Elaboración de una bebida funcional a base de malta de cebada (Hordeum vulgare L.) con la inclusión de marlo y grano malteado de maíz morado (Zea mays L.) y propuesta de implementación de planta industrial
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Date
2024-12-27
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Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
Esta investigación tuvo como objetivo desarrollar una bebida funcional a base de malta
de cebada (Hordeum vulgare L.) y maíz morado (Zea mays L.) malteado, comúnmente llamada
bebida de malta, con alto contenido de antocianinas. Para ello, se realizaron una serie de
experimentos y análisis.
Previo al desarrollo experimental, se caracterizó y cuantificó el contenido de
antocianinas en la principal materia prima, el maíz morado variedad Arequipeño. Los análisis
revelaron concentraciones de 389.919 mg de cianidina-3-glucósido por cada 100 g de grano y
1557.171 mg de cianidina-3-glucósido por cada 100 g de marlo, resaltando así su alto potencial
como ingrediente funcional. Además, se le dio un tratamiento previo de germinación al maíz
morado, tratamiento que le confiere la aptitud para el proceso de malteado o para una
maceración, si fuese el caso. Para la obtención de este grano malteado se aplicó un remojo de
48 horas obteniendo un 41% de grado de remojo y 10 días de germinado culminando con una
humedad de grano del 45%. Con estas características, se procedió con el primer experimento.
En el primer experimento, se evaluaron los tiempos y temperaturas de sacarificación
del maíz morado germinado (malteado), donde se identificó que el tratamiento T2t3
(sacarificación a 65°C por 120 minutos) fue el óptimo, con un incremento de azúcares
reductores (expresados en gr de glucosa por litro) de 2.077g/L a 135.69 g/L. Posteriormente el
maíz malteado y sacarificado fue secado por 24 horas a 65°C tiempo y temperatura necesarios
para reducir la humedad del grano a menos del 5%. Por otra parte, hubo una reducción del
contenido de antocianinas en el grano de un 18.6% por ambos tratamientos.
En el segundo experimento, se realizaron pruebas de formulación y dilución, mostraron
que la combinación de 25% malta de cebada y 75% malta de maíz morado en una dilución de
1:4 fue ideal, alcanzando un nivel de solubilidad de 12.6 °Brix, con un dulzor y cuerpo
comparables a los de productos comerciales. El contenido de antocianinas para este
experimento fue de 240.08 mg de cianidina-3-glucósido/L.
El tercer experimento, ebullición y estandarización de la bebida, tuvo la mayor
relevancia ya que en este se integró marlo de maíz morado en polvo en distintos gramajes y a
distintos tiempos, estos procedimientos se realizaron a la temperatura de ebullición de la zona
geográfica donde se realizó la experimentación (93±0.5°C, 2335 m.s.n.m.). El tratamiento
optimo fue el A3M3 (120 minutos y 150 g/L de marlo), alcanzando una concentración de
1467.23 mg de cianidina-3-glucósido/L, lo cual sitúa al producto como una opción rica en
antioxidantes ya que cada mililitro de la bebida contendría 1.467 mg de cianidina-3-gucósido.
El cuarto y último experimento se enfocó en evaluar la vida útil de la bebida, analizando
la estabilidad de las antocianinas hasta que su concentración alcanzara el límite crítico de
300mg/330ml, establecido como el nivel mínimo aceptable para garantizar la funcionalidad del
producto. Previo a la experimentación, la bebida pasó por un tratamiento de pasteurización, a
60°C continuos por espacio de 20 minutos (20 PU) después de envasada, lo que redujo en un
9.1% del contenido de antocianinas respecto al tercer experimento. El tiempo de vida útil
estimado, considerando lo anteriormente mencionado respecto al límite critico de
300mg/330ml, varió según la temperatura de almacenamiento consiguiendo los siguientes
resultados: 2.98 meses a 5°C, 1.565 meses a 20°C y 0.407 meses a 35°C. Siendo, el
almacenamiento en refrigeración, 5°C el almacenamiento óptimo para maximizar la estabilidad
de las antocianinas en el tiempo.
La bebida final presenta los siguientes resultados nutricionales: 1335.87 mg de
cianidina-3glucósido/L o 1.335mg/ml, 12.6 °Brix, numeración de mohos <10 UFC/g,
numeración de levaduras <10 UFC/g, numeración de microrganismos aerobios mesófilos
viables <10 UFC/g y coliformes totales < 3 NMP/g. Además, un contenido de antocianinas en
la presentación más comercial de 330ml con 440.84 mg de cianidina-3-glucósido, lo cual se
alinea con los requerimientos de antioxidantes en el mercado de bebidas funcionales. Las
pruebas de aceptabilidad indicaron una importante aceptación en sabor, color, olor, textura y
apariencia, lo que sugiere una buena recepción en el mercado.
En la propuesta a nivel industrial se determinó que la planta de producción se ubicará
en Yarabamba, Arequipa, y contará con una superficie de 1,200 m². Se proyecta una producción
anual de 212,317 litros, operando 301 días al año, cubriendo el 0.08% de la demanda anual de
bebidas energéticas en los siguientes 5 años. Con un costo de producción de S/.6.97 por litro y
un precio de venta de S/.13.24 por litro, se espera un margen favorable que coincide con la
disposición de pago del consumidor. El análisis financiero resultó en un VAN económico de
S/.2’254,386 y una TIR de 38.63%, confirmando la rentabilidad del proyecto y su viabilidad
comercial.
Description
Keywords
Antocianinas, Bebida funcional