GUIA Elaboración de Jaleas y Mermeladas

FACULTAD DE CIENCIAS

GUA DE PRCTICAS DE LABORATORIO DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES II

AGRARIASUniversidad Nacional de Huancavelica

Elaboracin de Jaleas y Mermeladas.Ing. Roberto Carlos Chuquiln Goicochea.

RESUMEN La mermelada de frutas es un producto de consistencia pastosa o gelatinosa que se ha producido por la coccin y concentracin de frutas sanas combinndolas con agua y azcar. La diferencia entre mermelada y jalea radica en que la primera se fabrica en base a la pulpa de la fruta, y la segunda slo con el jugo, obviamente es menor el rendimiento adems debe parecer gelificada sin mucha rigidez. de jalea. Las caractersticas ms saltantes de la mermelada es su color brillante y atractivo, Palabras clave: jalea, mermelada, pectina, slidos solubles. 1. Introduccin. La mermelada es el producto obtenido por la coccin y concentracin de la pulpa de frutas y hortalizas maduras, sanas, limpias, adecuadamente preparadas, adicionadas de azcar y otro edulcorante autorizado, en la proporcin de no menos de 45 partes en peso de pulpa por cada 55 partes de edulcorante con o sin agua, hasta consistencia pastosa, conteniendo no menos del 65% de slidos solubles. La jalea es el producto elaborado por concentracin de zumos de fruta u hortalizas y extractos acuosos filtrados de los mismos, con azcar hasta obtener una consistencia semislida. El producto terminado deber ser transparente y tendr un mnimo de 65% en peso de slidos solubles.

Es preciso resaltar que en ambos, el rango ptimo de pH es de 3 a 3,5 (promedio 3,3), de slidos solubles equivalente de 65 a 68 Brix. Fuera de estos rangos posiblemente pueden ocurrir los defectos que presentaremos ms adelante. En teora debe tenerse en cuenta el punto ptimo de madurez, pero en la prctica es factible concentrar la mayor cantidad de pectina en la fruta. Las frutas levemente verdes tienen mayor rendimiento en pectina, en las muy maduras la pectina se transforma en cido pctico y no forma gel. Por ello, en la prctica es conveniente usar frutos maduros con frutos ms verdes ricos en que tienen una excelente cantidad de pectina, como es el caso de la manzana, el elaboracin de jaleas y mermeladas son las que son ms ricas en pectinas y cidos. El mejor medio de gelificacin, es por cierto el medio cido azucarado, es por ello que deben darse los rangos presentados anteriormente. PECTINA Son los cidos pectnicos, solubles en agua caliente, con un contenido medio de ster metlico (grupo carboxilo esterificado con un grupo metilo). Forman geles en presencia de suficientes slidos solubles, cidos o iones polivalentes. Son polmeros de cido galacturnico parcialmente esterificados con grupos metoxilo (COO-CH3). Mayormente se obtienen de la industrias de jugo de manzana y ctricos. CIDOS PECTICOS No poseen grupos carboxlicos esterificados, sus sales se llaman pectatos y reaccionan fcilmente con los iones calcio, produciendo compuestos insolubles en de fases de los nctares. los jugos de las frutas, dando un precipitado visible comnmente en la separacin pectina. Est claro que existen especies que no tienen demasiada pectina, y otras membrillo, y los ctricos en su cscara. Por eso las frutas indicadas para la

Grado de metoxilacin de la pectinaEs una medida de la proporcin de grupos carboxlicos que estn presentes en forma esterificada. Las pectinas de alto grado de metoxilacin, son aquellas con un grado superior a 0,5 (mayor 50% esterificacin). Las pectinas de bajo grado de

metoxilacin, por debajo de 0,5. Ambas pueden formar geles en altas concentraciones de azcar, solamente las de bajo grado de metoxilacin forman geles en bajas concentraciones de slidos solubles y en presencia de ciertos cationes, como el calcio. Generalmente en las frutas hay pectinas de alta mucho al grado de metoxilacin, es decir que a mayor tiempo de calentamiento gel. metoxilacin. Es preciso sealar que el calentamiento o mejor dicho el calor afecta menor grado de metoxilacin, y por tanto, menor la posibilidad de formacin del

Grado de la pectinaCantidad de gramos de azcar que un gramo de pectina es capaz de transformar ptimos. El mtodo para determinar el grado es el USA-SAG. en gel, en las condiciones de acidez y slidos solubles, indicadas como rangos

Velocidad de gelificacin. Pectinas de velocidad alta la velocidad de gelificacin es mayor a mayor grado demetoxilacin y temperaturas ms altas. Son pectinas con grado de metoxilacin mayor a 0,6. Son tiles en la elaboracin de productos con frutas en suspensin.

Pectinas de velocidad lenta, con un GM alrededor de 0,5 son utilizadas cuando elcocimiento es hecho al vaco (baja temperatura de coccin) o cuando es necesario un enfriamiento antes del llenado de los frascos. Otra ventaja de estas es dar presentacin. tiempo para que las burbujas de aire salgan del producto, mejorando la

Figura 1. Intervalos de temperatura y pH a los que gelifican pectinas de alto metoxilo

Figura 2. Condiciones de gelificacin de las pectinas de alto metoxilo.

Figura 3. Equilibrio entre pectina, pH y Brix para lograr la gelificacin. Mezclas con altos Brix gelificarn con mayor facilidad a pH 3.2 sin necesitar pectinas de altos SAG. CIDOS La adicin de cidos es para bajar el pH, logrando as una gelificacin adecuada y realzar el aroma natural de la fruta. Cuando se habla de acidez hay que distinguir entre cantidad e intensidad. La cantidad o acidez total, es una

medida de la cantidad de soda necesaria para neutralizacin del producto. La intensidad es determinada por la concentracin de los iones de hidrgeno en solucin, que depende del carcter dbil o fuerte del cido. La concentracin es medida por el pH, factor que interviene directamente en la gelificacin. La acidez total de una jalea debe estar entre 0,5 y 0,8%. Por encima de 1% ocurre sinresis, que es la exudacin del lquido de la jalea. Y es debido al endurecimiento excesivo de las fibras de pectina, que pierden la elasticidad necesaria para retener los lquidos. Se ha verificado que es la concentracin hidrogeninica y no la acidez titulable que tiene importancia en la gelificacin. cidos usados en el control de pH. Ctrico Mlico Tartrico Lctico Fosfrico

AZCARES El tenor de slidos solubles es entre 65 68%. Encima de 70% hay tendencia a la cristalizacin de sacarosa, cuya solubilidad a 20 C es de 68.7%. Debido a la acidez y el calentamiento ocurre la formacin de azcar invertido, la sacarosa se desdobla en glucosa y fructosa. Esta nueva mezcla de sacarosa, glucosa y fructosa, tiene mayor solubilidad que la sacarosa pura, de forma que se puede permitir una concentracin de slidos solubles por encima de 68,7% sin que ocurra cristalizacin. La sustitucin mnima para evitar la cristalizacin vara con el porcentaje de slidos solubles totales. El porcentaje ptimo de azcar invertido esta entre 35 40 % de azcares totales, lo que corresponde a un mximo de 25 % de la jalea. Un exceso de azcares invertidos (50% de los slidos solubles totales) formar una masa con muchos grumos, debido a la formacin de pequeos cristales de glucosa.

No siempre es posible obtener porcentajes deseados de azcar invertido, porque se desea siempre una coccin corta para preservar pectina, aroma y sabor de la fruta. Lo mismo ocurre en la coccin al vaco, donde hay una muy baja inversin. En estos casos es importante sustituir parte de la sacarosa por azcar invertido o glucosa. La adicin de glucosa, en un 15 % de los azucares totales, mejora bastante la calidad de la jalea: Mejora el aspecto, ms brillante. Retarda cristalizacin de la sacarosa. Reduce el dulzor.

Defectos en la elaboracin. 1. Mermeladas poco firmes. Coccin prolongada provocando hidrlisis de la pectina, el producto queda como un jarabe. Acidez muy elevada, causando sinresis (sangrado). Acidez demasiado baja, impide formacin del gel.

La fruta contiene tampones, en forma de sales minerales naturales, la presencia elevada de estas impiden la gelificacin. Carencia de pectina en frutas o pulpa de frutas. Demasiada azcar en relacin a la pectina, formula mal equilibrada. Excesivo enfriamiento antes del envasado, rotura del gel.

Por ello es necesario saber: Brix, acidez, pH del producto y si es necesario capacidad de gelificacin de la pectina, fruta o pulpa de fruta. 2. Sinresis (llorado o sangrado). Acidez demasiado elevada. Deficiencia en pectina. Exceso de agua. Exceso de azcar invertido.

Hay que saber: Brix (lmite peligroso: debajo 65), pH (limite peligroso: debajo 2.8). Grado de concentracin de pectina. 3. Cambio de color. Coccin prolongada, caramelizacin del azcar y afecta los pigmentos que se pardea. Insuficiente enfriamiento despus del envasado. Pulpa descolorida. El anhdrido sulfuroso enmascara el verdadero color de la pulpa y la prdida de color solo se pone en manifiesto despus de la coccin. Empleo de sales tampones en exceso. Contaminacin con metales. Fosfatos de magnesio, potasio, u otras sales insolubles producen enturbiamiento, el estao y el hierro provocan oscurecimiento o aspecto lechoso. Causas biolgicas, daos mecnicos o excesos de madurez. Un tratamiento inicial con una solucin dbil de azcar o salmuera puede impedir este fenmeno.

4. Cristalizacin. Acidez demasiado elevada provoca excesiva inversin del azcar, provocando la granulacin de la dextrosa. Acidez demasiado baja, cristaliza la sacarosa. Excesiva inversin al mantener el producto en pailas despus de hervido, provocando granulacin de la glucosa. 5. Endurecimiento o encogimiento de la fruta en la mermelada. El someter a ebullicin la fruta o piel en jarabes concentrados con insuficiente precoccin. Si la piel es muy dura, as como la fruta, no son capaces de absorber el azcar. Ejemplo mermeladas ctricas. 2. Objetivos: Conocer el proceso de elaboracin de mermeladas y jaleas. Determinar el rendimiento del proceso. Realizar un balance de materia y energa. Determinar los costos del proceso. Frutas o piel precocidas en agua de elevada dureza. Humedad excesiva donde se guarda la mermelada. Humedad ptima 80 %. Contaminacin anterior al cierre de los envases. Bajo contenido de Brix. Mnimo 65 %. Contaminacin de los envases. Mermeladas poco firmes. Temperatura baja y uniforme. 6. Desarrollo de hongos y levaduras.

3. Materiales y Mtodos. 3.1. Materiales y Equipos. 3.1.1. Materiales. Ollas. Tinas plstico Jarras Coladores Tablas de picar Cuchillos de Frascos de vidrio o plstico Pulpeadora o licuadora pH-metro o cinta indicadora de acidez Cucharas medida Espumadera Paletas Mesa de trabajo Cocina Balanza Termmetro de

3.1.2. Equipos. 3.2. Balanza de precisin.

Metodologa.

3.2.1. Proceso de Elaboracin. 1. Lavado y Desinfeccin. Al lavar la fruta se elimina cualquier tipo de partculas extraas, suciedad y restos de tierra. Esta operacin se puede realizar por inmersin, agitacin o aspersin. Luego se usa una solucin desinfectante como la leja.

El lavado se hace necesario para quitar toda materia orgnica, que puede observarse en el producto, adems de que reduce el riesgo de formar un complejo con el Cloro de la desinfeccin, y en consecuencia reducir su concentracin en la solucin desinfectante. La desinfeccin puede hacer con una solucin de hipoclorito de sodio (NaHClO) de 50 a 150 ppm. 2. Seleccin y Clasificacin Primero se eliminan las frutas en estado de podredumbre (Descarte), en la seleccin. La clasificacin no se hace muy necesaria para hacer mermelada, pero si para otros productos donde el tamao y el color influyen en el producto final como en conservas en almbar. 3. Pelado Este proceso se puede hacer manualmente utilizando cuchillos o en forma mecnica con mquinas. 5. Pulpeado Consiste en obtener la pulpa, libre de cscaras y pepas. Se pueden utilizar licuadoras o pulpeadoras. En este paso es importante pesar la pulpa porque de esto depender el clculo del resto de ingredientes. 6. Troceado La fruta puede cortarse en la presentacin que el cliente o el productor lo precise, esto influenciar mucho en su aceptabilidad, sobre todo si se demanda un producto natural. 7. Coccin de la fruta

Una vez lista la fruta, se realiza la coccin, agregndole una tercera parte de azcar luego otro de los tercios. Luego se aade el cido ctrico para ajustar el pH y por ltimo los preservantes. Casi al final de la coccin se le agrega la pectina con la ltima parte del azcar, esto evitar la degradacin de la pectina, mejor dicho la desmetoxilacin de la pectina. Tomar en cuenta que el producto que se pega en las paredes protege al producto del interior, y por lo tanto no debemos pretender rasparlo y as aumentar el rendimiento, pues deteriora la calidad del producto en su presentacin sobre todo. En la coccin se debe tomar en cuenta el ingreso de los insumos: Azcar: la cual de preferencia deber ser blanca porque as no afectar el color y la brillantez de la mermelada. Mnimamente debe manejarse el mismo peso de pulpa y de azcar (si hay 5 kg de pulpa habr 5 kg de azcar que pesar y tener lista para su adicin). Pectina: dependiendo del grado de metoxilacin de sta se aadir (si hay 5 kg de azcar y la pectina es grado 100, se adicionar 50 g de pectina). Debe adicionarse poco antes que termine el proceso, sin prolongar mucho el calentamiento despus de su adicin, pues dara lugar a la no formacin del gel. Conservante: antiguamente y hasta la actualidad se usa benzoato de sodio, pero se ha encontrado que es cancergeno, siendo as desplazado por el sorbato de potasio, el cual debe calcularse en 0,1% del peso de

pulpa ms azcar. Aunque en un futuro no muy lejano la tendencia ser la de no usar conservantes. cido: generalmente se usa cido ctrico, siempre y cuando el pH de la fruta lo amerite, y se grada de acuerdo al pH inicial de la mezcla, pues cada fruta tiene un pH determinado., es por ello que no se puede dar una dato exacto, aunque para cuestiones prcticas se ha indicado por algunos autores que 1 g por kg de fruta reduce el pH a 3. El proceso de coccin termina cuando se da las siguientes condiciones:

Cientficas: cuando se alcanza los 65 Brix. Empricas: cuando empleamos la prueba de la gota, en un vaso conagua de 10 cm de altura aproximadamente, se deja caer una gota de mermelada y sta llega casi ntegra al fondo del vaso. 8. Transvase Al terminar el proceso inmediatamente debe cambiarse de envase, es decir de la olla o paila que estuvo en la coccin ponerla en una nueva fra y as evitar la sobrecoccin. 9. Envasado Luego de la coccin se realiza el envasado mientras la preparacin este ms o menos a 85C. debe invertirse los envases tapados para esterilizar la tapa. 10. Enfriado Este proceso se puede realizar por inmersin, aspersin o rociada. 11. Almacenamiento

El producto se debe almacenar en un lugar fresco y seco (bajo sombra) evitando la luz directa.

Figura 4. Diagrama de Flujo del Proceso de Elaboracin de Mermelada.

3.2.2. Procesamiento de Datos. Balance de masa: en la siguiente hoja de clculo, podemos simular el manejo con 50 kg de pulpa.Ingredientes Cantidad (kg) Pulpa de fruta Azcar Pectina cido Total Agua Evaporada Producto final Rendimiento 50 50 0,5 0,05 100,55 20,15 80,4 80,4% 65 Brix 52,26 kg azcar 55 Brix 55 kg azcar Slidos Solubles (%) 10 100 5 50 49,7% 49,7% 0.55% 0,05% 100% Cantidad de Slidos Solubles (kg) % en la mezcla

Rendimientos: en el siguiente cuadro podemos observar que debe pesarse durante todas las etapas para as validar el balance de masa. ETAPA Fruta Lavado y desinfeccin Seleccin y Clasificacin Pelado Despulpado Trozado Coccin Transvase Envasado Peso (kg) Rendimiento

4. Resultados y discusin. Resultados: Deber presentar slo sus resultados en forma de tablas y grficos, las tablas llevarn ttulo encima de la misma y las grficas llevarn ttulo debajo de la misma, al pie de cada grfica. Discusin: Las discusiones son los anlisis de los resultados que se han obtenido, por lo general, deber comparar y analizar con datos reales que presentan en la bibliografa: artculos, libros, etc. Si hubo coincidencias entre sus resultados y datos reales bien, sino hubo deber sugerir los motivos por los que posiblemente sali mal. 5. Conclusiones. Las conclusiones debern partir de los objetivos planteados, y si descubri algo que no se plante como objetivo tambin puede sealarlo. 6. Referencias. Bergeret, G. 1953 Conservas vegetales: frutas y hortalizas. Berk, Z. Introduccin bioqumica de los alimentos. ITAL. industrializacao de frutas em caldas e cristalizadas, geleias e doces em massa. Multon, J. 1988; aditivos y auxiliares de fabricacin en las industrias agroalimentarias. Rauch, G. 1969 fabricacin de mermeladas. Ting, S. y Rouuseff, L. 1986 citrus fruits and their products. Walters, R.; Cox, D. 1986; informe de un estudio sobre el procesado de frutas y vegetales en Uruguay con especial referencia a fabricacin de dulces. Curso de tecnologa de alimentos, Universidad Nacional de Colombia.