiene aséptico.

Por el momento, sólo fundamentaremos nuestra hipótesis en la información bibliográ-fica relativa a parámetros psicopedagógicos e histórico-antropológicos para describir las acti-tudes y el aprendizaje en la interacción de docente-alumno. Este trabajo de carácter exploratorio,en un futuro próximo, se contrastará empíricamente.

1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

El Perú es un crisol de lenguas, razas, culturas, regiones, etc. Si a todo esto se lesuma las opiniones de investigadores -de diversas vertientes- que aprecian una historia dedesencuentros, de fractura, de indefinición;, se tendría que admitir que el Perú es un paíscomplejo y caótico. Un país que durante siglos ha vivido en crisis, desunido, sin identidad ycon una pobre autoestima, un país que se obstina en minimizarse y en no ver el futuro.

Para encontrar las causas de la problemática del Perú tendremos que dar respuesta aalgunas preguntas como por ejemplo ¿Cuándo se origina el concepto de nación, ¿Quiénessomos los peruanos?,¿De dónde surge la falta de identidad nacional? Etc. Según las pala-bras del ilustre historiador José Antonio del Busto:

“El pasado virreinal fue el que nos alcanzó el concepto de nación. ElPerú Antiguo – preincaico e incaico- no fue una nación sino un conjuntode naciones conquistadas por los incas. La nación peruana como reali-dad, nace con Garcilaso, fructifica con José Gabriel Túpac Amaru yculmina con la Independencia. Es un concepto que aún sigue constru-yéndose, pero que nació en esa Edad Media Peruana que fue la etapavirreinal. Nación viene del latín “natio”, es decir, deriva de la palabra naci-miento. La actual nación peruana tiene su nacimiento en el períodovirreinal” (Del Busto 2004)

Sin embargo, creemos que el Perú sí tiene futuro y que su potencial es enorme. Bastecomo ejemplos la enorme gama de microempresas que desafían los más fuertes temporales yahí está el hombre de la calle que aplica, intuitivamente, los principios del marketing paraafrontar el día a día. En realidad, la diversidad no tiene por qué ser un factor en contra comotampoco lo tendría que ser la crisis.

La solución a los problemas se encuentra más cerca de lo que se piensa. El llegar a ellano implica, necesariamente, una gran inversión económica, sino un cambio de mentalidad. Sise sale adelante a pesar del constante afán por desacreditar al peruano y lo peruano, qué nose podrá lograr con una actitud triunfadora. No hay que centrarse en lo que separa, sino en loque une y hay que aprender a aceptarse. Sustentan estas afirmaciones las palabras del granhistoriador peruano, José Antonio del Busto, al responder a la pregunta ¿Por qué a los perua-nos les cuesta asimilar la idea de la conquista?:

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“Les cuesta asimilar la idea de la Conquista porque no han resuelto suproblema personal, siguen en crisis. Se trata de entender que no somosvencidos ni vencedores, sino descendientes de los vencedores y de losvencidos. Hay que saber asumir la realidad. Somos peruanos antes queblancos o indígenas, somos mestizos. Por eso la historia que yo hago noes ni indigenista ni hispanista, es peruanista, es decir, acorde con el cre-ciente Perú. La corriente peruanista une; las otras corrientes, desunen. Ylo que queremos es la grandeza de todo el Perú, no el predominio de unsector de sus hablantes”. (Del Busto 2004)

No obstante la sensación constante de crisis, la institución universitaria peruana esajena a los acontecimientos y demandas sociales; no tiene vínculos con la vida práctica ni forjaproyectos futuros. Colegios y universidades no ofrecen respuestas ni se hacen responsablesante hechos de violencia y corrupción. Habría que preguntarse en qué momento, en qué lugary con quiénes el alumno podrá reflexionar sobre lo que sucede fuera y dentro de las aulas;dónde escucha, expone y contrasta sus opiniones.

Si la tendencia innata a realizar las potencialidades humanas se mani-fiesta en un clima social de aceptación y de respeto, la persona encontra-rá las posibilidades de expresar libremente y logrará encontrar el caminohacia el funcionamiento pleno del ser humano: la autodetermina-ción” ( Gonzalez,1999)

2. LAS ACTITUDES

Últimamente, se ha despertado el interés por el estudio de las actitudes en elcampo del aprendizaje, pues se las vincula con el proceso de enseñanza-aprendizaje, alsuponer una asimilación de ideologías. Las investigaciones sobre actitudes ocupan unlugar preponderante en varios campos porque proporcionan elementos de juicio para laexplicación, predicción y modificación de la conducta dentro de un determinado contextohistórico-social.

Desde su aparición hasta la actualidad la definición del término “actitud” ha tenidomuchas versiones. Sin embargo, en la actualidad, se considera que la actitud es una formade motivación que predispone la conducta de un individuo a responder positiva o negativa-mente en una forma más o menos emocional hacia determinado objeto: sujetos, ideas,situaciones, etc. Una definición bastante completa es la de K. Young (Carrillo y Pérez ,2000)

“…se puede definir una actitud como la tendencia o predisposición apren-dida, más o menos generalizada y de tono afectivo, a responder de unmodo bastante persistente y característico, por lo común positiva o nega-tivamente (a favor o en contra), con referencia a una situación, idea, valor,objeto o clase de objetos materiales o una persona o grupo de personas”.

Las actitudes se adquieren a través del proceso de socialización. Como producto de lainteracción se realiza una situación de sedimentación ideo-afectiva de experiencias, creen-

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Anales Científicos UNALM274

cias, valores, sentimientos, formas de conducta sobre el objeto motivo de la actitud. Esteaprendizaje se da a lo largo de la vida, reforzándose o modificándose conforme cambian losgrupos de referencia: padres, amigos, maestros. Los docentes tienen gran parte de responsa-bilidad en la generación de actitudes de los alumnos.

La actitud es una construcción hipotética ya que no se puede observar directamente,sino que se deduce de la conducta verbal o no verbal. La conducta humana es un proceso queocurre desde una condición inicia l(causal o antecedente) hasta una condición posterior (re-sultante o acción). La actitud es una variable intercurrente, pues une ambas condiciones..Meynand (citado por Carrillo) opina sobre esto:

“ ...para un psicosociológo todo comportamiento activo o verbal es unarespuesta a una situación. La “actitud es la variable que permite explicarel paso del 1ero al 2do de estos términos. Ni es comportamiento, ni esparte de la situación, ni es respuesta ni estímulo. Es una disposición omás bien, una tendencia para actuar de una manera y no de otra. Sonpredisposiciones a reaccionar de una manera determinada y que conllevauna respuesta evaluativa, es decir, valoraciones positivas o negativas”.(Carrillo y Pérez, 2000)

Los componentes de las actitudes son tres: el cognitivo, el afectivo y el conativo-conductual. En cuanto a lo cognitivo es la manera como la persona percibe al objeto de laactitud. Es decir, para que el sujeto forme su actitud sobre el objeto debe tener un conoci-miento sobre él. Aunque muchas veces estas representaciones cognitivas puedan ser erró-neas o vagas.

El componente afectivo se define como el sentimiento a favor o en contra sobre un determina-do objeto social. Este componente es en realidad el único característico de las actitudessociales y es el que permite diferenciarlas de las creencias y las opiniones. Estas últimas sibien integran las actitudes, no necesariamente se encuentran impregnadas de una connota-ción afectiva.

Las actitudes poseen también un componente activo, instigador de la conducta con-gruente con las cogniciones y los afectos referentes a los objetos actitudinales. ParaNewcomb, las actitudes humanas son capaces de propiciar un estado de atención que seactiva por una determinada motivación que da como resultado predecir una determinadaconducta.

Sin embargo –según las investigaciones- no necesariamente hay una correspon-dencia entre actitud y conducta ya que pueden entrar a tallar otros factores. SegúnNewcomb, Turner y Converse la conducta es la resultante de múltiples actitudes. (Rodrígues 1987)

Representación de las actitudes sociales (adaptado de Hovland y Rosemberg, 1960)(Rodrígues 1987)

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3. IDENTIDAD NACIONAL Y AUTOESTIMA

3.1. LA IDENTIDAD NACIONAL.-

En estos últimos treinta años, se ha agudizado un problema que se halla latente porsiglos, el problema de la identidad nacional. Es cierto que éste puede verse como un problemamenor frente a otros como: la miseria extrema, la falta de control de la natalidad o la inmorali-dad, por citar algunos. No obstante, éste va minando más profundamente, porque es un malpsicológico, anímico y espiritual.

Al escuchar hablar a un peruano sobre el Perú, no deja de sorprender y doler por elefecto demoledor de las persistentes frases que son como la gota horadando la piedra. Bastaanotar algunos ejemplos cotidianos: “Tenemos el presidente que nos merecemos”, “Si quieresver al indio joder, dale poder”, “Cholo tenías que ser”, “Te salió la criollada”, “Le salió el indio”,“La hora peruana”, El peruano es ocioso por naturaleza”, “No estamos preparados para lademocracia”, “Necesitamos mano fuerte”, “Ellos son otra cosa, no compares”, etc.

La pregunta es ¿Qué lleva a los peruanos a criticar tan crudamente todo cuanto es elPerú y lo peruano? ¿Será realmente el Perú un país totalmente distinto de los demás? ¿Seráque en los otros no hay pobreza, delincuencia, corrupción? ¿Serán los brasileños, chilenos,japoneses, alemanes; mejores que nosotros?

Si hay algo realmente malo en los peruanos y que marca la diferencia con otros paí-ses, es la mentalidad y el carente sentimiento de pertenencia. No es usual que un brasileño,

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Anales Científicos UNALM276

un mejicano, un chileno hablen mal de su país o permitan que otro, propio o ajeno, lo haga. Sinembargo, para los peruanos es el deporte nacional. Son muchas veces los extranjeros quevisitan el Perú u otros, que lo han adoptado como propio, quienes sienten y ven lo que la granmayoría de peruanos no ven ni sienten.

Vamos a recurrir a la definición de Cecilia Salgado para precisar el concepto de identi-dad nacional.

“La identidad nacional es un sentimiento que se construye y consolidaen el tiempo, pudiéndose advertir que existe en cuanto una comunidadde individuos refleja sentimientos de pertenencia y de identificación conun mismo país y su territorio, con una misma cultura, con una mismaetnia, cuando tiene la misma memoria colectiva y coincide en su propioser. Estos sentimientos y cogniciones se internalizan y legitiman en elconsenso de la mayoría hasta hacerse conciencia colectiva”. ( Salgado,1999).

¿ Es en el pasado donde se encontrarán las causas de la falta de identidad nacional delos peruanos? No, porque si bien es cierto que en el Incanato la lucha entre los hermanos:Huáscar y Atahualpa, tuvo graves repercusiones, también es cierto que ese conjunto de confe-deraciones que era el incario -siendo diferentes- convivían pacíficamente. Luego en la Colonia,se tuvo un mosaico de grupos catalogados racialmente como: indios, criollos, mestizos, queaunque subyugados por el poder de la fuerza, cada cual adaptó lo nuevo a su propia matrizcultural, un claro ejemplo: la pintura de la Escuela Cuzqueña.

Más adelante, a mediados del siglo XVIII, si bien no se unen indígenas y criollos enla empresa emancipadora, éste fue un importante movimiento revolucionario liderado por TúpacAmaru. Y en la República, a fines del siglo XIX, si bien hay un Mariano Ignacio Prado que se fuea Europa en plena Guerra con Chile, también está la contraparte en el honorable Miguel Grauque fue más que un Caballero de los Mares. Durante mucho tiempo se ha hecho una lecturatendenciosa de la historia peruana, muy distinta de la que hacen otros pueblos. Ellos no buscanen los basurales ni ponen el acento en los antihéroes y no porque carezcan de ellos.

Sin embargo, no se pretende obviar la complejidad y polarización existente en el Perú. Lapoblación peruana de hoy es bastante heterogénea, pues de un extremo a otro hay una gama deniveles intermedios en lo que se refiere a razas, clases sociales, etnias, etc. Poblaciones quedesde tiempo atrás han estado enfrentadas. El indio, el campesino, el quechua-hablante, el mesti-zo, por un lado, y, -por el otro- el blanco, el citadino, el hispano-parlante. Los primerospidiendo reconocimiento y los segundos considerando esa demanda como un atrevimiento.

Como dice Juan M. Ossio los segmentos socioculturales que conforman el Perú estánorganizados en estratos clasistas, siendo las clases dirigentes quienes pretenden unificar lanación a partir de los valores de su clase.

“…las diferencias son explicadas en términos de “clase” las que, manipuladas ideológicamente bajo causes maniqueos, terminaron escindiendoal país en divisiones irreconciliables que hacen muy difícil la construcciónde una unidad nacional”. (Ossio,1998)

277

En el Perú, coexisten comunidades andinas, selváticas y costeras con su propia len-gua, cosmovisión e idiosincrasia que, con todo derecho, reclaman respeto y un trato igualita-rio. Por tanto, de qué identidad hablamos, qué clase de país queremos. Simplemente, laidentidad tendría que buscarse en la diversidad. Hay que aprender a ser flexibles, a respetar lasdiferencias, para esto, se hace necesario aplicar los criterios de interculturalidad muy en bogaen todo el mundo. En lugar de estar hostigándose mutuamente se debería sumar fuerzas yorientarlas en un solo sentido: la integración y el progreso del país, construir un futuro con loque cada cual es, sabe y puede hacer.

3.2. LA AUTOESTIMA

Desde el punto de vista planteado en este artículo, existe una estrecha dependenciaentre la falta de identidad nacional y la baja autoestima, ambos signos característicos delperuano promedio. Es difícil que un sujeto se considere valioso cuando forma parte de un paísque es visto negativamente en todo orden de cosas. El silogismo es: el Perú es una desgracia,yo soy peruano, por tanto, yo soy una desgracia. La siguiente definición recoge claramente elsentido que encierra este concepto:

“La autoestima como actitud es una forma habitual de pensar, amar, sentir y compor-tarse consigo mismo. Es la disposición permanente según la cual nos enfrentamos con noso-tros mismos y el sistema fundamental por el cual ordenamos nuestras experiencias refirién-dolas a nuestro “yo” personal. Es decir, la autoestima constituye las líneas conformadoras ymotivadoras que sustentan y dan sentido a nuestra personalidad. Para Rogers, es el núcleobásico de la personalidad.”(Alcántara, 2001)

La autoestima, valoración de uno mismo, se va consiguiendo a partir del cariño, segu-ridad y consideración que, a lo largo de la vida, uno recibe de las experiencias y de las perso-nas del entorno. Sin embargo, contrariamente a lo que se pueda creer, la autoimagen negativapuede cambiar por otra positiva, si el individuo se propone modificar su percepción de sí mis-mo. Por tanto, su situación anímica general puede generar un nuevo esquema valorativo.

Otra creencia errónea es aquella que estima que el valor de una persona proviene defuera, de la opinión de los otros. En realidad la autoestima es una experiencia íntima es lo queel sujeto piensa y siente sobre sí mismo. El autoconcepto o autoimagen, componente cognitivode la autoestima, alude al aspecto valorativo hecho por el propio sujeto. Ésta se forma median-te ideas, opiniones creencias, percepciones, etc. Pero cómo podrá autoestimarse y confiar esí mismo quien no se ha sentido, respetado, valorado y amado. Este es un problema de algunamanera endémico por la proliferación de niños abandonados y los no deseados.

El concepto de uno mismo desarrolla una conciencia afectiva para actuar, ya que laopinión que una persona tiene de sí misma se refleja en su comportamiento. Por ejemplo, loque piensa un alumno de sí mismo, puede favorecer u obstaculizar su aprendizaje. Por tanto,para aumentar el rendimiento es importante mejorar la autoimagen del joven, lo que suponemodificar sus actitudes.

“Los maestros, profesores y tutores ejercemos una influencia determinanteen el alumno para bien o para mal. Es palpable la influencia de un solo tutoro profesor que proyecta sobre sus alumnos un concepto optimista. Sin

INFLUENCIA DE LAS ACTITUDES DOCENTES EN LAS ACTITUDES DE LOS ALUMNOSEN CUANTO IDENTIDAD NACIONAL Y AUTOESTIMA

Anales Científicos UNALM278

embargo, esta reacción es mucho más profunda cuando actúan al uníso-no todos los educadores.”(Alcántara, 2001)

El autoconcepto o autoconocimiento es un juicio que permite a la persona saber quiénes. Para lograrlo es importante centrarse en lo que uno tiene de bueno, en lo que sabe hacer,en lo que es y no en lo que no tiene, en lo que no sabe, etc. Debe darle valor al hecho de serdiferente, único(a). Debe respetarse, aprobarse, aceptarse y quererse; de lo contrario, no po-drá aceptar, respetar y querer a otros.

Las personas con baja autoestima se masifican, forman parte del montón, son confor-mistas. Como consecuencia de la baja autoestima creen no merecer un trato mejor ni políticosmejores. Quien está bien consigo mismo, está bien con los demás y asume sus responsabi-lidades. Esta conducta asertiva implica hacer valer sus derechos, sentirse capaz de expresaropiniones y sentimientos

Muchas veces al corregir los defectos de los alumnos, se resaltan, al punto de con-seguir un reforzamiento de la imagen negativa. Diversas correcciones de este tipo generanuna autoimagen deficiente del alumno. Lo recomendable sería resaltar los rasgos valiososque posee. Por otra parte, el trabajo universitario puede ser una práctica respetuosa, cordial,cooperativa y solidaria de relaciones humanas entre alumnos y profesores y entre los pro-pios alumnos.

ACTITUDES SOBRE IDENTIDAD NACIONAL Y AUTOESTIMA

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4. LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

4.1. OBJETIVOS DE LA EDUCACIÓN

Para las personas implicadas en el trabajo educativo, se vuelve imprescindible, a tra-vés de los procesos de enseñanza-aprendizaje, reformular el modelo de país y de persona quese necesita. El país, si bien es importante en cuanto soporte físico, lo es mucho más encuanto nación, es decir, como soporte psicológico-espiritual.

El alumno debe sentirse a gusto e identificado con el lugar donde vive y con la pobla-ción a la que pertenece. Pero mientras el individuo -que es la piedra angular de la sociedad-, sesienta devaluado ante sus propios ojos, el desarrollo económico y tecnológico no produciráningún cambio significativo. Para qué formar a sujetos que, en muchos casos, sólo deseanemigrar del país y de ellos mismos, que rechazan lo propio porque no lo sienten como tal.

La universidad no puede continuar manejando los parámetros del colegio que han acos-tumbrado al alumno a ser, la más de las veces: genuflexo, acomodaticio, adulón, temeroso,pusilánime y conservador. A consecuencia de lo anterior, no debiera sorprender ver adultosindiferentes, poco solidarios, corruptos y amorales. El adulto de hoy fue el joven de ayer.

“Para superar el abismo que hay entre la vida y los estudios será necesa-rio atacarlo por ambos lados. Llevar al aula problemas vitales -de ordensocial, político o económico- y esforzarse para que las preocupaciones delos estudiantes, fuera de clase, incluyan los problemas culturales, aunqueno académicos. Ya indicamos que si la cultura no se acerca a la vida, lavida se queda sin cultura. Se debe comenzar por crear en la universidad -aunque fuera del aula- un ambiente adecuado para atender las preocupa-ciones de los jóvenes, sean éstos de orden estético, político o social.”(Frondizi, 1971)

La Universidad, que debería ser el foco de irradiación de las ideas y que es la que ofrecea las instituciones sociales los individuos más selectos, tiene la misión de impulsar y dinamizarlos procesos para la mejora del nivel y calidad de vida de todos los miembros de la sociedad.Es por este motivo que la concepción de la educación peruana, lo mismo que el sistema educa-tivo en su conjunto, podrían replantearse en función de los nuevos requerimientos del país.

En este momento, la sociedad peruana no sólo reclama profesionales eficientes, sinotambién, personas con valores y principios, capaces de involucrarse y reconstruir el país. Estedeterioro moral se ha acentuado en estas últimas décadas, lo que ha hecho apremiante para launiversidad buscar respuestas a las interrogantes y salidas a los graves problemas del país.

El alumno es uno de los principales agentes de la educación, es la variable dependientedel proceso, pues él «sufre» la orientación de la universidad, los lineamientos de la facultad,los aciertos o desaciertos curriculares, las estrategias de la enseñanza y las condicionesacadémicas y morales de los profesores. Son precisamente los docentes, que están en con-tacto con los alumnos, los llamados a cambiar actitudes. Según dicen Sonia Amparo Carrilloy Belén Rosario Pérez

INFLUENCIA DE LAS ACTITUDES DOCENTES EN LAS ACTITUDES DE LOS ALUMNOSEN CUANTO IDENTIDAD NACIONAL Y AUTOESTIMA

Anales Científicos UNALM280

“Las actitudes son creadas por las actitudes de los demás, las que influyen en ellas y pueden modificarlas favorable o desfavorablemente. Estasactitudes de los demás son, por consiguiente, determinantes esencialesdel desarrollo de la personalidad y de la conducta. El valor de las actitudesde los demás como fuerza motivadora ha sido demostrada muchas veces”(Carrillo y Pérez, 2000)

La falta de sentido y motivación que el joven trae a las aulas, de los hogares y de lacalle, revierte en ellos sin que medie prácticamente nada. La universidad no hace al joven máshumano ni más feliz ni más comprometido ni más cívico. La universidad sólo le da informaciónpero no los mecanismos para procesarla.

La generalidad de los cursos del currículo escolar y universitario privilegian el desa-rrollo de las habilidades cognoscitivas de los alumnos, descuidando sus habilidadesactitudinales o afectivas. Ellas son las llamadas a propiciar su comprensión y compromisocon la realidad peruana. Dicha priorización responde a la propia formación de los docentes,los cuales se hallan centrados en los contenidos de su especialidad y han dejado de lado surol de promotores y orientadores de un aprendizaje basado en las necesidades propias de larealidad.

“El profesor por su formación profesional es la persona capaz de conducir,guiar científicamente el proceso de aprendizaje del estudiante hacia nive-les superiores de desarrollo en la medida que cree los espacios de apren-dizaje que propicien la formación de niveles cualitativamente superiores deactuación del estudiante. En esta concepción el profesor no es un facilita-dor sino un orientador del aprendizaje” (Gonzales,1999)

Se puede concluir señalando que básicamente la diferencia educativa radica en laactitud del docente en cuanto a la forma como concibe el proceso de enseñanza-aprendizaje.Por un lado, están quienes piensan que el conocimiento equivale a una verdad absoluta, lo quesignifica que hay una verdad que se puede alcanzar, que es indiscutible e inmutable. En estaconcepción, el docente es el experto, quien tiene el control del conocimiento y de las decisio-nes. En el lado contrario, se encuentra la concepción moderna que concibe el conocimientocomo un proceso de aproximaciones sucesivas, donde se fomenta la discusión y la reflexión.Esta, además, considera los aspectos afectivos de docentes y alumnos, es más flexible.

4.2. RELACIÓN DOCENTE-ALUMNO

El docente tiene actitudes hacia sí mismo, hacia el país, hacia la asignatura queenseña y hacia los alumnos. Por su parte, los alumnos también tienen una actitud hacia símismos, hacia la asignatura y hacia el docente.

Las personas no pueden esconder sus verdaderas actitudes. Los alumnos sacaninformación de las actitudes de los profesores a partir de su tono de voz, su expresión facial,postura, contacto ocular. Existe toda una codificación no verbal que se suma a los juicios devalor que emiten los docentes.

281

“Sin lugar a dudas, el profesor es la persona con más influencia dentro delaula, quien establece los límites, el ritmo, modela las conductas adecua-das, impone las reglas, explica el material, organiza los horarios, etc.; enresumen, quien dirige la clase (…) Las actitudes y percepciones del profe-sor ejercen una influencia considerable, y por ello es importante exami-narlas.(…)El conocimiento que uno mismo tiene de sí como profesor esun elemento importante para adecuar la actuación en el aula, así comopara tomar conciencia de ella.” (Sprinthall 1996)

Para Carl Rogers la educación debería concentrarse en las condiciones que promue-ven el aprendizaje. Este autor defiende la idea de que las experiencias y emociones de losalumnos son más importantes para la adquisición de conocimientos que otros procesos. Elconcibe el aprendizaje tradicional como impersonal, frío y alejado de la realidad; afirma quesólo se aprende lo que es relevante para el alumno. Rogers presenta tres condiciones necesa-rias para que se produzca el aprendizaje: empatía, respeto positivo y congruencia o sinceridad.Dicen Flanders y Morine , 1973.

“…La calidad de las relaciones interpersonales entre el profesor y losalumnos posee un fuerte impacto en los diversos aspectos del funciona-miento de la clase, así como el proceso de aprendizaje de los alumnos(Sprinthall y otros, 1996)

Las investigaciones más recientes comprueban que los sentimientos y actitudes delos docentes sobre sus alumnos afectan su práctica educativa, por eso mismo, deben tenercuidado con ellas. Durante mucho tiempo se ha pensado que el docente debería condensartodas las virtudes y ninguna debilidad, sin embargo, el docente es un ser humano como otros.Por tanto, fallará o estará malhumorado, mas lo importante es que el docente sea honestoconsigo mismo y asuma su labor con responsabilidad.

“…las actitudes motivos y percepciones del profesor influyen en la formaen que éste actúa y ellas a su vez se transmiten a los alumnos, lo queafecta al desarrollo de sus propias actitudes”. (Sprinthall,1996)

En una serie de estudios, el psicólogo social Robert Rosenthal y sus colaboradoreshan demostrado la importancia que tienen las expectativas, actitudes y sentimientos delprofesor como determinantes para predecir lo que el alumno aprenderá – la profecía de laautorrealización.. Si el profesor espera que los alumnos actuarán bien, así será y a la inversa.Rosenthal recoge una cita de Eliza Doolittle de la obra Pigmalión de Bernard Shaw:

“…La diferencia entre una mujer y una niña, no es sólo cómo se compor-ta, sino cómo la tratan los demás. Para el profesor Higgins yo siempreseré una niña, porque el…me trata como una niña…, pero yo sé quepuedo ser una mujer para ti, porque tú siempre me tratas como una mu-jer” (Sprinthall)

Las expectativas de los docentes también están dirigidas a las diferencias cultura-les y las características de los alumnos. Lisa Delpit afirma que cualquier sujeto perteneciente

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Anales Científicos UNALM282

a una determinada cultura transmite información implícita a los miembros de ese grupo cultu-ral y que no es entendida por alumnos de otros grupos.

Casi siempre las actitudes negativas hacia los alumnos están dirigidas a las minorías,por ejemplo negros en los Estados Unidos; pero en el caso peruano, la discriminación racial noapunta a las minorías sino a las mayorías, ya que la población mayoritaria es mestiza. Sinembargo, a la discriminación racial, no procesada, se suma la discriminación por lo económi-co, lo social o por pertenecer a poblaciones geográfica y lingüísticamente marginadas.

El docente con baja autoestima puede rechazar a los alumnos, ya sea porque se vereflejado en ellos o, por el contrario, los encuentra en el grupo opuesto. Estos comportamientos,la más de las veces, responden a prejuicios que se inician en lo social y derivaban en prejuiciosacadémicos.

El docente tiene una gran responsabilidad con sus alumnos, por tanto, necesita demadurez emocional y una buena autoimagen. Esto le permitirá conducir su labor entregando lomejor de sí y sacando lo mejor de sus alumnos. Necesitamos un país de personas sanas ypreocupadas por el bien común.

CONCLUSIONES

1. Las actitudes se adquieren por imitación.2. Las actitudes pueden cambiar, por tanto, las actitudes negativas pueden convertirse en

positivas.3. Todas las personas adoptan ciertas actitudes ante determinados objetos, por tanto,

maestro y alumno tienen actitudes que condicionan sus comportamientos.4. Se advierte en el contexto universitario peruano actitudes negativas de docentes y alum-

nos con respecto al país y con respecto a sí mismo.5. El docente por medio de sus conductas -comportamiento y expresiones lingüísticas-

deja traslucir sus actitudes.6. Las actitudes del docente influye en las actitudes de los estudiantes, pues es la

principal autoridad del aula.7. El docente no tiene dentro de sus prioridades formar a los alumnos actitudinalmente.8. La baja autoestima del docente y del estudiante es consecuencia, entre otras, de la

carencia de identidad nacional.9. La universidad peruana pone el énfasis en lo cognitivo y deja de lado el desarrollo

afectivo-emocional de los alumnos.

283

RECOMENDACIONES:

1. Este trabajo se profundizará en una investigación posterior, en la cual se aplicarádos encuestas diversificadas a profesores y alumnos, al comienzo y término delciclo, para evaluar sus percepciones sobre sujetos, roles, instituciones, procesos,conceptos y valores.

2. La universidad Agraria - constantemente preocupada por la actualización de susdocentes- debería sumar a los cursos de capacitación metodológica, aquellos quecontengan una profunda reflexión sobre el rol de la universidad dentro de nuestrasociedad y, asimismo, la reflexión sobre la necesidad de consolidar los valores deidentidad nacional y autoestima.

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285

Juan Carlos Palma1, John Schuler Rauch,1

RESUMEN

El objetivo del presente trabajo de investigación fue evaluar el efecto de tres sistemasde destilación: 1) alambique de cobre con combustión de leña, 2) alambique de cobre concombustión de gas y 3) falca artesanal con combustión de leña, en la calidad del pisco de uvaquebranta. Para la destilación se utilizó un mismo vino base producido por fermentación natu-ral de mosto de uva quebranta de la vendimia 2004, Viñedo Atalaya-Los Cahua, Ica-Perú. Lacalidad del pisco se evaluó sobre la base de las características fisicoquímicas y organolépticasestablecidos en la Norma Técnica Peruana NTP 211.001:2002. El extracto seco se analizósegún AOAC 920.47:2000; los componentes volátiles y odoríferos se analizaron por cromatografíade gases según la NTP 211.035:2003; el cobre por espectrofotometría de absorción atómicasegún AOAC 967.08:2000 y la evaluación organoléptica según la norma ISO 4121:1987. Losresultados encontrados fueron: en una escala de apreciación positiva de 01 al 09, el piscoobtenido por destilación en falca fue el que obtuvo los valores más altos en cada uno de losdescriptores organolépticos: color, aspecto, olor y sabor, destacándose en el último (9 a dife-rencia de 7 para el pisco obtenido en alambique calentado con gas y 6 en alambique calentadocon leña). No hay diferencias significativas en color y aspecto entre los tres piscos y ligera-mente difieren en el olor. El pisco calificado organolépticamente con los valores mas altos,contiene niveles más altos de acetaldehído y acetato de etilo.

Palabras claves: bebidas alcohólicas; aguardiente de uva de Perú; destilación; eva- luación organoléptica.

EVALUACIÓN DEL EFECTO DE TRES SISTEMAS DE DESTILACIÓN EN LA CALIDADDEL PISCO DE UVA QUEBRANTA EN EL PERÚ

(1) Instituto de Certificación Inspección y Ensayos “La Molina Calidad Total Laboratorios”.Centro de Investigación Vitivinícola. Universidad Nacional Agraria La Molina. Av. La Molina595. Lima 12. Perú. [email protected], [email protected]

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ABSTRACT

The objective of this investigation was to evaluate the effects of three distillation sys-tems: 1) copper distiller heated with firewood, 2) copper distiller heated with gas and 3) falca, inthe quality of pisco from quebranta grapes in Peru. The same fermented must obtained bynatural of must of quebranta grapes produced in Viñedo Atalaya-Los Cahua in Ica, Peru in2004, was used. The physical, chemical and organoleptic characteristics of pisco were evalu-ate according to Peruvian National Norm NTP 211.001:2002; the extract was analyzed accord-ing to AOAC 920.47:2000; the volatile compounds was analyzed by gas chromatography ac-cording to NTP 211.035:2003; the cooper in pisco was analyzed by atomic absorption spec-trometry according to AOAC 967.08:2000 and the organoleptic evaluation according to ISO4121:1987. The results obtained were: in a scale between 01 to 09, the pisco obtained by falcahad the highest values in color, appearance, odor and taste, specially in taste (9). There is nosignificative differences in color and appearance. The pisco obtained by falca has the highestlevels of acetaldehyde and ethyl acetate.

Key words: alcoholic beverages; Peruvian grape brandy; distillation; organoleptic evaluation.

I. INTRODUCCIÓN

Hay diversidad de opiniones entre los productores de pisco en el Perú respecto alefecto del sistema de destilación que se usa para su obtención en la calidad, especialmenteorganoléptica. Existen tres sistemas de destilación: falca, alambique y alambique con ca-lienta vinos1,4,6,7. La falca consta de una olla, paila o caldero donde se calienta el mostorecientemente fermentado y un largo tubo llamado “cañón”, por donde recorre el destilado;éste último va angostándose e inclinándose a medida que se aleja de la paila y pasa por unmedio frío, generalmente mantenido con agua que actúa como refrigerante; a nivel de subase esta conectado un caño con llave para descargar las vinazas o residuos de la destila-ción. El alambique consta de una olla, paila o caldero donde se calienta el mosto reciente-mente fermentado, los vapores se elevan a un “capitel”, “cachimba” o “sombrero de moro”para luego pasar a través de un conducto llamado “cuello de cisne” llegando finalmente a unserpentín o condensador cubierto por un medio refrigerante, generalmente agua. El alambi-que con calienta vinos, además de las partes que constituye el alambique, lleva un recipientede la capacidad de la paila conocido como “calentador”, instalado entre ésta y el serpentín;es un depósito de vino base próximo a destilar; los vapores que vienen de la paila durante ladestilación, previo a su llegada al serpentín, pasan por este “calentador” a través de unserpentín instalado en su interior, y el calor calienta el vino base contenido en él; es unamanera de aprovechar el calor. La fuente calor para el calentamiento que se usa es tambiéndiversa, se usa leña y gas propano generalmente. Algunos productores consideran que laleña le confiere mejores atributos organolépticos mientras que otros consideran que le con-fiere olores empireumáticos no deseados; en todo caso, cada productor lo maneja a sucriterio.

II. PARTE EXPERIMENTAL

Se han utilizado 03 muestras de pisco proporcionadas por el Señor José Moquillaza,productor del pisco denominado “Inquebrantable”. Para la obtención de estas muestras se

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utilizó un mismo mosto fermentado (vino base) de uva quebranta procedente de Atalaya en Icaen marzo del 2004; se partió de 11,8 toneladas de uva con lo que se obtuvo 6600 L de mostoyema(primera prensa); el mosto tuvo una fermentación alcohólica de 12 días después delprensado; la temperatura de fermentación estuvo entre 23 y 27 °C. Una fracción de vino base(1440 L) se destiló en un alambique de cobre, capitel grande y 10 vueltas de serpentín, calenta-do con leña en la Bodega “El Carmelo” de Manuel Bernales Uribe, obteniéndose 300 L depisco y separado 11 L de cabeza; otra fracción (3620 L) se destiló en otro alambique decobre, con uniones de olla y cuello de cisne con capitel muy estrechas, paila grande, ochovueltas de serpentín, con reducción de ancho hasta en 30%, calentado con gas propano enel Centro de Innovación Tecnológica de la vid, CITEvid, obteniéndose 888 L de pisco y sepa-rado de 4 a 4,5 L de cabeza; y una tercera fracción (1440 L) fue destilado en falca antigua,serpentín de 6 grandes vueltas, campana de vidrio, colador y filtrado desde la caída en laBodega “3 Esquinas”, de la Sra. Juana Gonzales obteniéndose 450 L de pisco y separado de9 a 10 L de cabeza, todos ellos en la Región Ica Perú. Los componentes volátiles y odoríferosde los piscos se analizaron por cromatografía de gases (Cromatógrafo de Gases HP 6890)con detector FID e inyección automática en las instalaciones del Instituto de CertificaciónInspección y Ensayos “La Molina Calidad Total-Laboratorios” de la Universidad Nacional AgrariaLa Molina en Lima, Perú; la metodología de análisis se basó en la NTP 211.035:2003; se usóuna columna capilar de 50 metros HP-FFAP polietilenglicol TPA, 0,2 mm ID y se estabilizó a200 °C; la temperatura del inlet a 200 °C; el gas de arrastre fue helio con un flujo de 0,5 mL/minuto; volumen de inyección: 1 microlitro. El cobre se analizó por espectrofotometría deabsorción atómica con flama según AOAC 967.08: 2000; el grado alcohólico se determinópor picnometría según AOAC 942.06:2000; el ensayo organoléptico se realizó utilizandouna ficha de cata elaborada en base la Norma ISO 4121 1987 con los descriptores indicadosen la norma de requisitos de pisco: NTP 211.001:2002 y dirigido por el Sr. John SchulerRauch, Presidente de la Cofradía de Catadores del Perú; los ensayos se realizaron entreagosto y septiembre del 2004 en las instalaciones del Instituto de Certificación Inspección yEnsayos “La Molina Calidad Total-Laboratorios” de la Universidad Nacional Agraria La Molina,Lima, Perú.

III. RESULTADOS DISCUSIÓN

En el Cuadro 1 se presenta los resultados de todos los parámetros físicos y químicosanalizados en las tres muestras de pisco. Se buscó que el grado alcohólico sea el mismo paralos tres piscos y pueda evaluarse los demás parámetros en las mismas condiciones de gradoalcohólico. Tampoco hay diferencia en el nivel de extracto seco. El nivel de metanol en los tresdestilados está por debajo del límite permitido según la norma técnica peruana del pisco (me-nos de 100 mg/ 100 mL de alcohol anhídro). El total de componentes volátiles y odoríferostambién se encuentran dentro de los rangos permitidos, es decir entre 150 y 750 mg/100 mLde alcohol anhídro. En cuanto al contenido de ésteres casi todo (entre el 98% y 100%) esdebido a la presencia de acetato de etilo, siendo éste mayor en el pisco obtenido en falca.Dentro de los alcoholes superiores, los alcoholes isoamílico y teramílico son lospredominantes(entre 74% y 76%), seguidos de isobutanol (22%). El contenido de acetaldehídoes menor al rango que generalmente se encuentra en los piscos; el contenido más alto seencuentra en el pisco obtenido en falca. Figuras 1 y 2.

EVALUACIÓN DEL EFECTO DE TRES SISTEMAS DE DESTILACIÓN EN LA CALIDADDEL PISCO DE UVA QUEBRANTA EN EL PERÚ

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Cuadro 1. Componentes volátiles y odoríferos del pisco obtenidos por tres sistemas de destilación

(* alcohol anhidro: a.a.)

Figura 1. Total de componentes volátiles y odoríferos de piscos obtenidos por tres sistemas de destilación (mg/100 mL a.a.).

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Figura 2. Niveles de ésteres totales y alcoholes superiores en la composición del pisco obteni-do por tres sistemas de destilación (mg/100 mL a.a.) .

Figura 3. Niveles de acetaldehído y acetato de etilo (mg/100 mL a.a.) del pisco obtenido por tressistemas de destilación.

En el cuadro 2 se presentan los resultados de la evaluación organoléptica en unaescala de apreciación de 1 al 9, correspondiendo 9 al que mejor se ajusta a los requeri-mientos de la norma técnica de requisitos del pisco. El sabor del pisco obtenido por des-tilación en alambique calentado con leña es desagradable en boca y tiene un final con dejoamargo a diferencia del pisco obtenido en falca que es mas seco, mejor estructurado, masamplio y buen final

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Cuadro 2. Calificación organoléptica de los piscos en una escala de 1 al 9 por descriptor

(*) Barniz, pintura, acetona, plástico y similares. Kerosén, gasolina y similares. Abombado. Quemado, leña, humo, ahumado o cocido y similares. Grasas, leche fermentada y caucho.

Cuadro 3. Evaluación organoléptica por tipo de descriptor con respectoal valor máximo.

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Figura 4. Diferencias en color, aspecto, olor y sabor de muestras de pisco obtenidos con tres sistemas de destilación.

IV. CONCLUSIONES

El total de componentes volátiles y odoríferos del pisco obtenido el falca a leña esmayor que los obtenidos en los alambiques con calentamiento con leña y con gas. No haydiferencias significativas en el contenido de formiato de etilo, propanol, isopropanol, butanol,isobutanol ni acidez volátil entre los piscos obtenidos por los tres sistemas de destilación.Hay diferencias en los niveles de acetaldehído, acetato de etilo y metanol; el nivel deacetaldehído y acetato de etilo en el pisco obtenido por falca artesanal supera en un 77% y48% respectivamente con respecto al obtenido por alambique calentado con leña y superaen un 150% y 79% respectivamente con respecto al pisco obtenido con alambique calentadoa gas. El acetato de isoamilo sólo está presente en el pisco obtenido por falca. En unaescala de apreciación de 01 al 09, el pisco obtenido por destilación en falca fue el que obtuvolos valores más altos en cada uno de los descriptores organolépticos: color, aspecto, olor ysabor, destacándose en este último. No hay diferencias significativas en color y aspectoentre los tres piscos y ligeramente difieren en el olor. El pisco calificado organolépticamentecon los valores mas altos, contiene niveles más altos de acetaldehído y acetato de etilo.

V. AGRADECIMIENTOS

A “La Molina Calidad Total-Laboratorios” de la Universidad Nacional Agraria La Molinapor el uso de sus instalaciones y el apoyo a la causa del pisco a través del Centro deInvestigación Vitivinícola. Al Señor José Moquillaza productor del pisco “Inquebrantable” porhaber proporcionado las muestras para la realización de los ensayos y en consecuencia alSeñor Manuel Bernales Uribe de la Bodega “El Carmelo”, a la Sra. Juana y Sr. Luis Gonzalesde la Bodega “3 Esquinas” y al Sr. E. Landeo y C. Gonzales del CITEvid en Ica.

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VI. REFERENCIAS

1. Hatta Sakoda, B.; Palma J.C y Guevara, A. Influencia de la fermentación con orujos enlos componentes volátiles del pisco de uva Italia (Vitis vinífera L. var. Italia). Tesis deMaestría. Escuela de Post-Grado. Universidad Nacional Agraria La Molina. 2004. LimaPerú. (por publicar a la fecha).

2. International Organization for Standardization. ISO. Sensory Analysis. Methodology.Evaluation of Food Products by Methods Using Scales. ISO 4121. First Edition. 1987.Suiza.

3. Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la PropiedadIntelectual. INDECOPI. Norma Técnica Peruana NTP 211.035:2003. BebidasAlcohólicas. Método de Ensayo. Determinación de metanol y de congéneres en bebidasalcohólicas y en alcohol etílico empleado en su elaboración, mediante cromatografíade gases. Lima, Perú.

4. Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la PropiedadIntelectual. INDECOPI. Norma Técnica Peruana NTP 211.001:2002. BebidasAlcohólicas. Pisco. Requisitos. Lima, Perú.

5. Official Methods of Analysis of AOAC International. Food Composition; Additives; NaturalContaminants. Volume II. 17th Edition. 2000. USA.

6. Perea, J. El Pisco tiene sabor peruano. Cadenas Productivas del MITINCI. Lima. Perú.1999.

7. PROMPEX. Pisco. Una Tradición Peruana de Excelencia. Ministerio de Industria. Lima,Perú. 1995.

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ANALES CIENTIFICOS

CONTENIDO:

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Publicación de La Universidad Nacional Agraria La MolinaEditor: Hugo Vega Cadima

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Abril - Junio 2005

Volumen: LXI


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