Escuela Internacional de Doctorado

Luis Alfredo Espinoza Espinoza

TESIS DOCTORAL Formulación de un helado de leche y castaña (Castanea sativa Miller) y valoración de alternativas para mejorar sus características de salubridad

Dirigida por los doctores Francisco Javier Carballo García y Juan Antonio Centeno Domínguez

Año 2017

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Escuela Internacional de Doctorado

Francisco Javier Carballo García y Juan Antonio Centeno Domínguez, Catedrático y Profesor Titular del Área de Tecnología de los Alimentos de la Universidad de Vigo,

HACEN CONSTAR que el presente trabajo, titulado “Formulación de un helado de leche y castaña (Castanea sativa Miller) y valoración de alternativas para mejorar sus características de salubridad”, que presenta Don Luis Alfredo Espinoza Espinoza, fue elaborado bajo su dirección en el programa de doctorado en “Ciencia y Tecnología Agroalimentaria” y cumple los requisitos para optar al título de Doctor por la Universidad de Vigo.

Ourense, 25 de septiembre de 2017.

Los Directores de la tesis de Doctorado

Francisco Javier Carballo García Juan Antonio Centeno Domínguez

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AGRADECIMIENTOS

Agradezco profundamente a los Doctores Francisco Javier Carballo García y Juan Antonio Centeno Domínguez, ya no solo por haber sido mis directores de tesis y responsable de un grupo de trabajo, sino más bien por sus cualidades humanas y su disposición en apoyarme en los momentos más importantes, y compartir sus experiencias.

A Francisco, Jorge, Noemí, Miriam, Lucía, Alda y demás compañeros del laboratorio, en verdad les agradezco por todo su apoyo durante mi estancia, así como los buenos momentos que hemos compartido durante estos años.

A los colaboradores del Centro Tecnológico de la Carne, en especial a José Manuel Lorenzo y su equipo de trabajo, por su ayuda durante las pruebas sensoriales y determinación de compuestos volátiles de los productos en estudio.

A mi familia, A ti luz Moreno quien junto a Laia tuvieron que pasar por momentos difíciles cuando yo no estuve junto a ustedes durante este tiempo, A mi Madre Santa Teresa y mi hermana Rosalía por darme ánimos permanentemente, quiero hacer mención también al tío Elías a quien debo una parte importante de mi formación, quien junto a los abuelos Víctor y María me enseñaron que con valores y esfuerzo se superan todo tipo de dificultades en nuestro paso por esta vida terrenal. Con mucho aprecio y dedicación para todos ustedes…

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ÍNDICE

Página

RESUMEN 7

I. INTRODUCCIÓN 12

I.1. EL HELADO, NATURALEZA, ORÍGENES E IMPORTANCIA .13

I.1.1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS 14

I.1. 2. DEFINICIÓN GENERAL Y CLASIFICACIÓN DE LOS HELADOS 16

I.1.2.1. Helado de crema 16

I.1.2.2. Helado de leche 17

I.1.2.3. Helado de leche desnatada 17

I.1.2.4. Helado 17

I.1.3. PRODUCCIÓN Y CONSUMO DE HELADOS 18

I.1.4. PROCESO TECNOLÓGICO DE LA ELABORACIÓN DEL HELADO 22

I.1.4.1. Formulación 22

I.1.4.2. Recepción de las materias primas e ingredientes 25

I.1.4.3. Preparación de la mezcla de helado 25

I.1.4.4. Pasteurización y homogeneización de la mezcla 25

I.1.4.5. Maduración de la mezcla 26

I.1.4.6. Batido de la mezcla en frío con incorporación de aire 27

I.1.4.7. Moldeado del helado 28

I.1.4.8. Congelación del helado 28

I.1.4.9. Envasado – congelado del helado 29

I.1.4.10. Almacenamiento y distribución del helado 29

I.2. MATERIAS PRIMAS E INGREDIENTES DEL HELADO 30

I.2.1. LA LECHE 30

I.2.1.1. Producción y consumo de leche 31

I.2.2. LA CASTAÑA 35

I.2.2.1. Principales características de castañas en Galicia 36

I.2.3. LA GRASA VEGETAL EN LE HELADO 37

I.2.4. LOS EDULCORANES 38

I.2.4.1. Los edulcorantes sacáridos 39

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I.2.4.2. Los edulcorantes no sacáridos 46

I.2.5. LOS EMULSIONANTES 49

I.2.5.1. Los fosfolípidos 50

I.2.5.2. Las proteínas 51

I.2.5.3. Los polisacáridos 52

I.2.5.4. Los biosurfactantes y bioemulsionantes 53

II. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS DE LA TESIS DOCTORAL 56

II.1. OBJETIVOS 58

II.1.1. OBEJTIVO GENERAL 58

II.1.2. OJETIVOS ESPECÍFICOS 58

III. MATERIALES Y MÉTODOS 60

III.1. PRODUCTOS QUÍMICOS Y MEDIOS DE CULTIVO 61

III.2. MATERIAL DE LABORATORIO 61

III.3. METODOLOGÍA GENERAL 64

III.3.1. SELECCIÓN DE LA FÓRMULA BASE PARA UN HELADO

DE LECHE ENTERA Y CASTAÑA (Castanea Sativa, Miller) 64

III.3.1.1 Determinación del tipo de castaña a emplear en las

formulaciones del helado 64

III.3.1.2. Tratamiento de las castañas para obtener los tropiezos 65

III.3.1.3. Preparación de las mezclas de helado 65

III.3.1.4. Análisis sensorial de las diferentes formulaciones

del helado 66

III.3.2. ELABORACIÓN DE UN HELADO MÁS SALUDABLE (SIN COLESTEROL (GRASA DE ORIGEN ANIMAL), SIN AZÚCARES (CON EDULCORANTES HIPOCALÓRICOS), SIN GOMAS SINTÉTICAS (CON GOMA DE TARA – Caesalpinia Spinosa)) EMPLEANDO UNA BASE DE HELADO DE CASTAÑA 66 III.3.2.1. Elaboración de las formulaciones 66

III.3.2.2. Elaboración de los helados 68

III.3.3. DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA (EXTRACTO SECO, MATERIA GRASA, PROTEÍNAS, CENIZAS Y CARBOHIDRATOS) Y PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS (pH, ACIDEZ TITULABLE, COLOR, % DE DERRETIMIENTO) DE LAS FÓRMULAS DE HELADOS 71

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Página IIII.3.3.1. Determinación de la composición química del helado de castañas 72 III.3.3.2. Determinación de los parámetros físico-químicos 81 III.3.4. DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE ÁCIDOS GRASOS TOTALES DE LAS FÓRMULAS DE HELADO 83 III.3.4.1. Metilación de los ácidos grasos del helado 83 III.3.4.2. Separación, identificación y cuantificación de los ácidos grasos 84 III.3.5. DETERMINACIÓN DE LOS COMPUESTOS VOLÁTILES DE LAS FÓRMULAS DE HELADO 86 III.3.5.1. Extracción de compuestos volátiles 87 III.3.5.2. Análisis cromatográfico (GC/MS) 88 III.3.5.3. Identificación 90 III.3.6. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE LAS FÓRMULAS DE HELADO 92 III.3.6.1. Homogeneización de las muestras y preparación de las diluciones 92 III.3.6.2. Recuento e investigación de los diferentes grupos microbianos 92 III.3.7. MÉTODOS PARA EL ANÁLISIS SENSORIAL DE LOS HELADOS 95 III.3.7.1. Materiales 95 III.3.7.2. Elección del preparado de castaña a emplear en la formulación de los helados 97 III.3.7.3. Evaluación sensorial de las formulaciones de helado control y de las preparadas con diferentes ingredientes saludables 101 III.3.8. ANÁLISIS ESTADÍSTICO 104

IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 105

IV.1. ELECCIÓN DEL PREPARADO DE CASTAÑA A EMPLEAR EN LA FORMULACIÓN DE LOS HELADOS 106 IV.2. ELABORACIÓN DE UN HELADO SIN COLESTEROL (GRASA DE ORIGEN ANIMAL), SIN AZÚCARES (CON EDULCORANTES HIPOCALÓRICOS), SIN GOMAS SINTÉTICAS (CON GOMA DE TARA – CAESALPINIA SPINOSA) EMPLEANDO UNA BASE DE HELADO DE CASTAÑA 109 IV.3 COMPOSICIÓN QUÍMICA PROXIMAL (EXTRACTO SECO, MATERIA GRASA, PROTEÍNAS, CENIZAS Y CARBOHIDRATOS) Y PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS (pH, ACIDEZ TITULABLE, COLOR, % DE DERRETIMIENTO) DE LAS FÓRMULAS DE HELADOS DESARTOLLADAS 115 IV.3.1. COMPOSICIÓN QUÍMICA PROXIMAL DE LAS FOMULACIONES DE HELADOS 115

IV.3.2. PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS 128 IV.4. DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE ÁCIDOS GRASOS TOTALES DE LAS FORMULACIONES DE HELADO 134

IV.5. PERFIL DE COMPUESTOS AROMÁTICOS VOLÁTILES DE LAS FORMULACIONES DE HELADO 142

IV.6. CALIDAD MICROBIOLÓGICA DE LAS FORMULACIONES DE HELADO DESARROLLADAS 157 6

Página IV.7. EVALUACIÓN SENSORIAL DE LAS FORMULACIONES DE HELADO CONTROL Y DE LAS PREPARADAS CON DIFERENTES INGREDIENTES SALUDABLES 165 IV.7.1. PRUEBA DE PREFERENCIA CON ORDENACIÓN 165 IV.7.2. ANÁLISIS DESCRIPTIVO 168

CONCLUSIONES 172

BIBLIOGRAFÍA 175

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RESUMEN

En la Comunidad Autónoma de Galicia, existe una elevada producción de leche, con entregas totales de 2,6 millones de toneladas anuales, representando el 37,6% de la producción nacional de España. Los precios de mercado al productor, no obstante, son bajos, situándose en valores medios de 29,8 céntimos de euro el litro. La castaña (Castanea sativa, Miller), de la que Galicia es un productor también destacado, es un fruto de carácter estacional, de buenas cualidades nutritivas que se consume de modo directo o se transforma en harina, castaña en almíbar, y marrón glacé. No obstante, se encuentra escasamente valorizada, y una parte importante de la producción no se recoge y queda en los castañares como pasto para la fauna salvaje. Una posibilidad de dotar de mayor valor añadido a estos productos podría ser la elaboración de un alimento que incorporase ambos, y que gozase de gran aceptación entre los consumidores. El helado parece ser un producto que cumple tales requisitos. Por otra parte, los problemas de salud ligados a una incorrecta alimentación son verdaderamente preocupantes en los países industrializados; el índice de obesidad en niños se ha triplicado en los últimos años, y hay cada vez más evidencias científicas de la relación entre la alimentación y algunas dolencias como las enfermedades cardiovasculares y el cáncer. Los consumidores son progresivamente más exigentes y buscan alimentos diferentes, nuevos, más impactantes y sorprendentes, pero también cada vez más seguros y saludables.

Con estos antecedentes, el objetivo de este estudio fue formular un helado de leche y castaña y valorar alternativas en sus ingredientes para obtener un producto más saludable. El estudio se desarrolló en dos etapas, la primera consistió en formular un tipo de helado de leche y castañas, con buenas características organolépticas; sobre una base de helado comercial, se incorporaron cinco presentaciones diferentes de castaña (harina de castaña, castaña en tropiezos, una mezcla de ambos, castaña en almíbar, y glasé de castañas). En la segunda etapa, tomando como base la formulación mejor valorada en la primera fase, se elaboraron 8 formulaciones distintas, aplicando un diseño factorial de 2x2x2, habiéndose considerado tres variables principales de sustitución (materia grasa, edulcorantes y estabilizantes) con

8 dos alternativas para cada una. Para la variable materia grasa, se emplearon como alternativas nata láctea con el 35% en grasa láctea y grasa vegetal (aceite de oliva); para la variable edulcorante se emplearon como alternativas sacarosa y una mezcla de eritritol (E-968) y glucósidos de steviol (E-960) al 2,4%; finalmente, para la variable de estabilizante se emplearon como opciones carboximetilcelulosa (CMC) y goma de tara (Caesalpinia spinosa). Seguidamente se caracterizaron las 8 fórmulas de helado y se compararon entre ellas. En cada fórmula se analizó la composición química proximal, los parámetros fisicoquímicos más relevantes, los contenidos en ácidos grasos y compuestos volátiles, la calidad microbiológica y la calidad sensorial.

Como resultado se han obtenido 8 formulaciones distintas de helado de leche y castaña, variando desde un helado comercial hasta uno sin grasa de origen animal, con la goma de tara como estabilizante y sin azúcar. El extracto seco muestra valores semejantes para todas las formulaciones, entre 37,1 y 39,8%, por lo que se concluye que las fórmulas han sido adecuadamente equilibradas en relación al porcentaje de sólidos, grasa y agua. Las fórmulas que no contienen sacarosa presentan valores proteicos superiores (10-12%), mientras que aquellas formulaciones que contienen sacarosa tienen contenidos que oscilan entre 4 y 5%; esta circunstancia es debida a la cantidad adicional de leche en polvo que se empleó para sustituir el porcentaje de sólidos que suponía la diferencia entre el uso de azúcar y una mezcla de estevia y eritritol al 2 %. Similar fenómeno se observa en relación a las cenizas, cuyos valores para las formulaciones que no contienen azúcar se situaron alrededor del 2,1 y 2,3%, mientras que en las fórmulas que contienen sacarosa estos valores oscilaron entre el 0,75% y el 1,1%. El contenido de grasa total se mantuvo en las distintas formulaciones entre el 4,2 y el 6,4%. Se ha observado que los helados muestran un pH cercano a la neutralidad, y la coloración es bastante semejante entre todas las formulaciones; el porcentaje de derretimiento es superior al 90% en las formulaciones que contienen sacarosa, mientras que los helados elaborados con estevia como edulcorante alcanzaron porcentajes de derretimiento menores a 16%, siendo aparentemente más estables.

El perfil de ácidos grasos de las fórmulas de helado refleja la naturaleza de la grasa mayoritaria utilizada en su elaboración, con ligeras modificaciones provocadas por la presencia de la grasa aportada por la castaña. Las muestras

9 de helados cuya formulación contiene grasa láctea, muestran como principales ácidos grasos el ácido palmítico, oleico, mirístico, esteárico y linoleico. Los helados formulados empleando aceite de oliva presentan el ácido oleico como ácido graso mayoritario, seguido de los ácidos palmítico y linoleico.

Los compuestos volátiles detectados en todas las formulaciones que presentaron las mayores abundancias fueron el éter anetol y el aldehído hexanal. El origen del anetol ha de atribuirse al aroma de anís empleado en la preparación de las mezclas, en tanto que el hexanal procede probablemente del ácido linoleico presente en la grasa láctea, en la castaña y en su harina, o en el aceite de oliva empleado como ingrediente saludable.

El alcohol 1-octen-3-ol, generado a partir de la degradación oxidativa del ácido oleico, se detectó únicamente en los helados preparados con aceite de oliva, mientras que las abundancias de las metilcetonas 2-heptanona y 2- nonanona fueron significativamente mayores en los helados elaborados con grasa láctea. Los monoterpenos α-pineno, D-limoneno y β-ocimeno, procedentes de las castañas o de la leche, estuvieron presentes en la mayoría de las formulaciones.

En todas las formulaciones se determinaron los recuentos de bacterias aerobias mesófilas totales, bacterias aerobias psicrótrofas totales, bacterias halotolerantes, bacterias lácticas, enterobacterias y mohos y levaduras, observándose recuentos bajos de todos los grupos microbianos en todas las fórmulaciones. Todas ellas mostraron ausencia de Salmonella spp. y de Listeria monocytogenes. En razón de los resultados observados, todas las formulaciones desarrolladas cumplen con lo establecido en la normativa vigente sobre calidad microbiológica de helados (Reglamento (CE) No 1441/2007).

En relación con los resultados del análisis sensorial, se observó una preferencia general de los evaluadores por las formulaciones que contienen sacarosa frente a aquellas elaboradas con el edulcorante acalórico. La formulación preparada con aceite de oliva, sacarosa y goma de tara fue valorada con puntuaciones similares a las asignadas al helado control.

En la prueba de análisis descriptivo, los helados formulados con sacarosa presentaron puntuaciones más altas para los descriptores dulzor y

10 suavidad en boca que los preparados con el edulcorante acalórico. Los resultados parecen sugerir que los panelistas participantes en la prueba de preferencia valoraron en mayor medida los atributos específicos “suavidad en boca” y “dulzor” que el atributo “aroma a castaña”.

En vista de los resultados obtenidos, se concluye que es posible formular un helado de leche y castañas sustituyendo completamente la grasa de origen animal por aceite de oliva. También se pueden sustituir los estabilizantes convencionales por la goma de tara sin menoscabo de la calidad tecnológica y sensorial. Los helados con sustitución completa de los azúcares por una mezcla de estevia y eritritol como edulcorantes no fueron bien valorados sensorialmente, aun resultando interesante su calidad nutricional; se observa en este sentido que el helado necesariamente requiere del empleo carbohidratos en su formulación que le confieran una textura aceptable.

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I. INTRODUCCIÓN

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I.1. EL HELADO, NATURALEZA, ORÍGENES E IMPORTANCIA

El helado es una mezcla homogénea y pasteurizada de diversos ingredientes como leche, agua, edulcorantes, grasas, frutas, huevos, cacao, aromatizantes, etc. que es batida y congelada para su posterior consumo en diversas formas y tamaños. Según su forma se clasifican en polos, copas o conos, tarrinas, cortes y envases familiares, helados a granel, etc. Y según sus ingredientes se clasifican en helados de crema (su ingrediente básico es la nata láctea), helados de leche (su ingrediente básico es la leche entera), de leche desnatada, con grasa no láctea, de mantecado, etc. (Madrid, A., 2016).

El helado es un producto que consiste en la mezcla de leche en alguna de sus diversas presentaciones (leche evaporada, leche condensada o nata de leche), edulcorantes, estabilizantes frutas o saborizantes y colorantes (Graff y Johnson, 1974).

Desde el punto de vista físico, el helado es un alimento muy complejo al constituir un sistema alimentario cuadrifásico (emulsión, gel, suspensión y espuma). Se trata de una espuma parcialmente congelada conteniendo entre el 40 y 50% de aire en volumen. (Mahaut y col., 2003). Sus componentes (agua, glúcidos, lípidos, proteínas y minerales) están separados por tres interfaces: sólido/líquido, sólido/aire y aire/líquido. Cada uno de los componentes desempeña un papel esencial en la elaboración, conservación y la textura final del producto. La materia grasa, procedente de leche líquida o de nata, que son dos de los ingredientes principales, permite la obtención de helados con características organolépticas superiores. (Mahaut y col., 2003).

El helado es uno de los alimentos favoritos en grandes segmentos de la población, principalmente en los niños. Al ser un producto lácteo congelado, es bastante consumido en las estaciones calurosas del año (Sharif y col., 2005) y su aporte de nutrientes en el total de la dieta puede llegar a ser importante.

Para obtener un helado de alta calidad y con las características de sabor, viscosidad, consistencia y apariencia deseada, es necesario controlar algunos parámetros con bastante precisión durante el procesamiento (Yaman y col., 2006).

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Por otro lado, y debido a su naturaleza, elaboración y conservación, el helado puede albergar microorganismos patógenos debido a su composición y a las condiciones de manipulación y almacenamiento. Los helados resultan en su mayoría contaminados por microorganismos durante la producción, el envasado, el transporte y la conservación, pudiendo transmitir enfermedades a los potenciales consumidores especialmente a los niños, ancianos y personas inmunodeprimidas (Warke y col., 2000; Daniels y col., 2002).

Existen evidencias de que el consumo de helados contaminados ha sido en muchas ocasiones el responsable de brotes de enfermedades en diversos países de Asia, Europa y América del Norte (Djurectic y col., 1997). Debido al mayor consumo de helado entre los grupos poblacionales más vulnerables (niños), es necesario mantener un alto standard en seguridad microbiológica (Champagne y col., 1994).

La pasteurización durante la elaboración de helados junto al almacenamiento a bajas temperaturas (por debajo de 0 ºC) son dos de las bazas más importantes para eliminar la mayoría de los microorganismos patógenos. Sin embargo, la adición de ingredientes contaminados y el manejo inadecuado de las materias primas o del producto elaborado son factores que contribuyen a los riesgos potenciales de los productos terminados, especialmente si la contaminación de produce después del proceso de pasteurización (Verma y col., 1992).

La calidad bacteriológica del helado es un indicador alimentario de gran importancia sobre las prácticas de higiene durante su producción. (Ambily y Beena, 2012).

I.1.1. ANTECEDENTES HISTÓRICOS

Se conoce que ya en China, el Emperador Tang, (618-697, a.C.), empleaba un método para crear mezclas de hielo con leche. Desde allí, probablemente, esta receta pasó a la India, Persia (actual Irán) y con posterioridad a Grecia y Roma. En el siglo XIII, Marco Polo, al regresar de sus viajes de Oriente, trajo consigo varias recetas de postres helados consumidos en Asia durante cientos de años, las cuales se implantaron con cierta popularidad en las cortes italianas.

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Durante la Edad Media, en las cortes de países árabes se preparaban productos azucarados con frutas y especias enfriados con hielo proveniente de las montañas. Estas mezclas se denominaban “sharbat” en árabe. Esta palabra pasó al idioma turco como "şerbet", y al término hispano “sorbete”, que aparece en la actualidad recogido en el diccionario de la Real Academia Española.

En el siglo XVI se descubrió que el nitrato de etilo mezclado con nieve generaba temperaturas muy bajas, lo cual influiría de manera importante en la fabricación de los helados.

Cuando Catalina de Médici contrajo matrimonio con Enrique II de Francia, estas recetas de helados llegan a la corte francesa. En Francia se añadió huevo a las recetas. La nieta de Catalina contrajo matrimonio con un príncipe inglés, llevando así el helado a Inglaterra. Así se difundieron estos productos en Europa, llegando a América durante la época de la colonización.

En 1686, Francesco Procopio dei Coltelli abrió en París un establecimiento, el “Café Procope”, donde se vendías helados y que alcanzó gran fama en el sector y contribuyó notablemente a la difusión de los helados y generalizó su consumo entre las clases populares. Al descubrir el efecto del descenso del punto crioscópico (descenso de la temperatura de solidificación) en las soluciones de sal (salmueras), se congelaron bebidas y zumos de frutas dulces, iniciándose así los primeros helados de textura cremosa.

En 1913 se inventó la primera máquina continua para elaborar helados, consistente en un cilindro de acero, que congelaba mediante un equipo de producción de frío, y un batidor con aspas en su interior, que impulsado por un motor eléctrico agitaba continuamente la mezcla hasta alcanzar la consistencia de una crema helada.

A partir de este momento, y hasta la actualidad, el helado ha evolucionado en distintos aspectos, tales como sus cualidades organolépticas, propiedades microbiológicas y nutricionales, y su presentación en general. Para ello se han empleado nuevos ingredientes y aditivos, se han automatizado los procesos, mejorado los envases, y optimizado las condiciones de almacenamiento y distribución al consumidor final.

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A través de la historia, los primeros productos lácteos en consumirse fueron el queso y el helado. Más recientemente, tras la revolución industrial, y como el ánimo de conservación de los alimentos perecederos, se han desarrollado diversos procedimientos y técnicas que hoy conocemos. Así por ejemplo en el siglo XIX Napoleón ofreció un premio a quien hallara el sustituto de la mantequilla; el ganador fue Mége Mouriés, patentando en 1869 su procedimiento que permitió el desarrollo de la margarina. En el año 1877, Alfa Laval presentó su primera centrífuga con la que se procedía a la separación de la nata láctea. En 1835 se patentó un aparato evaporador de leche. En 1860 se conoce la leche condensada, y es aceptada como alimento de excelente calidad microbiológica. Y en 1855, en Gran Bretaña se patentó un procedimiento para la deshidratación de la leche (Ordóñez y col., 2014).

I.1.2. DEFINICIÓN GENERAL Y CLASIFICACIÓN DE LOS HELADOS

Los helados son preparaciones alimenticias que han sido llevadas al estado sólido, semisólido o pastoso, por una congelación simultánea o posterior a la mezcla de las materias primas utilizadas y que han de mantener el grado de plasticidad y congelación suficiente, hasta el momento de su venta al consumidor. (BOE-A-1998-9963 consolidado -Real Decreto 618/1998, de 17 de abril, por el que se aprueba la Reglamentación técnico-sanitaria para la elaboración, circulación y comercio de helados y mezclas envasadas para congelar). Se clasifican del modo siguiente:

I.1.2.1. Helado de crema

Denominación reservada para un producto que, conforme a la definición general, contiene en masa como mínimo un 8 por 100 de materia grasa exclusivamente de origen lácteo y como mínimo un 2,5 por 100 de proteínas exclusivamente de origen lácteo. (BOE-A-1998-9963 consolidado).

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I.1.2.2. Helado de leche

Esta denominación está reservada para un producto que, conforme a la definición general, contiene en masa como mínimo un 2,5 por 100 de materia grasa exclusivamente de origen lácteo y como mínimo un 6 por 100 de extracto seco magro lácteo. (BOE-A-1998-9963 consolidado).

I.1.2.3. Helado de leche desnatada

Esta denominación está reservada para un producto que, conforme a la definición general, contiene en masa como máximo un 0,30 por 100 de materia grasa exclusivamente de origen lácteo y como mínimo un 6 por 100 de extracto seco magro lácteo. (BOE-A-1998-9963 consolidado).

I.1.2.4. Helado

Esta denominación está reservada a un producto que, conforme a la definición general, contiene en masa como mínimo un 5 por 100 de materia grasa alimenticia y en el que las proteínas serán exclusivamente de origen lácteo.

Podrán denominarse con su nombre específico, seguido de la preposición «con» y del nombre/s de la/s fruta/s que corresponda, siempre que se les adicionen Un 15 por 100 con carácter general y Un 10 por 100 para las frutas cítricas, ácidas, exóticas especiales, sabor muy fuerte o consistencia pastosa, y un 7 por 100 en el caso de los frutos de cáscara, se entiende por frutas la cantidad de frutas enteras, sus pulpas o su equivalente en zumo, extracto, productos concentrados y deshidratados entre otros. De no alcanzarse estos porcentajes, llevarán la mención «sabor» a continuación de la fruta que indique la clase de helado. (BOE-A-1998-9963 consolidado).

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Existen descritas en la bibliografía otras clasificaciones de los helados. Recogemos a continuación, en la tabla 1.1, la de Arbuckle (1981) que los sistematiza según sus ingredientes, definiendo las condiciones y características que deben mantener cada uno de ellos.

Tabla 1.1. Clasificación de los helados según Arbuckle (1981).

I.1.3. PRODUCCIÓN Y CONSUMO DE HELADOS

Un estudio de investigación elaborado por Constanza Business & Protocol School publicado en 2016 recoge los datos estadísticos sobre la producción y el consumo de helado en España y en el resto del mundo desde el año 2010 hasta el 2015.

Se observa (Tabla 1.2) que los países que más inviertieron en el año 2015 en la producción de helados son Estados Unidos, China, Italia, Alemania y Japón, con cifras de gasto de 8,818; 7,625; 4,064; 3,754 y 2,933 millones de

18 euros respectivamente. España invierte 1,938 millones de euros, lo que supone el 3,93% de la inversión total mundial.

Tabla 1.2. Inversiones en la producción de helado en el mundo (cifras en millones de euros)

Fuente: Constanza Business & Protocol School, 2016 a partir de datos procedentes de MarketLine –Datamonitor.

En relación con el consumo, en la tabla 1.3 se observa que EEUU, China y Alemania lideran el ranking mundial de consumo de helado. España ocupa el sexto lugar con 495 millones de litros de helado consumidos durante el año 2015, lo que supone el 3,3% del consumo mundial. España es también es uno de los países donde más ha crecido el consumo de helado entre los años 2010 y 2015, ocupando el cuarto lugar, después de India, Sudáfrica y China, con incrementos del 77%, 58%, 34%, y 26%, respectivamente.

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Tabla 1.3. Consumo de helados en el mundo (millones de litros)

Fuente: Constanza Business & Protocol School, 2016 a partir de datos procedentes de MarketLine –Datamonitor.

Por lo que respecta al consumo por habitante y año, en la tabla 1.4 se aprecia que los españoles consumieron un promedio 10,67 litros de helado durante el año 2015, ocupando el cuarto lugar del ranking de países de mayor consumo, después de Australia, Italia y EE.UU.

Tabla 1.4. Países con principales índices de consumo de helados en el mundo (litros/habitante/año).

Fuente: Constanza Business & Protocol School, 2016 a partir de datos procedentes de MarketLine –Datamonitor.

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En la tabla 1.5 se presentan los datos de consumo de helado en España por comunidades autónomas. Galicia ocupa el quinto lugar con 27 millones de litros de helado consumidos durante el año 2015, situándose tras Andalucía, Cataluña, Madrid y la Comunidad Valenciana.

Tabla 1.5. Consumo de helados en España por comunidad autónoma y año (millones de litros)

Fuente: Constanza Business & Protocol School, 2016 a partir de datos procedentes de MarketLine –Datamonitor.

En la tabla 1.6 se puede apreciar el consumo promedio por habitante en los diferentes años en las comunidades autónomas españolas. En al año 2015 las cifras oscilaron entre los 8,20 litros/habitante consumidos en Melilla, hasta 11,88 litros/habitante que se consumieron en la Comunidad Valenciana. Galicia consumió un promedio de 9,78 litros/habitante.

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Tabla 1.6. Consumo de helados en litros por habitante y año en las Comunidades Autónomas de España

Fuente: Constanza Business & Protocol School, 2016 a partir de datos procedentes de MarketLine –Datamonitor.

I.1.4. PROCESO TECNOLÓGICO DE LA ELABORACIÓN DEL HELADO

I.1.4.1. Formulación

Para la formulación de un helado, se debe tener cuidado en la selección de las materias primas, ya sea los ingredientes (constituyentes esenciales e imprescindibles, mayores al 1% de su masa total) o los aditivos (empleados para mejorar o conservar el helado, menores al 1% de su masa total) (Mahaut et al, 2004). Han de ser los adecuados y presentar la máxima calidad.

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En la figura 1.1 se aprecia los porcentajes recomendados de sólidos y agua para el caso de una mezcla previo al batido, así como los porcentajes recomendados para los sólidos, agua y aire de una mezcla después del batido.

Figura 1.1. Composición de una mezcla de helado antes (a) y después (b) del batido. Fuente Madrid y Cenzano, 2003.

Existen, así pues, dos considerandos: (a) las cantidades aproximadas en (%) de una mezcla antes del proceso de batido, y (b) las cantidades aproximadas en (%) de un helado con el 50% de volumen de aire incorporado (overrun). Al incorporarse el aire, los sólidos totales pasan por término medio del 36% inicial al 18% de la mezcla final. (Madrid y Cenzano, 2003). Además, es necesario considerar que cuando se trata de un helado artesanal la ganancia de volumen es finalmente menor del 50%.

(Berger et al., 1972) recomiendan unos rangos para los diferentes ingredientes a emplear en la formulación de un helado (expresados en

23 porcentajes), según el tipo de helado considerado. Tales rangos se muestran en la tabla 1.7.

Tabla 1.7. Rangos porcentuales recomendados para una adecuada formulación de la mezcla de helado (Berger et al., 1972).

Más en concreto, Berger y col., (1972) proponen normas de formulación específicas para cada tipo de helado, según se resume en la tabla 1.8.

Tabla 1.8. Normas de formulación específica de helados y mezclas de helados según el tipo (Berger y col., 1972).

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NOTA La mezcla en polvo para helados debe presentar un máximo de 4% de humedad, y cumplir con los requisitos microbiológicos y características fisicoquímicas equivalentes a las indicadas para el helado, según el caso.

* El fabricante establece el valor de grasa vegetal, siempre y cuando se cumpla con los valores mínimos de grasa total y de grasa láctea de la Tabla 1.7.

** Solamente si se declara huevo en su fórmula de composición.

*** Se determinará “Ausencia” o “Presencia”.

I.1.4.2. Recepción de las materias primas, ingredientes y aditivos

Se seleccionan las materias primas, ingredientes y aditivos controlando que sus características físicas, químicas, y microbiológicas sean adecuadas según el tipo y la naturaleza de cada una de ellas. Seguidamente, se almacenan de manera que evite su deterioro hasta el momento de las elaboraciones.

I.1.4.3. Mezcla de los ingredientes del helado

La mezcla se realiza en un depósito adecuado empleando o no un equipo de mezcla de los ingredientes sólidos y líquidos, según el tipo de fctoría (artesanal o industrial), y luego pasan a un depósito de mezcla preparada. (Madrid, 2016).

I.1.4.4. Pasteurización y homogeneización de la mezcla

La pasteurización se efectúa generalmente a unos 83 – 85°C aplicados durante de 15 a 28 segundos. Luego la mezcla se enfría hasta 5 -6°C por diferentes procedimientos según se trate de una elaboración artesanal o industrial. En todo caso, se deben cumplir mínimamente estas condiciones para garantizar la destrucción de microorganismos patógenos. En esta línea,

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Mahaut y col. (2014) señalan que la pasteurización debe efectuarse a 85 - 90°C durante 30 segundos, de esta manera se destruye la flora patógena, se reduce la flora total contaminante y se favorece la desnaturalización de las proteínas, se mejora la hidratación, y se facilita la disolución (incorporación) de los azúcares, emulsionantes y estabilizantes.

La homogenización, al tratarse de una elaboración industrial, se lleva a cabo en aparatos a alta presión (100 a 200 k/cm2), con la finalidad de conseguir una distribución más uniforme de la grasa y evitando la tendencia a separarse, consiguiendo también una mejor coloración y una mayor resistencia a la oxidación lipídica; de este modo el helado presentará mejor cuerpo y textura (Madrid, 2016).

I.1.4.5. Maduración de la mezcla

La mezcla es almacenada en unos depósitos donde permanece durante 3 o 4 horas, a una temperatura entre 4 a 5 °C para lograr una mejor cristalización de la grasa; las proteínas y los estabilizadores añadidos tienen tiempo en esta fase para absorber el agua, mejorando la consistencia del helado, preparando a la mezcla para que absorba mejor el aire durante la operación del batido. De este modo, el helado obtenido presentará mayor resistencia a derretirse (Madrid, 2016).

I.1.4.6. Batido de la mezcla en frío con incorporación de aire

La congelación, o mantecación como usualmente se conoce esta operación, es una de las operaciones más influyentes en la calidad final del helado. En esta fase se incorpora el aire mediante agitación vigorosa de la mezcla, hasta alcanzar el overrun deseado y tiene lugar la rápida congelación del agua de la mezcla. Se ha de lograr que los cristales formados sean lo más pequeños posible, lo que le confiere una mejor textura al helado. La

26 temperatura a la que se realiza esta operación es entre -4 y -10°C. No debería bajarse demasiado la temperatura en esta etapa, pues aumentaría muy pronto la consistencia del helado antes de incorporar la suficiente cantidad de aire. Normalmente, así pues, la congelación se hace en dos fases, la primera a una temperatura entre -4 y -10°C durante el batido y la segunda a valores entre - 18 y -25 ºC en las cámaras y túneles de congelación (Madrid, 2016).

Mahaut y col. (2004) denominaron también a esta etapa como glaseado o congelación. Se puede realizar en un congelador continuo. La mezcla se espuma y congela simultáneamente, la temperatura de la pared de intercambio calórico es de-40°C y el producto se extrusiona entre -2 y -7°C con aumento porcentual del volumen, formándose los cristales de hielo (30 al 70% de la cantidad inicial del agua) y produciéndose la crio-concentración de los glóbulos grasos, azúcares, proteínas y estabilizantes.

Por efecto de la agitación, puede desestabilizarse la materia grasa, produciéndose la rotura de las membranas de algunos de los glóbulos grasos, y la materia grasa líquida así liberada se reparte en la masa formando una película que rodea parcialmente las burbujas de aire. Finalmente, esta materia grasa líquida hace de cemento aglomerante entre el resto de los glóbulos grasos, fenómeno conocido como “arracimado” y que es un efecto muy deseable debido a que mejora las características organolépticas del helado (Mahaut y col., 2004).

Tras esta fase, en cualquier caso, el helado presenta ya su estructura característica. La Figura 1.2 muestra una representación de la estructura de un helado aumentada al microscopio.

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Figura 1.2. Estructura de un helado (SKW Biosystem) (Mahaut y col., 2004).

I.1.4.7. Moldeado del helado

A la salida del batidor (entre -2 y -7°C), la masa está todavía en un estado maleable y es cuando se le da su forma definitiva al helado, antes de proceder a su congelación profunda. Las formas de moldear pueden ser mediante la puesta en molde y desmoldado, o mediante llenado directo en los envases comerciales.

I.1.4.8. Congelación del helado

La congelación final del helado se puede efectuar generalmente por 3 métodos:

- En un túnel de congelación a -40°C con una velocidad de aire de 3 a 8 m/s.

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- Por contacto, en productos que tienen al menos dos de sus caras paralelas, comprimiéndose los helados entre dos placas

huecas en cuyo interior circula NH3 o cualquier otro fluido frigorígeno a -40°C.

- Por inmersión en una salmuera a -40°C. Este método aplicable únicamente a moldes estancos y de pequeños formatos (helados con palos, tarrinas, etc).

Todos los sistemas han de permitir rebajar rápidamente la temperatura hasta -15°C en el centro térmico del producto para evitar el crecimiento excesivo de los cristales y llegar a congelar hasta un 80% del agua (Mahaut y col., 2004).

I.1.4.9. Envasado – embalaje del helado

Se realizan en líneas industriales diseñadas a tal fin y adecuadamente refrigeradas con el fin de evitar las fluctuaciones de temperatura que provocarían recristalizaciones y aumento del tamaño medio de los cristales de hielo.

I.1.4.10. Almacenamiento y distribución del helado

Durante el almacenamiento y distribución del helado, hasta su llegada al consumidor, debe mantenerse la cadena de frio. Así se evitarán no solo las recristalizaciones, sino también las fusiones superficiales que producen deformaciones, las pérdidas de volumen, y una textura arenosa, como consecuencia de la cristalización de la lactosa. Una buena conservación (DLC de 2 años) se consigue almacenando el producto a -30°C, transportando a - 25/-30°C, distribuyendo a -20/-25°C y manteniendo el producto en los domicilios de los consumidores en un congelador a -18°C (Mahaut y col., 2004).

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I.2. MATERIAS PRIMAS E INGREDIENTES DEL HELADO

Son múltiples las materias primas (ingredientes y aditivos) que pueden utilizarse en la elaboración de los helados. Repasaremos en este apartado las alternativas existentes enfatizando en las materias primas básicas (leche y castaña) utilizadas en la fabricación de los helados que van a ser objeto de nuestro estudio.

I.2.1. LA LECHE

El Código Alimentario Español la define como “el producto íntegro, no alterado ni adulterado y sin calostros, del ordeño higiénico, regular, completo e ininterrumpido de las hembras mamíferas domésticas, sanas y bien alimentadas”. El término “leche” se refiere siempre a la leche de vaca, cuando no se precisa el mamífero del que proviene (Madrid, 2016).

La leche de vaca presenta, por término medio, un 86,9% de agua, 5,1% de carbohidratos (lactosa), 3,9% de materia grasa, 3,2% de proteína y 0,9% de minerales (Riel, 1991). La leche también presenta micronutrientes importantes en las cantidades indicadas en la Tabla 1.9.

Tabla 1.9. Composición típica de micronutrientes de alimentos de origen animal (tomada de Ordóñez y col., 2014).

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Los datos de minerales y vitaminas se expresan en mg/100g, con excepción de las vitaminas A, D, B12, que se expresan en µg/100g.

I.2.1.1. Producción y consumo de leche

Entre los 28 países de la Unión europea, España es el 6º país productor de leche de vaca, con 6,8 millones de toneladas en el año 2015, aumentando en un 2,1% con respecto a 2014. Continuando con la tendencia positiva iniciada en 2009, se superó en 37.500 toneladas la cantidad máxima de referencia nacional. España produce el 4% del total europeo. Ocupa, así mismo, el 1er puesto en producción de leche de oveja, y el 2º puesto en producción de leche de cabra.

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Procucción de leche de vaca en la union europea para el año 2015

35 31,8 30 25,4 25 20 15,2 13,3 15 11,1 10,9 6,8 10 6,6 5,3 5 Millones de toneladas 0

Figura 1.3. Producción de leche de vaca en la Unión Europea en el año 2015

El sector lácteo es estratégico en España, no solo por su relevancia económica y su contribución al PIB, sino también por su contribución al desarrollo rural y a la fijación de la población en áreas no urbanas. De todos los subsectores ganaderos, el lácteo es el segundo en importancia por detrás del porcino, generando empleo, directo e indirecto, a cerca de 80.000 personas.

Producción de leche por cumundad autónoma (miles de toneladas)

3.000 2.538 2.500 2.000 1.500 828 676 1.000 557 483 446 237 214 500 168 128 63 55 54 48 28 15

Miles de toneladas 0

Comunidades autónomas de España

Figura 1.4. Producción de leche en España por Comunidades Autónomas en el año 2015. Fuente: FEGA. Información de régimen de tasa láctea

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En cuanto a la producción de leche de vaca en las diferentes Comunidades Autónomas españolas, Galicia es la comunidad con más entregas, con el 38,1% del total, muy por encima de Castilla y León, con el 12,8%, y de Cataluña, con el 10,5%. El 53% de la leche de vaca producida en España lo es en Galicia, Asturias y Cantabria.

El número de ganaderos españoles dedicados a la producción de leche de vaca ha ido disminuyendo durante los últimos años hasta situarse en la actualidad un 25% por debajo de los existentes en 2008. Galicia reúne el 56% de los productores, por delante de Asturias, con el 13%, y de Cantabria, con el 9%.

Los precios de la leche en España cerraron 2015 con 31 céntimos de euro/litro en promedio, y en Galicia con 29 céntimos de euro/litro. La caída del precio entre las campañas 2013/2014 y 2014/2015 pone de manifiesto la grave crisis de precios que se vive en toda Europa, cuyo origen ha sido la liberalización del sector, unida al veto ruso, a una menor demanda de los países asiáticos y a un incremento de la producción en toda Europa. Según los datos de FEGA, en España la bajada media del precio de la leche de vaca se cifró en un 14,6%, y en Europa la bajada media fue del 17,4%. (Datos de las declaraciones obligatorias del sector lácteo de vacuno, 2015. FEGA).

0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15

Céntimo de euro 0,1 0,05 0 Galicia Murcia Aragón Madrid La Rioja Navarra Asturias canarias Baleares Cataluña Cantabria Andalucía País Vasco Extremadura C. Valenciana Castilla y León Castilla la Mancha

Figura 1.5. Referencia de precios para el litro de leche de vaca según comunidad autónoma (Datos de las declaraciones obligatorias del sector lácteo de vacuno, 2015. FEGA)

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Según la Federación Española de Industrias de la Alimentación y Bebidas (FIAB), la industria láctea española supone el 9,2% del sector alimentario, y emplea a más de 32.800 personas, el 7% del empleo en el sector alimentario con cierta especialización hacia la producción de leche líquida de consumo. El censo de industrias lácteas ascendía en 2015 a 1.557 empresas repartidas por todo el país, produciendo la cantidad de 7,3 millones de toneladas de productos lácteos (valor medio de los últimos 6 años). Cabe destacar que a lo largo de este periodo la producción industrial se ha incrementado en un 14,4%. (MAGRAMA).

Tabla 1.10. Producción industrial de leche y productos lácteos en España (miles de toneladas) Productos lácteos 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Leche líquida 3,518.1 3611.7 3492.1 3669.3 3521.2 3687.2 Yogures y leche fermentada 760.8 788.4 820.1 897 801.5 925.6 Queso 335.7 341.4 347 409 435.8 465.4 Nata 118.2 111.5 153.4 128.4 100.5 117.2 Mantequilla 37.9 42.1 36.7 35.1 39.8 40.1 Otros 2182.7 2132.2 2093.1 2421.7 2512.5 2721.3 Total 6,953.4 7,027.3 6,942.4 7,560.5 7,411.3 7,956.8

Fuente: Encuesta láctea anual de producción y destino de todas las clases de leche en España. Año 2015. Resultados provisionales. MAGRAMA

Producción industrial de los lácteos en España para el año 2015 3687,2 4000 2721,3 3000

2000 925,6 1000 465,4 117,2 Miles de toneladas 40,1 0 Leche líquida Yogures y Queso Nata Mantequilla Otros leche fermentada

Figura 1.6. Productos lácteos fabricados en España en el año 2015.

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En relación con el mercado exterior, a pesar de la considerable producción láctea en nuestro país, España importa mucho más de lo que vende. Entre los productos que más importa destacan los yogures, con 227 millones de euros, y los quesos, con 920,1 millones de euros. En cuanto a las exportaciones en los últimos años, el queso y la nata han aumentado considerablemente. También se aprecian incrementos en el yogur y las leches fermentadas o las leches en polvo (Tabla 1.11).

Tabla 1.11. Exportación española de leche y productos lácteos (toneladas) 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Yogurt y leches fermentadas 102,943 107,562 113,358 114,549 101,546 114,114 Queso 47,602 49,779 55,609 65,089 74,995 81,247 leche líquida granel 67,672 59,086 94,965 66,486 68,884 57,324 Nata 29,207 38,101 57,683 42,763 28,049 55,906 Leche líquida envasada 51,769 65,599 61,763 52,521 48,448 46,381 Leches en polvo 11,618 22,544 27,749 11,656 15,320 17,945 Mantequilla 30,405 14,650 13,776 13,262 12,594 14,119 Otros 28,604 26,079 32,791 29,319 57,186 31,312 Total 369,820 383,400 457,694 395,645 407,022 418,348

I.2.2. LA CASTAÑA

El castaño (Castanea sativa, Miller) pertenece a la familia de las Fagaceae y se encuentra en su mayoría en zonas tropicales del hemisferio norte, con ocho géneros y aproximadamente mil especies. El género Castanea es uno de los incluidos en esta familia y posee doce especies; la especie Castanea sativa es la especie originaria de Europa (Cobos Suárez, 1989).

Se sabe que el castaño existe en la tierra desde hace 40 millones de años, y la especie Castanea sativa, castaño común o castaño europeo desde hace aproximadamente 20 millones de años (Viéitez, 1992). El castaño se originó en Asia Menor, llegó a Grecia en el siglo V a. C. y desde allí a Italia, Francia y España en los dos o tres siglos siguientes. Al emplearse su madera

35 para múltiples usos, su explotación se extendió y alcanzó gran importancia de un modo rápido.

En la actualidad el castaño se cultiva principalmente en España (Galicia y Asturias), así como en los países meridionales de Europa, Bélgica, Alemania, Turquía, región del Cáucaso, Argelia y Marruecos (Ramos Figueras, 1979, Cobos Suárez, 1989)

El fruto del castaño, la castaña, ha gozado tradicionalmente, y de modo merecido, de una buena fama como alimento. Durante siglos ha formado parte muy importante en la alimentación humana en Europa, sobre todo antes de la llegada del maíz y la patata provenientes de América (Alcasena, 2001). Se trata de un alimento muy energético, con un alto contenido en glúcidos y sustancias nitrogenadas y unas concentraciones de minerales y vitaminas más que aceptables (Mataix y col., 2003).

La castaña se comercializa en fresco (para su consumo asada o cocida), o bien se destina a la industria de la transformación, siendo este su uso prioritario y elaborándose productos tales como purés, mermeladas, cremas, harinas, patés, licores, bombones, castañas cocidas y asadas envasadas, y “marrón glacé” (la forma más exquisita y de mayor valor añadido). Ahora bien, la utilización de la castaña para consumo humano ha descendido en las últimas décadas y ha pasado de ser un alimento básico en las zonas de producción a tratarse de un producto de alto valor añadido en sus formas industrializadas y un componente de la cocina selecta y refinada, “de pan de pobres a caviar de las montañas” (Carmona, 2005).

I.2.2.1. Principales características de la castaña en Galicia

La castaña producida en Galicia se encuentra acogida por la Indicación Geográfica Protegida (I.G.P.) “Castaña de Galicia” (Reglamento (CE) N° 510/2006 del Consejo), que protege a “Los frutos obtenidos a partir de cultivares autóctonos gallegos del castaño europeo (Castanea sativa, Miller) destinados al consumo humano y comercializados en fresco o congelado”. Esta

36 protección no es específica para variedades de castaña concretas, e incluye al conjunto de los ecotipos locales seleccionados por los agricultores de Galicia.

En cuanto a los estudios efectuados sobre la castaña producida en Galicia, Chenlo y col. (2005) en un estudio para el procesamiento industrial de la castaña para consumo humano detreminaron ciertos parámetros composicionales de la castaña producida en Galicia y el norte de Portugal; el contenido de humedad de las castañas frescas varió entre el 49 y el 57%. De La Montaña Míguelez y col. (2003), caracterizaron la composición nutricional de 15 variedades generalizadas de castañas de la región de Verín-Monterrei (Ourense, España), estableciendo su idoneidad para la transformación industrial. Todas las variedades mostraron un contenido de humedad mayor al 50%. El almidón fue el principal nutriente. El contenido de proteínas se situó entre el 6,0 y el8,6%, la fibra entre el 2 y el 3%, los lípidos 1,3-3% y las cenizas 1,8-3%. En general, la composición de castañas en la dieta proporciona el contenido más alto en carbohidratos poliméricos y contenido aceptable en lípidos y minerales adecuados.

I.2.3. LA GRASA VEGETAL EN EL HELADO

Por razones de salud, la grasa vegetal parece ser el sustituto ideal de la grasa láctea en el helado. De todas las grasas vegetales, a su vez, el aceite de oliva es el que goza de mayor popularidad y aceptación en la Europa mediterránea.

El aceite de oliva procede únicamente de la aceituna u oliva (fruto del olivo, Olea europea L.) de la que se obtiene por distintos procedimientos y sin mezclas con aceites de otra naturaleza. (Comité Oleícola Internacional), adaptadas en las normativas de la Unión Europea (Reglamento CE n° 2568/91 y sus modificaciones).

En la industria oleícola se elaboran 3 categorías de aceite de oliva vírgen i) el aceite de oliva Virgen extra (de acidez libre, expresada en ácido oleico, menor de 8,8 g por cada 100 g, y cuya puntuación organoléptica otorgada por un panel entrenado sea de intensidad de atributos defectuosos igual a cero, ii)

37 el aceite de oliva virgen (de acidez libre menor a 2 g por cada 100 g, con defectos sensoriales inferiores a una mediana de 3,5), y iii) aceite de oliva lampante (de acidez libre superior a 2g por cada 100 g, se permite una puntuación organoléptica defectuosa mayor a 3,5). Este último debe sufrir un proceso de refinación para su consumo, sin embargo, el sabor afrutado en todas debe ser cero. Como consecuencia del refinado del aceite de oliva lampante, se obtiene el aceite de oliva refinado, un producto con características sensoriales neutras (sin gusto ni aroma), con acidez inferior a 0,3g por cada 100 g, que mezclado con una fracción de otros aceites vírgenes (extra o virgen), da lugar al producto que se consume en los hogares bajo la denominación de aceite de oliva. La calidad del aceite de oliva presenta diferentes acepciones: la calidad comercial (estabilidad oxidativa para el transporte a rutas largas), la calidad culinaria (gusto, aroma, fluidez, calor específico para las frituras, temperatura de humo), la calidad nutricional y terapéutica (elevado contenido de grasa monoinsaturada, representada por el ácido oleico, que provoca en el consumidor una disminución del contenido de colesterol total y un aumento de los niveles de colesterol ligado a las lipoproteínas de alta densidad “HDL”, siendo ello favorable a la prevención de enfermedades cardiovasculares. También se ha comprobado que su contenido en compuestos antioxidantes de naturaleza polifenólica es interesante para la reducción de fenómenos oxidativos en el organismo y la prevención, en consecuencia, de ciertos tipos de cáncer (Casp, 2014).

I.2.4. LOS EDULCORANTES

El dulce es uno de los cinco gustos básicos. Los compuestos que tienen sabor dulce se llaman edulcorantes. En la actualidad se han desarrollado compuestos químicos de síntesis con un potente poder edulcorante y que puede utilizarse como aditivos en la fabricación de alimentos. Sin embargo, habida cuenta de las modernas tendencias del mercado, y de la preferencia creciente de los consumidores por alimentos naturales, nos referiremos en este apartado únicamente a los edulcorantes naturales.

38

Las sustancias edulcorantes generalmente suponen entre el 16 y 20% de la masa del helado. El aumento en el contenido del azúcar supone un descenso en el punto crioscópico y, en consecuencia, una disminución de la proporción de agua congelada, así como el aumento de la viscosidad, lo que inhibe el crecimiento de los cristales de hielo. Para una composición del 12 al 18% de azúcar, el tamaño de los cristales, varía desde 67,5 x 51 a 48,5 x 47,3X x10¯⁶m. (Mahaut y col., 2003).

En general se distinguen dos grandes grupos de sustancias con sabor dulce, los sacáridos (hidratos de carbono) y los no sacáridos (sustancias de distintas naturalezas químicas, pero que no son carbohidratos).

I.2.4.1. Los edulcorantes sacáridos

Los sacáridos son los edulcorantes tradicionales y genuinos y los más ampliamente usados durante siglos. Los edulcorantes sacáridos son carbohidratos, monómeros, dímeros, trímeros individuales o en mezclas, bien en estado de elevada pureza o formando parte de jarabes o de preparaciones naturales.

La sacarosa, (azúcar de mesa) (α-D-glucopiranosil-(1→2)-β-D- fructofuranósido) es el edulcorante natural típico y genuino. Se obtiene generalmente a partir de la remolacha azucarera (Beta vulgaris subsp. vulgaris), que acumula este carbohidrato en las raíces, o a partir de la caña de azúcar (Saccharum officinarum), que lo acumula en los tallos. La sacarosa se obtiene a partir de estas dos fuentes utilizando complejos procesos de extracción y purificación (Clarke y Godshall, 19988; Chen y Chi-Chou, 1993) que implican el uso de tecnologías avanzadas y conllevan el consumo de grandes cantidades de energía y una cierta contaminación del entorno. Por supuesto, la sacarosa es un edulcorante natural y saludable, pero el impacto ambiental de su obtención ha provocado en tiempos recientes un creciente interés en su sustitución por edulcorantes naturales ambientalmente más sostenibles. Además, la sacarosa es una molécula con un elevado grado de pureza que solo proporciona al consumidor energía, mientras que otros edulcorantes sacáridos más modernos son productos más brutos, menos

39 refinados, que proporcionan, además, otros nutrientes tales como vitaminas, minerales y fibra. Haremos a continuación un repaso breve de estos edulcorantes sacáridos considerados como más saludables. Algunos de ellos son productos intermediarios o subproductos del proceso de obtención de la sacarosa.

Jarabe de Ágave

El jarabe de Ágave se produce a partir del jugo de la parte interna (cogollo) de varias especies del género Agave (A. americana, A. salmiana y A. tequilana), nativas de Méjico. La producción del jarabe de Ágave difiere según la especie de origen; brevemente, el jugo, tras someterlo a un proceso de filtrado, y calentado, con lo cual se concentra dando lugar al jarabe. EL jarabe se comercializa en cuatro formas diferentes (claro, ámbar, oscuro y crudo) dependiendo de las peculiaridades del proceso de obtención (grado de filtración, intensidad del tratamiento térmico aplicado, etc.). Estas formas no solo poseen un color diferente, sino que, debido a su distinta composición y también al diferente grado de caramelización de los azúcares, también difieren en su sabor y aroma. En relación con su composición, contiene fundamentalmente fructosa (47-56%) y glucosa (16-20%) (Pätzold y Bückner, 2005) y cantidades traza de minerales (Fe, Ca, K y Mg). Este jarabe es usado con frecuencia por los veganos como sustituto de la miel. Debido a su bajo índice glicémico, derivado de su bajo contenido en glucosa, se considera un edulcorante muy saludable.

Melaza

La melaza, un líquido oscuro y denso, es un subproducto de la elaboración industrial del azúcar de caña (Chen y Chi-Chou, 1993). Partiendo del jugo bruto extraído de la caña, tras la separación de los cristales de sacarosa en estado de pureza, el residuo líquido resultante, denominado melaza, contiene todavía algo de sacarosa en su composición, pero también vitaminas (B6, fundamentalmente) y minerales (Fe, Ca, Mg, Se, y, sobre todo, K). Este perfil nutricional tan particular hace que la melaza sea un suplemento dietético muy popular y ampliamente utilizado, y al que se

40 atribuyen diversos beneficios y propiedades (antioxidante; beneficioso para los huesos, corazón, piel y colon; mejora los problemas del aparato digestivo; ayuda a la pérdida de peso; fuente importante de minerales, con todas las consecuencias positivas de ello; etc.). Como edulcorante, tiene un bajo índice glicémico y constituye, por tanto, una opción muy saludable para las personas diabéticas o pre-diabéticas.

Jarabe de arroz

También denominado malta de arroz, se obtiene incubando agua de cocción de arroz con enzimas sacarificantes que degradan el almidón hasta maltosa. Para su elaboración, generalmente, el arroz cocido en agua se inocula con una pequeña cantidad de granos de cebada germinados (malta de cebada) que es la fuente de las enzimas sacarificantes (diastasa). Las enzimas suministradas por los granos de cebada degradan no solo el almidón, sino también las proteínas y los lípidos del arroz, para dar lugar a una disolución que contiene maltosa y pequeñas cantidades de aminoácidos libres, pequeños péptidos y ácidos grasos; el contenido en glucosa es muy limitado. A continuación, se eliminan los granos de cebada por filtración y la solución se somete a ebullición para evaporar el agua y obtener un jarabe concentrado En la producción moderna, se emplea una solución de almidón de arroz modificado y el proceso se lleva a cabo en dos etapas; en la primera se añaden α-amilasas de origen microbiano (Bacillus spp., Aspergillus spp.) que convierten el almidón en dextrinas (pequeños polímeros de glucosa) de diversos tamaños moleculares, y en la segunda, denominada sacarificación, se usan las enzimas β-amilasa y pululanasa (una enzima desramificante), las dos de origen microbiano, que convierten las dextrinas en otras dextrinas de menor tamaño molecular, maltosa y glucosa. La disolución se evapora finalmente por ebullición hasta alcanzar el contenido de humedad deseado finalmente.

El jarabe de arroz contiene básicamente tres tipos de azúcares, maltotriosa (52% de los azúcares totales), maltosa (45%) y glucosa (3%). Contiene, además, pequeñas cantidades de Ca y K. También se denomina con frecuencia jarabe de maltosa, haciendo referencia a su elevado contenido de maltosa.

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Azúcar de coco

El azúcar de coco, también denominado azúcar de palmera o azúcar de cocotero, es un edulcorante que se obtiene a partir de la sabia de los botones florales de la palmera Cocos nucifera. Se obtiene sobre todo por procedimientos artesanales y ha sido durante siglos el edulcorante tradicional en las regiones del sur y sudeste asiático (Islas Filipinas e Indonesia). La elaboración comienza con la recogida de la sabia de los botones florales. Esta sabia, un líquido traslúcido que tiene alrededor de un 80% de agua, se transfiere a recipientes grandes donde se hierve bajo calor moderado para eliminar el agua. La ebullición transforma la sabia en un jarabe espeso denominado “toddy”. Este jarabe puede emplearse como tal, o puede seguir concentrándose obteniendo diferentes preparaciones tales como una pasta blanda o, incluso, cristales. El color, poder edulcorante, sabor y aroma varían ampliamente dependiendo de la variedad de palmera empleada, de la edad de la palmera, estación y lugar de la recolección y, por supuesto, del grado de calentamiento de la sabia.

El azúcar de coco contiene fundamentalmente sacarosa (70-79% de los azúcares totales), glucosa (3-9%) y fructosa (3-9%). Su contenido en otros nutrientes es bajo, con la excepción del mineral potasio. Su bajo índice glicémico le convierte en un edulcorante muy saludable.

Azúcar de dátil

El denominado azúcar de dátil se elabora triturando muy finamente los dátiles (frutos de la palmera Phoenix dactylifera) previamente deshidratados. Dada su naturaleza, el azúcar de dátil con se disuelve completamente, lo cual limita sus posibilidades de uso y solamente puede emplearse como edulcorante en alimentos en lo que no se requiera una disolución completa del azúcar. Presenta, sin embargo, ventajas tales como un sabor dulce delicado, particular y sumamente agradable y, también, su bajo precio consecuencia de la simplicidad de su proceso de elaboración. Además, debido a su naturaleza (se trata en realidad de una fruta deshidratada y molida) contiene cantidades

42 apreciables de diferentes a los azúcares, tales como fibra, proteína y minerales (Ca, Fe, Mg, P, Zn, Cu, Mn y Se).

Productos obtenidos por evaporación del jugo de caña

Existen diferentes derivados del jugo de caña (jugo de caña evaporado, rapadura, azúcar turbinado) (Neacsu y Madar, 2014) que difieren básicamente unos de otros en su grado de refinado y, por lo tanto, en su color y composición. En la elaboración del azúcar de caña, inicialmente se obtiene un jugo bruto que después se clarifica y evapora para obtener la sacarosa pura cristalizada.

El jugo de caña evaporado es, así pues, un azúcar de caña parcialmente purificado. Al estar menos refinado que el azúcar de mesa (sacarosa), es más rico en nutrientes minoritarios (vitaminas y minerales), fundamentalmente la vitamina B12. En Europa este producto se conoce simplemente como "azúcar sin refinar".

La rapadura es el nombre en idioma portugués de un jugo de caña sin refinar deshidratado. La rapadura se obtiene por un proceso sencillo de ebullición del jugo de caña hasta que tiene lugar la cristalización de la sacarosa (granulación). Consiste básicamente, entonces, en el jugo de caña del que únicamente se ha retirado el agua, y por lo tanto contiene todas las vitaminas y minerales normalmente presentes en el jugo de caña. La rapadura se considera el menos refinado de todos los productos derivados de la caña de azúcar.

Existen otros productos similares a la rapadura utilizados como edulcorantes en distintos lugares del mundo. Tales son la "panela" obtenida y empleada en toda Latinoamárica, el "muscovado" de Filipinas, y el "jaggery", un jugo de caña deshidratado que se elabora y emplea en diversos lugares de África, Asia y Latinoamérica. El "sucanat", un término que resulta de la contracción de las palabras francesas que lo definen (Sucre de canne naturel) es el nombre comercial de un jugo de caña bruto similar a la rapadura y obtenido a través de un procedimiento muy similar.

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El azúcar turbinado es ligeramente diferente a todos estos productos anteriormente mencionados. Para su elaboración, se prensa la caña para obtener el jugo y este se ebulle hasta la granulación. Ahora bien, en este caso los cristales de sacarosa se refinan con posterioridad mediante un lavado de la superficie, que elimina las impurezas, seguido de una centrifugación. El turbinado tiene, así pues, una coloración más clara y contienen menos restos de melaza que la rapadura y los otros productos similares que se han mencionado.

Miel

La miel es una sustancia natural producida por las abejas (Apis mellifera) a partir del néctar de las flores o a partir de exudados de árboles y plantas, dando lugar a las mieles de néctar y a, respectivamente (Álvarez- Suárez y col., 2010). En los textos más antiguos de la humanidad aparecen ya referencias a este alimento (Crane, 1975). Dadas sus especiales propiedades físicas y químicas, tradicionalmente la miel ha sido usada por el hombre no solo como alimento, sino también como medicina en la cura de diferentes enfermedades del hombre y de los animales domésticos (Jeffrey y Echazarreta, 1996). En los últimos años se ha desarrollado incluso una medicina alternativa denominada apiterapia que hace uso de tratamientos que emplean miel y otros productos de la colmena para el tratamiento de distintas enfermedades.

Como edulcorante, durante muchísimo tiempo en la historia de la humanidad fue el único producto utilizado con este fin, hasta el inicio de la elaboración del azúcar industrial (sacarosa) que tuvo lugar alrededor del año 1800 (Crane, 1975).

La composición de la miel se conoce en profundidad y ha sido ampliamente descrita (Álvarez-Suárez y col., 2010; Missio da Silva y col., 2016). La miel contiene por término medio un 17,2% de agua, un 79,59% de azúcares totales, 0.17% de cenizas, y un 0.57% de ácidos totales expresados como ácido glucónico (Álvarez Suárez y col., 2010). Es fundamentalmente una solución sobresaturada de azúcares, sobre todo fructosa (38%) y glucosa (31%), que contiene además minerales, proteínas, aminoácidos libres, enzimas

44 y vitaminas. En la miel se han descrito más de 181 sustancias diferentes (Chow, 2002). La composición en carbohidratos de la miel es ciertamente compleja (Ruíz-Matute y col., 2010; Siddiqui, 1970); además de los azúcares mayoritarios ya comentados, se han identificado también los siguientes disacáridos y trisacáridos: maltosa, isomaltosa, nigerosa, turanosa, maltulosa, kojibiosa, α- y β-trehalosa, gentibiosa, laminaribiosa, maltotriosa, 1-kestosa, panosa, isomaltosil glucosa, erlosa, isomaltosiltriosa, theanderosa, centosa, isopanosa, isomaltosiltetraosa, e isomaltosilpentaosa (Siddiqui y Furgala, 1967; Siddiqui y Furgala, 1968). Se han descrito también en la miel una amplia variedad de constituyentes minoritarios de naturaleza no hidrocarbonada, muchos de los cuales poseen propiedades antioxidantes (por ejemplo, ácidos fenólicos y flavonoides). Desde el punto de vista de la salud, la presencia de tales sustancias antioxidantes representa un importante valor añadido. Debido a la naturaleza de la miel, su composición varía ampliamente dependiendo del área geográfica y de su origen floral (Escuredo y col., 2013)

Jarabe de arce o miel de maple

El jarabe de arce se elabora fundamentalmente en Canadá (provincias de Quebec y Manitoba) y USA (Estado de Vermont) a partir de la sabia de los árboles de diferentes especies del género Acer (arce), sobre todo Acer saccharum (arce del azúcar), Acer rubrum (arce rojo) y Acer nigrum (arce negro) (Eagleson y Asner, 2006). Estos árboles son capaces de almacenar almidón en sus troncos, ramas y raíces durante las estaciones cálidas (verano y otoño), a continuación, el almidón se convierte en sacarosa y otros azúcares que pasan a formar parte de la sabia de los árboles al final del invierno y principios de la primavera. En ese momento, se practican agujeros en los troncos de los árboles y la sabia que exuda de ellos se recoge con la ayuda de grifos o tubos de plástico. La sabia seguidamente se hierve y se concentra en recipientes abiertos hasta que se obtiene un jarabe. El jarabe que se obtiene finalmente tiene una densidad variable de alrededor de 66 ºBrix y, una vez elaborado, se filtra para eliminar los cristales de azúcar y malato cálcico que se forman durante el proceso de concentración y que confieren al jarabe una textura arenosa indeseable. El jarabe puede seguir calentándose, o ser procesado con posterioridad para generar otros productos derivados del arce diferentes, tales

45 como azúcar de arce, crema o mantequilla de arce, o caramelo o tofe de arce (Eagleson y Asner, 2006).

El jarabe de arce se encuadra en grados, siguiendo diferentes escalas y de acuerdo con su densidad y translucidez. Estos diferentes grados con sus distintas características organolépticas son función del origen botánico, el lugar geográfico de recolección, y, sobre todo, el momento de la temporada en el que se recoge del árbol; el jarabe que se recoge en momentos más tempranos tiende a presentar un color más claro.

La composición química del jarabe de arce es variable entre los diferentes grados., pero contiene un 66,5-67,9% de carbohidratos, fundamentalmente sacarosa (65,1-67,1%) y pequeñas cantidades de glucosa (0,4-0,7%) y fructosa ((0,1-0,7%) formadas como consecuencia del proceso de inversión de la sacarosa que tiene lugar durante la ebullición de la sabia para generar el jarabe (van den Berg y col., 2006). Su contenido medio de micronutrientes es bajo, sin embargo, el manganeso y la riboflavina están presentes en cantidades apreciables, y se han descrito también cantidades moderadas de zinc, calcio, conjuntamente con cantidades traza de aminoácidos (Morselli y Whalen, 1996). Incluso se generan sustancias nuevas durante el proceso de ebullición y concentración (Li y Seeram, 2011). En diferentes países del mundo, este jarabe se usa ampliamente como edulcorante en diversos productos de repostería y una amplia variedad de alimentos, y los expertos en gastronomía coinciden en señalar su aroma y sabor particular y único.

I.2.4.2. Los edulcorantes no sacáridos

Los edulcorantes hidrocarbonados tienen valor calórico y un consumo excesivo puede conducir a un aumento del peso corporal y eventualmente a obesidad. También pueden aumentar los niveles de glucosa en sangre, resultando altamente perjudiciales para las personas diabéticas o pre- diabéticas. A su vez, son azúcares fermentables y su consumo, unido a una deficiente higiene dental, puede generar caries dentales (Majem y col., 1993).

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Por todas estas razones, los edulcorantes no sacáridos (no carbohidratos) han adquirido una importancia creciente en los últimos años. Los edulcorantes no sacáridos son ciertamente un grupo muy heterogéneo de sustancias de origen vegetal que tienen generalmente una capacidad edulcorante muy poderosa. Estas sustancias, su naturaleza, estabilidad y propiedades edulcorantes han sido revisadas recientemente (Priya y col., 2011). Enumeraremos en este apartado los más interesantes clasificándolos por familias químicas.

I.2.4.2.1. Terpenoides

Los terpenoides vegetales que poseen poder edulcorante son el steviosido, dulcosido, rebaudiosidos A-E y esteibiosido procedentes de las hojas de la planta Stevia rebaudiana; la glicirrizina de las raíces y estolones de las plantas Glycyrrhiza glabra, Glycyrrhiza foetida, y Glycyrrhiza inflata, y de las frutas de la planta Manilkara zapota; el polipodosido A de los rizomas de la planta Polypodium glycyrrhiza; los abrusosidos A-E de las hojas de Abrus precatorius; y la perillartina de las hojas, semillas y botones florales de la planta Perilla frutescens.

I.2.4.2.2. Dihydro isocumarinas

La dihydro isocumarina más importante es la denominada filodulcina obtenida de la planta Hydrangea macrophylla.

I.2.4.2.3. Proteínas

Algunas sustancias edulcorantes naturales tienen naturaleza proteica. Tales son las taumatinas presentes en las frutas de la planta tropical Thaumatococcus daniellii; la miraculina, una glicoproteína presente en las bayas rojas (baya mágica) de la planta Synsepalum dulcificum (Richardella dulcifica); la curculina de la planta Curculigo latifolia; la monellina de las bayas rojas de la planta Dioscoreophyllum cumminsii; la pentadina y brazeina de las

47 frutas de Pentadiplandra brazzeana; y la mabinlina, un polipéptido presente en las frutas de la planta china Capparis masaikai.

I.2.4.2.4. Dihidrochalconas

Algunas dihidrochalconas de origen vegetal presentan sabor dulce. Tales compuestos son la trilobatina de la planta Symplocos paniculata; la glicifilina presente en todas las partes de la planta Smilax glycyphilla; la neoesperidina de las frutas de Citrus aurantium; la naringina de las frutas de Citrus paradisi; y la hesperidina proveniente de Citrus sinensis y Citrus limon.

I.2.4.2.5. Polioles

Algunos polioles naturales (xilitol y eritritol) tienen poder edulcorante. El xilitol ((2R,3r,4S)-pentano-1, 2, 3, 4, 5-pentol) tiene un poder edulcorante similar al de la sacarosa. Se encuentra de modo natural en bajas concentraciones en muchas frutas y vegetales y se obtiene de diferentes bayas y plantas. La extracción comercial de xilitol se lleva a cabo habitualmente a partir de madera de abedul.

El eritritol ((2R,3S)-butano-1, 2, 3, 4-tetraol) tiene, comparativamente, el 70% del poder edulcorante de la sacarosa. Se encuentra de modo natural en algunas frutas y alimentos fermentados. A escala industrial, se obtiene por fermentación de la glucosa utilizando sobre todo la levadura Moniliella pollinis, si bien recientemente se han identificado nuevas levaduras que producen eritritol de modo muy eficiente (Deng y col., 2012).

I.2.4.2.6. Saponinas esteroideas

Algunos edulcorantes naturales son saponinas esteroideas. Tales son la estrogina presente en los extractos acuosos de las hojas de la planta Staurogyne merguensis; los ciclocariósidos I, II y III que se obtienen de las hojas de Cyclocarya paliurus; los pterocariósidos A y B de las hojas y tallos del árbol Pterocarya paliurus; la osladina de los rizomas de Polypodium vulgare; y el polipodósido A de los rizomas de la planta Polypodium glycyrrhiza.

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I.2.5. LOS EMULSIONANTES

Teniendo en cuenta la inestabilidad del sistema que constituye el helado, la adición de emulsionantes y estabilizantes es imprescindible para mejorar la textura y la resistencia a las fluctuaciones de temperatura (Mahaut y col., 2003).

Las emulsiones de grasa en agua son parte fundamental de muchos de los alimentos elaborados. Las gotitas de grasa dispersas en la fracción acuosa de estos productos contribuyen de un modo importante a sus propiedades sensoriales típicas y deseables, tales como el aspecto, aroma, estabilidad, sabor, textura y sensación en boca (McClements, 2015). Estas propiedades dependen fundamentalmente de las propiedades de las gotitas de grasa que contienen los alimentos, de su cantidad, estructura, composición, tamaño e interacciones (McClements, 2005).

Las emulsiones de grasa en agua son sistemas inestables desde el punto de vista termodinámico, y su estabilización resulta clave para facilitar los procesos de elaboración y asegurar una calidad uniforme y una vida útil prolongada en los productos basados en estas emulsiones. Esta estabilización resulta posible por el uso de sustancias llamadas genéricamente emulsionantes. Los emulsionantes son sustancias anfifílicas (hidrofílicas e hidrofóbicas al mismo tiempo) que son capaces de adsorberse en la superficie de las gotitas de grasa, reduciendo la tensión interfasial y evitando la coalescencia de las gotitas que podría desembocar en la rotura definitiva de la emulsión y en la pérdida rápida de todas las características y atributos ligadas al mantenimiento de la misma. Los emulsionantes alimentarios exhiben diversas funciones relacionada con la estabilidad de las emulsiones y con la textura de los alimentos. Pueden tanto aumentar la estabilidad de la emulsión como proporcionar una desestabilización controlada de la emulsión que en algunos casos es un efecto deseable de cara a obtener texturas concretas y particulares y sensaciones en boca diferentes e impactantes (Chen, 2015). Las propiedades y la funcionalidad de los emulsionantes han sido profundamente estudiados durante décadas, tanto en sistemas modelo como en los alimentos,

49 y la industria alimentaria tiene actualmente a su disposición sustancias muy eficientes que se hallan incluidas en las listas positivas de aditivos. Sin embargo, como acabamos de comentar en el caso de los edulcorantes, las preferencias actuales de los consumidores se inclinan hacia sustancias naturales que, si bien en algunos casos ligeramente menos efectivas, ofrecen un máximo de confianza al consumidor sin afectar a la calidad y propiedades de los alimentos en los que se emplean.

Un emulsionante natural ideal debería cumplir los siguientes requisitos (McClements y Gumus, 2016): i) adsorción rápida en la superficie de las gotitas de grasa que se generan durante la homogeneización delas mezclas, ii) descenso apreciable de la tensión en la interfase grasa-agua para facilitar la fragmentación de las gotitas de grasa, iii) generación de una película protectora en la superficie de las gotitas para evitar la agregación y posterior coalescencia de las mismas.

Las sustancias naturales que cumplen estos requisitos pertenecen a cuatro grupos fundamentales de sustancias: fosfolípidos, proteínas, polisacáridos y “biosurfactantes y bioemulionantes”.

I.2.5.1. Los fosfolípidos

Los fosfolípidos son lípidos polares ampliamente distribuidos en la naturaleza donde integran las membranas celulares de las plantas, animales y microorganismos. Desde un punto de vista químico, los fosfolípidos son acil- glicéridos en los que dos de las tres posiciones de la molécula de glicerol están esterificadas por ácidos grasos, estando la tercera posición esterificada por una molécula de ácido fosfórico. Las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos constituyen la mitad apolar (hidrofóbica) de la molécula, mientras que el ácido fosfórico es el responsable de su carácter polar (hidrofílico). Una molécula con tal estructura tiene regiones fuertemente apolares y regiones fuertemente polares, una particularidad que le confiere un carácter anfifílico muy adecuado para adsorberse en las interfases grasa-agua. Cuando los fosfolípidos se adsorben en las intefases grasa-agua, la parte apolar de la molécula (cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos) se adentra en la fase oleosa, mientras que la parte polar de la molécula (ácido fosfórico) se orienta

50 hacia la fase acuosa. Los fosfolípidos pueden formar una monocapa o una capa múltiple (con los fosfolípidos alineados cabeza con cabeza) alrededor de las gotitas de grasa, dependiendo de las características de la emulsión (Pichot y col., 2013).

Los emulsionantes naturales a base de fosfolípidos utilizados en la industria alimentaria se denominan habitualmente lecitinas (Klang y Valenta, 2011). Las lecitinas pueden extraerse de numerosas fuentes naturales, siendo las más comunes las habas de soja, huevos, leche y algunas semillas (colza, canola, algodón, y girasol) (Bueschelberger y col., 2015). Sin embargo, en la actualidad el 90% de las lecitinas disponibles comercialmente proceden de la soja (Günther, 2012) debido a que pueden extraerse de un modo fácil y económico en el curso de la obtención del aceite de soja.

Las lecitinas naturales son generalmente mezclas complejas de diferentes lípidos polares (fosfo- y glicolípidos) y triglicéridos (Günther, 2012), pero habitualmente se fraccionan y purifican para obtener sustancias más puras enriquecidas en fracciones particulares (Bueschelberger y col., 2015) que poseen propiedades concretas y poderosas para usos muy concretos.

I.2.5.2. Las proteínas

Las proteínas son complejas cadenas poliméricas formadas por unidades denominadas aminoácidos que se encuentran unidas a través de enlaces peptídicos. Algunos aminoácidos (glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, prolina, fenilalanina, triptófano, y metionina) tienen cadenas laterales apolares, mientras que otros (serina, treonina, cisteína, tirosina, asparagina y glutamina) están provistos de cadenas laterales polares (Belitz y col., 2009). La mayoría de las proteínas presentes en la naturaleza poseen en sus moléculas una mezcla de aminoácidos apolares y polares, y por lo tanto gozan de un carácter anfifílico y poseen la capacidad de adherirse a las interfaces grasa-agua, estabilizando por lo tanto las emulsiones de grasa en agua (Dickinson, 1994; Damodaran, 2005). La relación de grupos apolares a grupos polares que quedan expuestos en la superficie determina la actividad de superficie de una proteína concreta (Dalgleish, 1996) y, para que una proteína sea un buen emulsionante, se requiere que posea un nivel de

51 hidrofobicidad superficial medio. Las proteínas rápidamente se adsorben en la superficie de las gotitas y forman membranas interfasiales cargadas eléctricamente, por lo tanto, la repulsión electrostática es el principal mecanismo que evita la coalescencia de las gotitas de grasa en las emulsiones estabilizadas por proteínas (McClements, 2004). Debido a esta circunstancia, las emulsiones estabilizadas por proteínas tienen una sensibilidad particular a las condiciones de pH y fuerza iónica, y se desestabilizan cuando el valor de pH se sitúa en torno al punto isoeléctrico de la proteína utilizada como estabilizante, y también cuando la fuerza iónica del medio alcanza un valor determinado (Dickinson, 2010). Además, las emulsiones estabilizadas por proteínas globulares son sensibles a los tratamientos térmicos, debido a la sensibilidad al calor de estas proteínas y a su fácil desnaturalización por efecto de la temperatura.

En la naturaleza hay una amplia variedad de proteínas que cumplen los requisitos necesarios para ser un buen emulsionante. Sin embargo, en la industria alimentaria las más utilizadas como emulsionantes son las proteínas lácteas, tanto las caseínas como las proteínas del suero (Wilde, 2009; Lam y Nickerson, 2013). Otras proteínas adecuadas de origen animal son las proteínas de huevo (ovoalbúmina, lisozima y las mezclas de proteínas de la clara) y la gelatina (Surh y col., 2006; Anton, 2013). Sin embargo, por varias razones que abarcan los aspectos económicos, alergenicidad, funcionalidad y etiquetado, en los últimos años existe un interés creciente por el uso de proteínas de origen animal. En este sentido, las proteínas de soja, maíz, guisante, garbanzos, alubias y lentejas han sido estudiadas y testadas en profundidad, y algunas de ellas han mostrado propiedades emulsionantes prometedoras tras ser sometidas a ligeras modificaciones estructurales (Lam y Nickerson, 2013). En cualquier caso, cada proteína tiene sus propiedades estructurales y funcionales características y su adecuación para servir como emulsionante es, como ya se ha comentado, función de los parámetros del entorno (pH, fuerza iónica, tratamientos térmicos, etc.).

I.2.5.3. Los polisacáridos

Los polisacáridos son polímeros formados por unidades (monosacáridos) unidas entre sí a través enlaces glicosídicos. Los

52 monosacáridos que integran la molécula pueden ser de uno solo (homopolisacáridos) o más tipos (heteropolisacáridos). Los polisacáridos varían ampliamente en relación con el número de unidades de monosacáridos que los integran (desde oligosacáridos hasta polisacáridos de alto peso molecular), grado de ramificación (desde lineales a muy ramificados), carga eléctrica, e hidrofobicidad/polaridad. Además, algunos polisacáridos tienen péptidos (glicoproteínas) o lípidos (glicolípidos) unidos a ellos. Todas estas particularidades estructurales confieren a los polisacáridos diferentes propiedades y capacidades para servir como emulsionantes.

La mayoría de los polisacáridos naturales son moléculas muy hidrofílicas y, al carecer de hidrofobicidad, no son buenos emulsionantes (Dickinson, 2003). Este tipo de moléculas, sin embargo, pueden estabilizar las emulsiones a través de un incremento de la viscosidad del medio, impidiendo así el desplazamiento y la coalescencia de las gotitas de grasa. Tales moléculas pueden adquirir actividad de superficie mediante una modificación química o enzimática que implique la adición de sustancias no polares. Sin embargo, las moléculas resultantes no pueden ser consideradas emulsionantes naturales. Algunos polisacáridos naturales tienen grupos no-polares en sus moléculas que les confieren un carácter anfifílico y, por consiguientes, buenas propiedades como emulsionantes. Entre estas sustancias destacan por sus propiedades emulsionantes la goma arábiga, pectinas y galactomananos. Además de estos, existen otros polisacáridos naturales de varios orígenes que recientemente han demostrado sus propiedades emulsionantes; tales son la goma de fibra de maíz, los polisacáridos de las semillas de albahaca, el mucílago de la mostaza amarilla, el kitosano del exoesqueleto de los crustáceos, la goma de tragacanto procedente de diferentes especies de Astargalus, y polisacáridos obtenidos a partir de las habas de soja y de las aceitunas.

I.2.5.4. Los biosurfactantes y bioemulionantes

Los biosurfactantes son pequeñas moléculas (glicolípidos, lipoproteínas y lipopéptidos que tienen en su molécula tanto partes hidrofílicas como hidrofóbicas, y por lo tanto poseen actividad de superficie y son capaces de estabilizar emulsiones de grasa en agua (De y col., 2015; Varvaresou e

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Iakovou, 2015). Los biosurfactantes pueden extraerse de plantas o ser producidos por microrganismos a través de procesos de fermentación controlados (De y col., 2015). Habitualmente, se obtienen en forma de mezclas complejas con otras moléculas de varias naturalezas y deben ser purificados antes de su uso como ingredientes alimentarios. Las ventajas de los biosurfactantes se basan en su carácter natural (son biodegradables, su producción es sostenible, y carecen de toxicidad), pero también en su efectividad a temperaturas y valores de pH extremos, y concentraciones de sal elevadas (Kralova y Sjoblom, 2009).

Los biosurfactantes más importantes de origen microbiano son glicolípidos y liporoteínas (Kralova y Sjoblom, 2009). Los biosurfactantes de origen vegetal son fundamentalmente las saponinas. Las saponinas glicósidos esteroides o triterpenoides que están presentes en un número elevado de vegetales de uso alimentario, fundamentalmente las legumbres (Sidhu y Oakenfull, 1986; Savage, 2016). Las saponinas son anfifílicas debido a que poseen partes hidrofílicas (azúcares) e hidrofóbicas (grupos fenólicos) en la misma molécula (Güçlü-Üstündag y Mazza, 2007). Las saponinas más interesantes para la industria alimentaria proceden de la corteza del árbol Quilaja saponaria (Stanimirova y col., 2011).

Los bioemulsionantes son sustancias de levado peso molecular de origen microbiano. Incluyen proteínas, heteropolisacáridos, lipopolisacáridos, y liporoteínas, o mezclas complejas de estos compuestos (Perfumo y col., 2012). Los bioemulsionnates son moléculas anfifílicas, pero debido a sus elevados pesos moleculares noson tan efectivos como como los biosurfactantes en la reducción de la tensión interfasial de las emulsiones (Uzoigwe y col., 2015). Al igual que los biosurfactantes, estas moléculas pueden emulsionar de manera eficiente dos líquidos inmiscibles, incluso a bajas concentraciones, pero son menos efectivos en la reducción de la tensión superficial. Así pues, los bioemulsionantes poseen solo capacidad emulsionante, y no actividad superficial (Uzoigwe y col., 2015). Los bioemulsionantes más importantes incluyen las hidrofobinas de Trichoderma reesei, manoproteínas de Saccharomyces cerevisiae o Saccharomyces uvarum, emulsan de Acinetobacter calcoaceticus, alasan de Acinetobacter radioresistens, liposan de Candida lipolytica y el lipomanan de Candida tropicales (Kralova y Sjoblom, 2009; Uzoigwe y col., 2015). Sin embargo, de todas estas sustancias solo las

54 hidrofobinas (Tchuenbou-Magaia y col., 2009) y las manoproteínas (Barbosa da Silva Araújo y col., 2014) han sido utilizadas como potenciales bioemulsionantes en sistemas alimentarios.

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II. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS DE LA PRESENTE TESIS DOCTORAL

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La ejecución de la presente tesis doctoral está en primer lugar motivada por la necesidad de elaborar un producto que valorice dos producciones excedentarias en la Comunidad Autónoma de Galicia: la leche de vaca y la castaña. Habida cuenta de la inexistencia en el mercado de helados de castaña, el helado parece ser el producto de elección a elaborar con la finalidad señalada.

Ahora bien, dada la multitud de posibilidades de incorporación de la castaña en la fórmula del helado (en tropiezos, en forma de harina, en marrón glacé, etc.) es necesario fijar inicialmente la fórmula más adecuada (los ingredientes y sus proporciones) a través de un ensayo de preferencia por parte de un panel de catadores.

Por otra parte, en el mundo actual, los consumidores son progresivamente más exigentes y buscan productos alimenticios diferentes, nuevos, más impactantes y sorprendentes, y que proporcionen sensaciones más placenteras. Al mismo tiempo, los consumidores están cada vez más informados y son más conscientes de la íntima relación entre la alimentación y salud, exigiendo productos cada vez más seguros y saludables. En este escenario, la industria alimentaria actual debe maximizar los esfuerzos para combinar la innovación, la capacidad de sorpresa, la calidad y la seguridad. La búsqueda de nuevas fórmulas con beneficios y prestaciones mejorados y la búsqueda de alternativas más naturales y saludables para los ingredientes y aditivos más sospechosos o que suscitan más dudas en los consumidores es uno de los mayores desafíos de la industria alimentaria actual.

Dado el carácter poco saludable de la grasa láctea (grasa muy saturada y con presencia de colesterol en su composición) y el contenido elevado de azúcar en las fórmulas habituales de helado, que aporta un elevado número de calorías y resulta desaconsejable para consumidores diabéticos o pre- diabéticos, sería interesante valorar, en la fórmula base inicialmente adoptada, alternativas de sustitución de la grasa láctea y del azúcar por otros ingredientes más saludables.

Dada la naturaleza física del helado, es necesario el empleo de aditivos estabilizantes en su fabricación. Existe entre los consumidores una creciente

57 animadversión hacia los aditivos químicos, por lo que también resultaría de sumo interés el valorar la sustitución de los estabilizantes habitualmente empleados en la industria heladera por otros naturales, menos sospechosos para el consumidor y que transmitan una imagen más saludable del producto final elaborado.

II.1. OBJETIVOS

II.1.1. OBJETIVO GENERAL

Dada la justificación y los antecedentes señalados, la presente Tesis Doctoral se plantea como objetivo general seleccionar la fórmula sensorialmente más satisfactoria para un helado de leche entera y castaña, y sustituir posteriormente en dicha fórmula los ingredientes y aditivos menos saludables (grasa láctea, sacarosa, aditivos estabilizantes sintéticos) por otros de mayor saludabilidad. Una vez efectuadas las sustituciones correspondientes, las fórmulas de helado resultantes se caracterizarán a nivel físico-químico, microbiológico y sensorial con la finalidad de conocer las propiedades nutricionales y la calidad microbiológica de las distintas fórmulas, así como la aceptabilidad de las mismas por parte de un panel de catadores.

II.1.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Los objetivos específicos de la Tesis Doctoral que nos ocupa son los siguientes:

1. Seleccionar, mediante pruebas de evaluación sensorial de preferencia, la fórmula más satisfactoria para un helado de leche entera y castaña (Castanea sativa Miller) elaborado incorporando los diferentes ingredientes y aditivos habitualmente empleados en la industria del sector.

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2. Sustituir en dicha fórmula la grasa láctea, la sacarosa y los estabilizantes sintéticos por otros ingredientes y aditivos más saludables (aceite de oliva, edulcorantes no carbohidratos y goma de tara – Caesalpinia spinosa -, respectivamente.

3. Realizar la caracterización composicional (determinación de los contenidos en extracto seco, materia grasa, proteína, cenizas y carbohidratos) y fisicoquímica (determinación de pH, acidez titulable, color y % de derretimiento) de las diferentes fórmulas de helado diseñadas, tanto de la fórmula base como de aquellas resultantes de la sustitución de los diferentes ingredientes y aditivos.

4. Determinar los perfiles de ácidos grasos y de compuestos volátiles de las fórmulas de helado diseñadas.

5. Evaluar la calidad microbiológica de las fórmulas de helado obtenidas y determinar si cumplen los estándares de calidad microbiológica fijados por la normativa.

6. Valorar, mediante análisis sensorial de preferencia, la aceptabilidad de las diferentes fórmulas de helado obtenidas.

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III. MATERIAL Y METODOS

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III.1. PRODUCTOS QUÍMICOS Y MEDIOS DE CULTIVO

Los reactivos químicos empleados en el presente trabajo fueron de calidad reactivo para análisis, suministrados por las firmas MERCK (Darmstadt, Alemania), SIGMA-ALDRICH (San Luis, Missouri, EE.UU.), SCHARLAU (Sentmenat, Barcelona, España) y PANREAC (Barcelona, España).

El agua destilada empleada para la preparación de las disoluciones acuosas fue obtenida en un equipo de filtración MILLI-RO 6 PLUS de la marca MILLIPORE (Molsheim, Francia). El agua desionizada se obtuvo del equipo de filtración MILLI-Q WATER SYSTEM de la misma marca ya indicada.

Los patrones utilizados para la cuantificación e identificación de los ácidos grasos fueron suministrados por SUPELCO (Bellefonte, EE.UU.).

Los medios de cultivo empleados para los recuentos microbianos fueron suministrados por las marcas OXOID (Cambridge, Reino Unido) y PANREAC (Barcelona, España).

Los gases utilizados en cromatografía gaseosa (aire, helio e hidrógeno) fueron suministrados por PRAXAIR (Danbury, EE.UU.).

III.2. MATERIAL DE LABORATORIO

Los equipos instrumentales utilizados en la elaboración y análisis de los helados pertenecen al laboratorio de Tecnología de los Alimentos del campus de Ourense. Para el desarrollo de las evaluaciones sensoriales y el análisis de los perfiles de compuestos volátiles de las diferentes muestras de helados formulados se emplearon las instalaciones (sala de catas) y equipamientos (cromatógrafo de gases con detector de masas) del Centro

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Tecnológico de la Carne de Galicia (Parque Tecnológico de Galicia, San Ciprián de Viñas, Ourense).

Se empleó de forma rutinaria el material de laboratorio que se describe a continuación:

• Licuadora – cortadora BLUESKY modelo BBL500-13 (BL 9292) de 500 W. De potencia y 1 litro de capacidad, en tres niveles de velocidad regulables para la trituración de las castañas. • Congelador de marca ELECTROLUX mod. EC3230A0W2/BNI325 DE 300 litros de capacidad, 230 V de potencia, 50 Hz, graduado a una temperatura de -22°C. para congelar y almacenar las muestras de helados. • Heladera UNOLD Modelo 48856 potencia 180 W, 220 – 240 V, 50 Hz de 2 litros de capacidad, equipado con un compresor automático de auto enfriamiento continuo, para el batido con incorporación de aire de las muestras de helados. • Balanza SCALITER mod. SBA 52 con sensibilidad de 0,01g (Heiligenstadt, Alemania) para realizar las pesadas ordinarias. Para las pesadas de mayor precisión, se empleó una balanza analítica PRECISA mod. 303-A con sensibilidad de 0,0001g (Dietikon, Suiza). • Homogenizador IKA mod. T25 digital ULTRA TURRAX (Staufen, Alemania), para la homogenización de las muestras durante las extracciones y otras mediciones. • Centrífugas de sobremesa SELECTA modelo MIXTASEL Y BECKHAM modeloS2-HS. • pHmetro CRISON mod. MICRO PH-2002 (Barcelona, España), calibrado con tampones fosfato (pH 7) y citrato (pH 4), para realizar las medidas de pH. • Agitadores magnéticos de la marca SELECTA mod. AGIMATIC-N 7000243 (Barcelona, España). • Pipetas automáticas de volumen variable EPPENDORF (Hamburgo, Alemania) y PIPET4OU (Nordhausen, Alemania), para la medida de volúmenes comprendidos entre 1 µL y 5000 µL. • Los baños de agua empleados para el mantenimiento en estado líquido de los medios de cultivo sólidos durante el análisis

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microbiológico de las muestras, y para la pasteurización de las mezclas de helado, fueron de la marca SELECTA modelos TECTRON 3473100, DIGITERM 100 y PRECITERM, equipados con regulador de temperatura y agitación permanente. • la marca SELECTA mod. TECTRON 3473100 (Barcelona, España), con regulador de temperatura y agitación constante. • El material de vidrio (tubos de ensayo, matraces, vasos de precipitados, etc.) fue de calidad PYREX o similar. • Equipo SOXHTEST RAYPA mod. SX-6 utilizado en la extracción de grasa. • Las estufas utilizadas para la determinación del contenido en extracto seco, y evaporación de disolventes durante la extracción de grasa, fueron de las marcas SELECTA mod. CONTERM 36L con precisión de ±1°C (Barcelona, España) y RAYPA (estufa de desecación con circulación de aire forzado) modelo DAE-J35 (Barcelona, España). • Batería de camisas calefactoras SELECTA, empleada para realizar la digestión de las muestras de helado a elevadas temperaturas y equipo de destilación VELP científica modelo UDK 127. • Olla-autoclave CERTOCLAV modelo CV-EL y Autoclave RAYPA modelo STERILMATIC-CAE-75, para esterilizar los medios de cultivo y materiales empleados en las pruebas de microbiología. • Estufas MEMMERT modelo BE-500, SANYO CLASSIC COOLED INCUBATOR mod. ICX180–XX2-C, HERAEUS KELVITON serie 6000, HERAEUS mod. 6120, HERAEUS mod. B6060 y HERAEUS mod. B6 empleadas para la incubación de las placas sembradas previa a los recuentos de los diferentes grupos de microorganismos. • Cámara de flujo laminar TELSAR mod. BV-100 para los trabajos que requirieron ambientes estériles durante la realización de los análisis microbiológicos. • Colorímetro KONICA MINOLTA CR-400, modelo AC-0305 (Konica Minolta Sesing, Inc., Osaka, Japón) para la determinación de los parámetros de color de las muestras de helado. • Cromatógrafo gases Trace GC Chromatograph (THERMO FINNIGAN, Austin, TX, USA) equipado con un inyector automático THERMO FINNIGAN mod. AI-3000, un detector de ionización de llama (FID) de

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THERMO FINNIGAN y un sistema informático para la recogida y tratamiento de datos CHROM-CARD de THERMO FINNIGAN, empleado para la separación e identificación de los ésteres metílicos de los diferentes ácidos grasos de las muestras de helado.

III.3. METODOLOGÍA GENERAL

III.3.1. SELECCIÓN DE LA FÓRMULA BASE PARA UN HELADO DE LECHE ENTERA Y CASTAÑA (Castanea Sativa, Miller)

III.3.1.1 Determinación del tipo de castaña a emplear en las formulaciones del helado

Tras evaluar los posibles ingredientes para el helado y verificar los rangos establecidos en normativas, estudios y datos que ofrecen las empresas del sector, se establecieron los principales ingredientes que se muestran en la figura 3.1.

Figura 3.1. Principales constituyentes de un helado.

El objetivo de esta primera parte del estudio fue determinar cuál era la forma más adecuada de incorporación de la castaña en el helado. Se empleó para ello un diseño experimental de 1 x 5, manteniendo constante en el helado una base de leche entera, grasa láctea y sacarosa; las 5 variables fueron cinco maneras diferentes de incorporar la castaña en la mezcla, a saber: i) harina de castaña (suministrada por Posada Marrón Glacé, S.L., Ourense, España), , ii) castaña en tropiezos (trozos de castaña), iii) mezcla de harina de castaña y tropiezos, iv) castañas en almíbar (suministradas por Cuevas y Cía, S.A.,

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Ourense, España) y v) glacé de castañas (suministrado por Cuevas y Cía, S.A., Ourense, España), según aparece recogido en la figura 3.2.

Figura 3.2. Tipos alternativos de presentación de la castaña en el helado

III.3.1.2. Tratamiento de las castañas para obtener los tropiezos

Se adquirieron castañas deshidratadas (pilongas) en un punto de venta de productos naturales de la ciudad de Ourense. Tras una selección para eliminar las defectuosas, se pesaron en cantidades de 375g cada lote y se procedió a envasarlas a vacío en bolsas de polietileno hasta el momento de su utilización.

Previamente a la elaboración del helado, se retiraron las castañas del envase de polietileno y se sometieron a tratamiento térmico a temperatura de cocción durante 35 minutos. Seguidamente se enfriaron hasta 50°C, se trituraron parcialmente con una picadora hasta lograr un tamaño uniforme y se almacenaron en refrigeración a 4°C hasta el momento de incorporar a la mezcla del helado.

III.3.1.3. Preparación de las mezclas de helado

Se procedió a pesar los ingredientes según cada formulación concreta. Se trabajó con 5 formulaciones en las que, además de la castaña en sus cinco presentaciones alternativas diferentes, fueron empleadas leche entera (leche pasteurizada suministrada por la Cooperativa Santa Mariña e Loureiro, O Irixo, Carballiño, Ourense, con un 3,5 % de materia grasa), leche en polvo

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(Sveltesse, Nestlé España, S.A., conteniendo 0,9 g/100 de grasa, 52,4 g/100 g de lactosa, 35,2 g/100 g de proteína y 1,25 g/100 g de NaCl), nata de leche con un 35 % de materia grasa (Feiraco Lácteos, S.L., A Coruña., España), sacarosa, carboximetilcelulosa (Tylo Powder, Cuenden Green Mill, PR5 5Lp, UK), aromatizante (Aroma natural de Vahiné (McCormick & Company, Inc., Sparks, MD, USA)) y colorante (Caramelina 16%, E102/124/132 (Manuel Riesgo, S.A., Madrid, España)). Se mezclaron los ingredientes, se pasteurizó la mezcla (82ºC; 30 segundos), se enfrió (4°C; 4,5 min), maduró (4ºC; 2 h), batió y congeló en máquina heladera (-6ºC; 50 min). Posteriormente se envasó y almacenó (-22ºC; 12 h) (ver la descripción más exhaustiva de estas etapas en el apartado de esta memoria).

III.3.1.4. Análisis sensorial de las diferentes formulaciones del helado

Para evaluar las cinco muestras de helado, cada una con una presentación diferente de castaña y ver cuál de las formas de incorporación de la castaña resultaba más satisfactoria, se contó con un grupo de 32 catadores semientrenados quienes evaluaron las muestras empleando una escala estructurada en el rango de 0 (me desagrada mucho) a 9 (me agrada mucho). Se utilizó para este propósito, la versión modificada de la escala hedónica sugerida por Bodyfelt et al. (1988). Las muestras de helado (aproximadamente 30g) se sirvieron a -10°C y siempre en condiciones semejantes a cada miembro del panel. En cada una de las muestras se evaluaron los siguientes parámetros: color, aroma, apariencia, textura, dulzor y aceptabilidad general.

III.3.2. ELABORACIÓN DE UN HELADO MÁS SALUDABLE (SIN COLESTEROL (GRASA DE ORIGEN ANIMAL), SIN AZÚCARES (CON EDULCORANTES HIPOCALÓRICOS), SIN GOMAS SINTÉTICAS (CON GOMA DE TARA – Caesalpinia Spinosa)) EMPLEANDO UNA BASE DE HELADO DE CASTAÑA

III.3.2.1. Elaboración de las formulaciones

Utilizando como base la fórmula mejor valorada en la fase anterior, se elaboraron ocho formulaciones de helado, modificando en cada caso sus

66 principales componentes (grasa, edulcorante y estabilizante), reemplazando los ingredientes normalmente empleados por otros más saludables. Para ello, y tomando como base el helado mejor valorado anteriormente, se elaboraron 8 formulaciones distintas de helado con un diseño factorial de 2x2x2. Se consideraron tres variables principales (materia grasa, edulcorantes y estabilizantes) con dos alternativas para cada una. Para la variable materia grasa, se empleó como alternativas a la nata láctea con el 35% en materia grasa una grasa vegetal (aceite de oliva Elosúa suave con 0,4º de acidez); para la variable edulcorante se empleó como alternativa a la sacarosa una mezcla de eritritol (E-968) y glucósidos de steviol (E-960) al 2,4%; finalmente, para la variable de estabilizante se empleó como alternativa a la carboximetilcelulosa (CMC) goma de tara (Caesalpinia spinosa) proveniente del Perú (Sosa Ingredientes, S.L., Moià, Barcelona, España)(Figura 3.3).

Figura 3.3. Diseño factorial de las 8 fórmulas de helado sometidas a estudio.

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III.3.2.2. Elaboración de los helados

Las distintas elaboraciones se han realizado según el proceso recogido en la figura 3.4 (diagrama de proceso de la elaboración de helados). Las elaboraciones se realizaron íntegramente en el laboratorio de Tecnología de los Alimentos de la Facultad de Ciencias de Ourense.

Figura 3.4. Diagrama del proceso de elaboración del helado de castañas

III.3.2.2.1. Aprovisionamiento

Antes de iniciar la preparación de las mezclas se verificó que todos los ingredientes y aditivos se encontraban en la mesa de trabajo. Entre ellos la

68 harina de castañas y los tropiezos, ambos hidratados a temperatura de cocción, los edulcorantes (sacarosa y stevia + eritritol), las grasas (nata láctea y aceite de oliva). El colorante y el aromatizante se adquirieron en una sola ocasión para todas las formulaciones a realizar.

Considerando el carácter perecedero de la leche, se programó su adquisición al momento de realizar las fabricaciones de las muestras de helado en el supermercado de la ciudad de Ourense.

Las materias primas, la leche y la castaña, junto a los otros ingredientes tales como la nata láctea, el aceite de oliva, y la sacarosa fueron adquiridos en el supermercado más cercano y almacenadas en el laboratorio hasta el momento de su empleo.

La figura 3.5 muestra la presentación de la leche y castañas empleadas en el estudio.

Figura 3.5. Materias primas empleadas en el proceso de elaboración del helado. Izq. Pruebas de acidez y densidad de la leche; Der. Harina de castaña y castañas enteras.

III.3.2.2.2. Elaboración de la mezcla de helado

Se pesaron las cantidades de castaña según formulación y se procedió a hidratarlas a temperatura de ebullición durante 35 minutos; seguidamente se enfrió y se procedió a triturarlas parcialmente.

69

A continuación, en un recipiente se incorporaron la leche, las grasas, y los edulcorantes según las formulaciones establecidas. Luego se agregaron los aditivos que le confieren color y sabor al producto final (aromatizante y colorante), cumpliendo de esta manera con la etapa de saborización (Figura 3.6).

III.3.2.2.3. Pasteurización de la mezcla de helado

Tras añadir todos los ingredientes de la mezcla en un recipiente de 5 litros de capacidad, el recipiente se introdujo en un baño María adaptado con un termómetro y un cronómetro digital marca TIMER CLOCK – Lab box, y la mezcla se trató térmicamente a 82°C durante 30 segundos, manteniendo una agitación permanente.

Refrigeración y maduración de la mezcla de helado

Al concluir la pasteurización se procedió a un enfriamiento rápido hasta llegar a 5°C y la mezcla permaneció a esta temperatura durante 4 horas hasta el momento del batido. En esta fase, denominada maduración, tienen lugar los siguientes fenómenos:

- Hidratación de las proteínas y estabilizantes proporcionando un aumento en la viscosidad.

- Aumento de la capacidad de absorber el aire que se le incorpora en el proceso de batido (siguiente fase).

- Aumento de la resistencia al derretimiento.

70

Figura 3.6. Preparación de la mezcla base para helado

III.3.2.2.4. Batido con incorporación de aire

A este proceso también se le conoce con el nombre de mantecación. Para llevarlo a cabo se colocó la mezcla en un batidor UNOLD de 2 litros de capacidad. El tiempo de batido fue de 45 minutos, y la temperatura de batido de -32°C. Al finalizar el batido se retiró la mezcla que a estas alturas del proceso de elaboración se encuentra parcialmente solidificada y con aspecto pastoso y habiendo aumentado notablemente su volumen a resultas de la incorporación de aire.

III.3.2.2.5. Almacenamiento del helado

Al terminar el proceso de batido, la mezcla se dispensó en alícuotas de 60 gramos aproximadamente en vasos de 100 mL de capacidad. Los vasos se cerraron a continuación herméticamente y se colocaron en el congelador a temperatura de -22°C hasta el momento de realizar las determinaciones analíticas y las pruebas sensoriales.

III.3.3. DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA (EXTRACTO SECO, MATERIA GRASA, PROTEÍNAS, CENIZAS Y CARBOHIDRATOS) Y PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS (pH, ACIDEZ TITULABLE, COLOR, % DE DERRETIMIENTO) DE LAS FÓRMULAS DE HELADOS

71

IIII.3.3.1. Determinación de la composición química del helado de castañas

Del total de muestras almacenadas de cada uno de los 8 tipos de helado, se seleccionaron en lo posible muestras de helados de diferentes filas y columnas de forma aleatoria por duplicado, con la finalidad de realizar el análisis de la composición química en el mayor número de muestras posible.

III.3.3.1.1. Determinación del contenido en extracto seco de las distintas formulaciones de helado

La determinación de extracto seco de los helados se realizó conforme a la Norma 70:2013 de la Federación Internacional de Lechería (IDF, 2013).

Reactivos y equipamiento de laboratorio

- Balanza analítica (DEVER, mod. S602, EE.UU.)

- Estufa de desecación (MEMMERT, mod. BE500, Hannover, Alemania)

- Desecador con gel de sílice

- Cápsulas de porcelana (HALDENWANGER, Alemania)

- Varillas de vidrio de 6 cm de longitud y 3 mm de diámetro

- Arena de mar fina, purificada, lavada y calcinada (PANREAC, Barcelona).

Procedimiento

Se colocaron aproximadamente 20 g de arena y una varilla en una cápsula, llevándose a estufa a 105±1°C hasta obtener un peso constante. Posteriormente se dejó enfriar la cápsula en el desecador y se pesó.

Se añadieron de manera inmediata en la cápsula aproximadamente 5±0,01 g, exactamente pesados, de la muestra de helado, pesándose de nuevo. Se mezcló cuidadosamente la masa de helado con la arena con ayuda de la

72 varilla de vidrio. El contenido de la cápsula se dejó desecar en la estufa durante 4h a 105±1ºC, dejándose enfriar posteriormente en el desecador y pesándose de nuevo. Se repitieron los ciclos de desecación (30 minutos) y pesada hasta obtener un peso constante.

Durante el tiempo de estancia en la estufa se removió de vez en cuando el contenido de la cápsula con la varilla para evitar la formación de costras que dificultasen el secado uniforme de toda la masa.

Cálculos

% 100

Siendo:

P1 = peso de la cápsula (más la arena y varilla) más la muestra después de desecar

P0 = peso de la cápsula (más la arena y varilla) sin la muestra

P = peso de la muestra de helado utilizada en el análisis

III.3.3.1.2. Determinación del contenido en grasa de las distintas formulaciones de helado (método Soxhlet adaptado)

Materiales:

- Equipo Sostest

- Estufa

- Campana de desecación

- Balanza analítica

- Vasos metálicos de 100 mL

- Dedales (cartuchos de celulosa) de extracción de grasa

Reactivos

73

- éter dietílico

Procedimiento

- Se pusieron a desecar los vasos metálicos del equipo en una estufa a 105°C durante 30 minutos y luego se dejaron enfriar en el desecador (30 minutos)

- Se taró un vaso con el cartucho dentro y se introdujo 1,00 g de muestra de helado.

- Se pesaron los vasos (anotando el peso de cada uno) y se numeraron

- Se introdujeron en los vasos metálicos 50 mL de éter dietílico en cada uno

- Se abre el agua del equipo Soxtest

- Se introdujeron los dedales o cartuchos en la unidad de extracción del equipo

- Se subieron a la posición RISING las llaves del equipo

- Se colocaron los vasos con el éter dietílico y se ajustaron para luego bajar las llaves del equipo a la posición de BOILING (calentamiento)

Con las llaves del equipo abiertas

- Se encendió el aparato Soxtest y se pulsó en marcha

- Una vez llegada la temperatura a 100°C se prolongó la extracción durante 60 min.

- Pasado el tiempo se bajaron las llaves a la posición de RISING, se cerraron las llaves y se dejó reposar durante 20 minutos.

- Se retiraron los vasos metálicos y dedales de la unidad de extracción. Los dedales de celulosa se desecharon y los vasos donde se recogió la grasa se desecaron en estufa (105 ºC) durante 30 minutos.

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- Se enfriaron los vasos metálicos durante 30 minutos en el desecador y se pesaron. Por diferencia con el peso de los vasos vacíos se obtuvo la cantidad de grasa extraída de cada muestra.

- Finalmente se abrieron las llaves del equipo para recoger el éter que había sido evaporado y condensado.

Cálculos

2 1 % 100

Siendo:

N1 = Peso inicial del vaso metálico (g)

N2 = Peso final del vaso metálico con la grasa extraída (g)

M = Peso de la muestra de helado analizada

III.3.3.1.3. Determinación del contenido en proteína de las distintas formulaciones de helado (método Kjeldahl adaptado).

Para determinar el contenido en proteína bruta de las muestras se debe previamente obtener el valor del nitrógeno total empleando el método Kjeldahl, de acuerdo con la Norma Internacional ISO y DIN 8968-2/8968-3, y multiplicarse el valor obtenido por el factor 6,38 definido para la leche y productos lácteos, obteniendo así el contenido de proteína bruta.

Principio: La muestra debe ser digerida inicialmente con ácido sulfúrico en presencia de un catalizador.

Reactivos

- Ácido sulfúrico concentrado al 96% (PANREAC)

- Hidróxido sódico al 40% (p/v) (SCHARLAU, Barcelona)

- Pastillas catalizadoras SPECIAL KJELTABS S 3.5, conteniendo 3 g de sulfato potásico y 0,0035 g de selenio.

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- Verde de bromocresol

- Etanol al 96%

- Rojo de metilo

- Ácido clorhídrico 0,1N

- Disolución de ácido bórico al 4% (p/v) con verde de bromocresol y rojo de metilo como indicadores. (Preparación: se disuelven 40 g de ácido bórico en 600 mL de agua bidestilada caliente. Una vez disueltos, se añade agua destilada hasta un volumen de 900 mL, dejando enfriar hasta temperatura ambiente. A continuación, se añaden 10 mL de una solución de verde de bromocresol (100mg en 100 mL de etanol al 96%) y 7 mL de una disolución de rojo de metilo (100 mg en 100 mL de etanol al 96%). El volumen final se lleva a 1000 mL con agua bidestilada mezclándose homogéneamente.

Equipamiento de laboratorio

- Equipo de digestión y destilación GERHARD para determinación de proteínas por el método Kjeldahl.

Procedimiento

Se pesaron 1,000±0,01 g de muestra de helado en un tubo de digestión, añadiendo seguidamente una patilla catalizadora, 7- 8 perlas de vidrio y 12 mL de ácido sulfúrico concentrado. Los tubos se introdujeron en la unidad de digestión a una temperatura de 420 ± 1°C hasta la total clarificación de su contenido (3 horas aproximadamente).

En la unidad de digestión, las sustancias orgánicas sufren bajo la acción conjunta del calor y del ácido sulfúrico una combustión, carbonización y oxidación, transformándose el nitrógeno contenido en las mismas en amoniaco.

Una vez finalizada la digestión la solución sulfúrica se alcalinizó con 50 mL de hidróxido sódico al 40%, arrastrándose seguidamente el amoniaco liberado en corriente de vapor durante 7 minutos en la unidad de destilación y recogiéndose sobre 25 mL del reactivo del ácido bórico. A continuación, la mezcla se valoró con ácido clorhídrico 0,1N hasta viraje del indicador.

76

El porcentaje de nitrógeno total se determinó mediante la siguiente fórmula:

14,01 % 10

Siendo:

V1 = mL de HCl gastados en la titulación de la muestra

V0 = mL de HCl gastados en la titulación del blanco

El % de proteínas se calculó a partir del porcentaje de nitrógeno total utilizando la siguiente fórmula:

% Proteína bruta = % N total x 6,38

El factor de conversión del N en proteína es 6,38, considerando que la proteína láctea tiene por término medio un 15,67% de nitrógeno.

III.3.3.1.4. Determinación del contenido en azúcares totales de las distintas formulaciones de helado

Se llevó a cabo de acuerdo con el método del fenol-sulfúrico descrito por Dubois y col. (1956)

Reactivos

- Ácido perclórico 0,6 N

- Hidróxido potásico al 30% (p/v)

- Disolución de fenol al 5% (p/v)

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- Ácido sulfúrico al 95,5%

- Glucosa

Preparación del extracto

Se homogeneizaron 5±0,1 g de muestra de helado en 50 mL de ácido perclórico en un homogeneizador Sorvall Omni Mixer 17150. Seguidamente, la mezcla se centrifugó a 3500 rpm durante 5 minutos, recogiéndose el sobrenadante. El residuo se lavó con ácido perclórico 0,6 N y se filtró a través de un papel Whatman nº 54.

Una vez mezclados el sobrenadante y el filtrado, la mezcla se neutralizó con hidróxido potásico al 30% y se enfrió en un baño de hielo, eliminando el precipitado formado mediante una nueva filtración. Posteriormente el extracto se vertió en un matraz aforado de 100 mL de capacidad, se enrasó con agua bidestilada y se agitó.

Procedimiento

Se tomaron, con ayuda de pipetas, distintas alícuotas de 0,5 y 1 mL de los extractos, depositándolos en tubos de ensayo y completando el volumen en cada tubo hasta 2 mL con agua destilada. Seguidamente se adicionó en cada tubo 1 mL de la disolución de fenol al 5% y 5 mL de ácido sulfúrico al 95,5%. Las mezclas se dejaron en reposo durante 10 minutos, agitándose a continuación e introduciéndose en un baño de agua a 25 ºC durante 15 minutos. Tras este periodo, se leyó la absorbancia del contenido de los tubos a una longitud de onda 490 nm. Las determinaciones se realizaron siempre por triplicado. Los resultados se expresaron como g de glucosa/100 g de mezcla de helado.

Preparación de la curva patrón

78

Para la preparación de la curva patrón se partió de una disolución de glucosa (Sigma-Aldrich) de una concentración de 1000 µg/mL. A partir de esta disolución madre se prepararon distintas diluciones conteniendo 20, 40, 60, 80 y 100 µg/mL. De cada una de estas diluciones se tomaron alícuotas de 1 ó 1,5 mL que se depositaron en tubos de ensayo, siguiendo a continuación el mismo procedimiento aplicado a las muestras. La curva patrón (Figura 3.7) se confeccionó representando las absorbancias frente a las cantidades correspondientes de glucosa depositadas en cada tubo de ensayo.

Y = 0,0065x + 0,0095 R2 = 0,9984 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

E 409 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 20406080100120140 µg de glucosa

Figura 3.7. Curva patrón para la determinación de hidratos de carbono totales por el método de Dubois y col. (1956).

III.3.3.1.5. Determinación del contenido en cenizas de las distintas formulaciones de helado

La determinación de cenizas de los helados se realizó básicamente de acuerdo con la Norma 27 de la Federación Internacional de Lechería (IDF, 1964).

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Reactivos y equipamiento de laboratorio

- Balanza analítica (DEVER, mod. S602, EE.UU.)

- Horno mufla de temperatura regulable (HOBERSAL, mod. 10 PR300, Barcelona)

- Desecador con gel de sílice

- Cápsulas de porcelana

- Arena de mar fina, purificada, lavada y calcinada (PANREAC)

Procedimiento

Se partió de la cápsula de porcelana en la que se introdujeron 5 ±0,01 gramos de helado exactamente pesados. La cápsula se llevó inicialmente a un baño de arena calefactado donde el contenido se deshidrató y sufrió una calcinación incipiente, y seguidamente se introdujo en la mufla a una temperatura de 525±1 ºC hasta la obtención de cenizas blancas. Una vez obtenidas las cenizas, se dejó enfriar la cápsula en el desecador y se pesó, repitiéndose la calcinación en el horno durante períodos sucesivos de 15 minutos, seguidos de un enfriamiento y de una pesada hasta obtener un peso constante.

Cálculos

% 100

Siendo:

P1 = peso de la cápsula con las cenizas después de la calcinación

P0 = peso de la cápsula vacía antes de introducir la muestra

P = peso en gramos de la muestra de helado analizada

80

III.3.3.2. Determinación de los parámetros físico-químicos

III.3.3.2.1. Determinación del pH

La determinación del pH se llevó a cabo siguiendo el método de la AOAC 14.022 (1980).

Procedimiento

Se pesaron 10±0,1 g de la muestra de helado a los que se añadieron 100 mL de agua destilada, previamente hervida y enfriada hasta 45-50 ºC, homogeneizando seguidamente con un homogeneizador Sorvall Omni Mixer 17150 (Ivan Sorwall Inc., Newtown, CONN, USA). Tras la homogeneización, se filtró el homogeneizado y se procedió a medir el valor de pH, utilizando un medidor de pH CRISON mod. MICRO PH-2002 (Barcelona, España), calibrado con tampones fosfato (pH 7) y citrato (pH 4) (Demirci Gündüz 1994).

III.3.3.2.2. Determinación de la acidez titulable

La determinación de la acidez titulable se llevó a cabo siguiendo el método de la AOAC 920.124 (1990).

Procedimiento

Se tomaron 50 mL del mismo filtrado utilizado para la medida del pH y se añadieron 0,1 mL de una disolución de fenolftaleína al 2% en alcohol etílico, valorando a continuación con un a disolución de NaOH 0,1 N hasta la aparicición de un color rosado persistente durante unos segundos.

La acidez titulable, expresada en términos de porcentaje de ácido láctico sobre extracto seco, viene determinada por la siguiente expresión:

90 0,1 á á/100 5

81

Siendo:

ES = Contenido en extracto seco del helado analizado

III.3.3.2.3. Determinación del % de derretimiento

Se realizó mediante el cálculo de la fracción derretida del producto controlando los parámetros de temperatura y tiempo a la que se produce la transición parcial o total del estado sólido al líquido de una muestra a presión atmosférica normal. (Akbari et al., 2016).

Procedimiento

Se retiraron aleatoriamente las muestras de helado almacenado en botes de 50 gramos a temperatura de -22°C. Se tomaron por duplicado 20 gramos de cada tipo de helado y se colocaron sobre la parte superior de una malla de acero inoxidable de 1 mm de espesor libre, a temperatura ambiente (20 ± 1 ◦ C) hasta fundirse durante 30 minutos. Por debajo de cada muestra se colocaron las cápsulas de vidrio rotulados que sirvieron como recipientes, donde se recogió la parte derretida. Y por diferencia se obtuvieron los resultados del porcentaje de derretimiento.

Cálculos

% 100

Siendo:

P1 = peso de la cápsula más muestra derretida, tras el derretimiento

P0 = peso de la cápsula sin la muestra

P = peso de la muestra de helado analizada

II.3.3.2.4. Determinación del % de sólidos solubles (ºBrix)

82

El porcentaje de sólidos soluble se determinó de modo instrumental con ayuda de un refractómetro tipo Abbe, mdelo Carl Zeiss

III.3.3.2.5. Determinación de los parámetros de color

Los parámetros del color se analizaron en cada muestra de helado por triplicado siguiendo el sistema CIEL*a*b* y utilizando un colorímetro portátil Chroma Meter CR-400 (Konica Minolta Sensing, Inc., Osaka, Japan). El espacio CIELAB (CIE, 1978) está representado por los parámetros luminosidad (L*), color rojo (a*) y color amarillo (b*). Los valores de L* (comprendidos entre 0 y 100) describen la luminosidad del color (un valor más bajo indica un color más oscuro, 100 = blanco, 0 = negro), los valores de a* representan el balance entre rojo (valores > 0) y verde (valores < 0), y los valores de b* representan el balance entre amarillo (valores > 0) y azul (valores < 0).

El instrumento se calibró utilizando un azulejo de cerámica blanco antes de cada serie de mediciones.

III.3.4. DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE ÁCIDOS GRASOS TOTALES DE LAS FÓRMULAS DE HELADO.

III.3.4.1. Metilación de los ácidos grasos del helado

Para la formación de los ésteres metílicos de los ácidos grasos que constituyen los glicéridos y fosfolípidos se aplicó el método de transesterificación de Shehata y col. (1970).

Reactivos

- Metóxido sódico: disolución de sodio en metanol al 2% (p/v)

- Ácido sulfúrico al 98%

- Metanol

- Rojo de metilo

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- Hexano

Procedimiento

Se pesaron 0,5±0,001 g de la mezcla de helado, se introdujeron en un tubo de ensayo al que se le añadieron 4 mL de metóxido sódico y, tras agitar, se depositó el tubo en un bloque termostatizado previamente encendido y programado a 90°C.

Se mantuvieron de este modo los tubos, semicerrados para aliviar la presión, durante 15 min agitando cada 5 min hasta que la mezcla emulsionó. Tras un tiempo de enfriamiento, se añadieron 4 mL de una mezcla de ácido sulfúrico-metanol, en relación 1:1 (v/v), con rojo de metilo como indicador, gota a gota hasta que se produjo el viraje a un color rosa intenso. Se cerraron los tubos y se agitaron; seguidamente se les añadió agua volviendo a agitar y se dejó reposar. Se tomaron 2 μL del sobrenadante y se disolvieron en 1,6 mL de hexano, colocando esta disolución en viales para su posterior inyección en el cromatógrafo.

Este procedimiento se llevó a cabo por duplicado para cada muestra de helado.

III.3.4.2. Separación, identificación y cuantificación de los ácidos grasos

La separación e identificación de los ácidos grasos se realizó por cromatografía de gases, siguiendo la metodología descrita por Franco y col. (2006). Se empleó para ello un cromatógrafo de la marca THERMO FINNIGAN mod. TRACE GC ULTRA (Rodano, Italia) equipado con:

- Inyector automático THERMO FINNIGAN mod. AI-3000.

- Detector de ionización de llama (FID) de THERMO FINNIGAN.

- Sistema informático para la recogida y tratamiento de datos CHROM- CARD de THERMO FINNIGAN.

La separación de los distintos ácidos grasos se llevó a cabo en una columna (con relleno de polietilenglicol, 30 m de longitud, 0,25 mm de diámetro

84

interno y 0,25 μm de espesor) de la marca AGILENT mod. HP-INNOWAX (Santa Clara, CA, USA).

III.3.4.2.1. Condiciones cromatográficas

Las condiciones cromatográficas (rampa de temperaturas y tiempos) utilizadas en las determinaciones de los ácidos grasos aparecen recogidas en la Tabla 3.1.

Tabla 3.1. Condiciones del desarrollo cromatográfico en la determinación de los ácidos grasos de las muestras de helado

Tiempo (min.) Rampas Tª ºC /min Tª (ºC) transcurrido

Inicial --- 50 1

Rampa 1 5 248 40

Rampa 2 --- 248 6

La temperatura del detector fue de 250 ºC y la del inyector de 230 ºC. Los gases empleados fueron aire (350 mL/min), hidrógeno (35 mL/min) y helio (30 mL/min).

III.3.4.2.2. Preparación de patrones

Para la identificación y cuantificación de los ácidos grasos se empleó un patrón proporcionado por Supelco que contenía los ésteres metílicos de los siguientes ácidos grasos en concentraciones que oscilan entre un 2 y un 6%: caproico (C6:0), caprílico (C8:0), cáprico (C10:0), undecanoico (C11:0), laúrico (C12:0), tridecanoico (C13:0), mirístico (C14:0), miristoleico (C14:1),

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pentadecanoico (C15:0), cis-10 pentadecanoico (C15:1), palmítico (C16:0), palmitoleico (C16:1), heptadecanoico (C17:0), cis-10 heptadecanoico (C17:1), esteárico (C18:0), oleico (C18:1 c n9), linoleico (C18:2 n6), γ- linolénico (C18:3 n6), α-linolénico (C18:3 n3), araquídico (C20:0), cis-11 eicosaenoico (C20:1 n9), cis-11,14 eicosadienoico (C20:2 n6), cis-8,11,14 eicosatrienoico (C20:3 n6), cis-11,14,17 eicosatrienoico (C20:3 n3), araquidónico (C20:4 n6), cis-5,8,11,14,17 eicosapentaenoico (C20:5 n3), heneicosaenoico (C21:0), behénico (C22:0), erúcico (C22:1 n9), cis-13,16 docosadienoico (C22:2 n6), cis-4,7,10,13,16,19 docosahexaenoico (C22:6 n3), tricosaenoico (C23:0), lignocérico (C24:0) y nervónico (C24:1 n9).

III.3.4.2.3. Identificación y cuantificación de los ácidos grasos

La identificación de los ácidos grasos se llevó a comparando los tiempos de retención con los de los ácidos grasos del patrón previamente inyectado. El contenido de cada ácido graso se expresó como porcentaje de los ácidos grasos totales, teniendo en cuenta las áreas de los picos. Todas las muestras y el patrón se inyectaron en el cromatógrafo al menos por duplicado. Para estudiar la repetitividad se inyectó consecutivamente un patrón y una muestra seis veces durante un día. Para evaluar la reproducibilidad del método se inyectaron un patrón y una muestra dos veces diarias durante tres días consecutivos en las mismas condiciones experimentales. Los resultados obtenidos en ambas pruebas no difirieron de modo significativo (P>0,05).

III.3.5. DETERMINACIÓN DE LOS COMPUESTOS VOLÁTILES DE LAS FÓRMULAS DE HELADO

La extracción de los compuestos volátiles fue realizada siguiendo el método de extracción de espacio de cabeza dinámico Purga y Trampa. La concentración del extracto que contenía compuestos volátiles se llevó a cabo

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a través de un aparato Stratum Purge&Trap Concentrator (Teledyne Tekmar) acoplado a un módulo Criofocus (Criofocusing Module, Teledyne Tekmar). La separación e identificación de los compuestos volátiles se realizó mediante cromatografía gaseosa-espectrometría de masas (GC-MS).

III.3.5.1. Extracción de compuestos volátiles

Las muestras trituradas se sometieron a un proceso de liofilización, tras lo cual se pesaron 10 g y se introdujeron en un vial de espacio de cabeza dinámico de 40 mL. Los volátiles se extrajeron y concentraron a través de un equipo purga y trampa Stratum Purge&Trap Concentrator (Teledyne Tekmar) conectado a un automuestreador Solatek 72 Multimatrix Vial Autosampler (Teledyne Tekmar) (Figura 3.8) acoplado a un módulo Criofocus (Criofocusing Module, Teledyne Tekmar) (Figura 3.9).

Figura 3.8. Solatek 72 Multimatrix Vial Autosampler - Purge&Trap Concentrator, (Teledyne Tekmar)

La muestra se mantiene a 80ºC durante 1 minuto para luego fluidizar con helio a un caudal de 40mL/min durante 22 minutos. Los compuestos

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volátiles se adsorben en una trampa Big Universal Trap RMSH-2

(especificaciones: Longitud: 18”; diámetro: 2 ”; caudal máx.: 8 ; Agilent Technologies), desorbiéndose térmicamente desde la trampa a 225 ºC durante 4 minutos con helio a un caudal de 300mL/min. Los compuestos desorbidos se crioconcentraron a -30 ºC utilizando nitrógeno líquido a la entrada de la columna.

Figura 3.9. Criofocusing Module, (Teledyne Tekmar)

III.3.5.2. Análisis cromatográfico (GC/MS)

La separación e identificación se llevó a cabo empleando un cromatógrafo de gases (6890Network Gas Cromatographer, Agilent Technologies) (Figura 3.10) equipado con un detector selectivo de masas (5973Network Mass Selective Detector, Agilent Technologies; Figura III.3) y con una columna capilar DB-624 (J&W scientific: longitud 30 m; 0,25 mm diámetro interno y 1,4 μm de espesor de relleno).

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Figura 3.10. 6890Network Gas Cromatogrpher - 5973Network Mass Selective Detector (Agilent Technologies)

La muestra se inyectó en modo split (1:20). El gas portador fue helio con una velocidad lineal de 36 cm/s. El programa de temperaturas empleado fue como sigue: 40 ºC durante 2 min., para luego incrementar de 40 a 100 ºC a 3ºC/min, luego de 100 a 180 ºC a 5 ºC/min y la última rampa de 180 a 250ºC a 9 ºC/min con tiempo de mantenimiento de 5 min.; el tiempo total de análisis fue de 50,78 min (Tabla 3.2).

Tabla 3.2. Programación de temperatura del horno

Tiempo Rampas ºC Tª Tiempo (min.) (min.) Tª /min (ºC) mantenimiento transcurrido

Inicial --- 40 2,00 2,00

Rampa 1 3,00 100 0,00 22,00

Rampa 2 5,00 180 0,00 38,00

Rampa 3 9,00 250 5,00 50,78

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Las temperaturas respectivas del inyector y el detector se establecieron a 220 y 260 ºC, respectivamente (Tabla 3.3).

Tabla 3.3. Condiciones del cromatógrafo y detector

Gas portador He

Velocidad de Flujo constante 36 cm/s

Temperatura del inyector 220 ºC

Inyección Modo Split

Relación del Split 1:20

Temperatura de transferencia en el detector 260 ºC

Energía de impacto 70 eV

Voltaje 1576 V

Modo Scan

Rango de barrido de masas 40-300 u.m.a

El espectro de masas se obtuvo utilizando un detector de masa selectivo mediante impacto electrónico a 70eV y un multiplier voltaje de 1576V y un recolector de datos a un ratio de 6,34 scans/s sobre m/z 40-300. Los compuestos se identificaron por comparación del índice de Kovats con los recogidos en la bibliografía.

Todos los análisis se realizaron por triplicado. Los resultados con abundancia relativa se expresaron como (área de pico del compuesto/área total de picos de los compuestos) × 100.

III.3.5.3. Identificación de los compuestos

90

Para la identificación de los compuestos volátiles se tuvieron en cuenta los espectros de masas obtenidos para cada pico, comparándolos con los de la librería NIST05a. También se calcularon los índices de Kovats (IK) de cada pico y se compararon con los hallados en la bibliografía para columnas tipo DB-5 o similar. Para calcular los índices de Kovats experimentales se inyectaron patrones consistentes en n-alcanos desde 5 a 14 átomos de carbono y a partir de los tiempos de retención obtenidos para los mismos y los tiempos de retención de las muestras se aplicó la siguiente fórmula descrita por David et al. (2002).

IK: Tiempo de retención relativo o índice de Kovats.

Z: Número de carbonos del n-alcano precedente.

tRZ+1 y tRZ: Tiempos de retención obtenidos para los n-alcanos posterior y precedente al compuesto problema, respectivamente.

tRX: Tiempo de retención obtenido para el compuesto problema.

La preparación de la solución de n-alcanos se realizó en un tubo de ensayo de tapa rosca con cierre hermético. En la Tabla 3.3., se muestra la lista de patrones empleados, así como el tiempo de retención y el índice de Kovats obtenido para cada uno de ellos.

Tabla 3.4. Listado de patrones de alcanos empleados en la identificación de compuestos volátiles.

Denominación Nombre tR (min) IK

C5 n-pentano 4,51 500

C6 n-hexano 6,67 600

C7 n-heptano 10,99 700

91

C8 n-octano 16,66 800

C9 n-nonano 22,92 900

C10 n-decano 28,35 1000

C12 n-dodecano 36,45 1200

C13 n-tridecano 40,06 1300

C14 n-tetradecano 42,25 1400

III.3.6. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE LAS FÓRMULAS DE HELADO.

III.3.6.1. Homogeneización de las muestras y preparación de las diluciones

De cada una de las ocho formulaciones se analizaron dos fabricaciones elaboradas en días diferentes. La preparación de las muestras y de las sucesivas diluciones decimales para efectuar las siembras y recuentos se llevó a cabo de acuerdo con la Norma IDF 122C (IDF, 1996). Se tomaron de modo aséptico 25 gramos de la fórmula de helado una vez confeccionada y se homogeneizaron durante 2 minutos con 100 mL de una solución estéril de citrato sódico tribásico al 2%, a una temperatura de 40-45 ºC, en un homogeneizador IUL, modelo MASTICATOR (IUL Instruments, Barcelona, España); se obtuvo así la dilución 1/5. A partir de este homogeneizado se prepararon las diluciones decimales sucesivas mezclando 10 mL de la dilución previa con 90 mL de agua de peptona estéril al 0,1%.

III.3.6.2. Recuento e investigación de los diferentes grupos microbianos

92

Para llevar a cabo los recuentos de los diferentes grupos microbianos investigados se emplearon diferentes medios de cultivo en los que se sembraron alícuotas de las diferentes diluciones.

III.3.6.2.1. Microbiota aerobia mesófila total

Se sembró por duplicado y en masa 1 mL de cada dilución decimal en el medio S.P.C.A. (agar estándar para recuento en placa) (APHA, 1978), incubando con posterioridad las placas a 30 ºC durante 72 horas.

III.3.6.2.2. Microbiota aerobia psicrotrofa total

Se sembró por duplicado y en masa 1 mL de cada dilución decimal en el medio S.P.C.A. (agar estándar para recuento en placa) (Oxoid, Basingstoke, Hampshire, UK) (APHA, 1978), incubando con posterioridad las placas a 7 ºC durante 10 días.

III.3.6.2.3. Microbiota halotolerante

Se sembró por duplicado y en masa 1 mL de cada dilución decimal en el medio S.P.C.A. (agar estándar para recuento en placa) (Oxoid) (APHA, 1978), al que se le añadió un 7,5 % de NaCl, incubando con posterioridad las placas a 30 ºC durante 72 horas.

III.3.6.2.4. Microbiota acidoláctica

Se sembró por duplicado y en masa 1 mL de cada dilución decimal en el medio agar M.R.S. (de Man, Rogosa, Sharpe) (Oxoid) (de Man et al., 1960). Sobre las placas, una vez mezclado el inóculo con el medio de cultivo y

93

solidificado éste, se vertió una cobertera (aproximadamente 10 mL) del mismo medio de cultivo para crear un ambiente de microaerofilia. La incubación posterior de las placas se llevó a cabo a 30 ºC durante 5 días.

III.3.6.2.5. Enterobacteriaceae

El recuento de este grupo microbiano se llevó a cabo sembrando, en masa y por duplicado, 1 mL de cada dilución en el medio V.R.B.G.A. (agar cristal violeta rojo neutro bilis glucosa) (Oxoid) (Mossel y col., 1962). Sobre las placas, una vez mezclado el inóculo con el medio de cultivo y solidificado éste, se vertió una cobertera (aproximadamente 10 mL) del mismo medio de cultivo. La incubación se llevó a cabo a 37 ºC durante 24 horas.

III.3.6.2.6. Mohos y levaduras

Se sembró 1 mL de cada dilución, por duplicado y en masa, en el medio O.G.Y.E.A. (oxitetraciclina glucosa extracto de levadura) (Oxoid) (Mossel et al., 1970). Previamente, al medio base se le añadió asépticamente el suplemento de oxitetraciclina. Las placas se incubaron a 25 ºC durante 5 días.

III.3.6.2.7. Detección de Salmonella

La detección Salmonella spp. se llevó a cabo del modo siguiente. Inicialmente 25 gramos de muestra de cada fórmula de helado se mezclaron asépticamente con 225 mL de una solución de pre-enriquecimiento (agua de peptona tamponada al 1%; Merck, Darmstadt, Germany) y posteriormente se incubó la mezcla (a 37 ºC durante 24 horas) siguiendo la Norma IDF 93B (IDF, 1995). Para el enriquecimiento selectivo una alícuota de la mezcla pre- enriquecida se sembró con posterioridad en el caldo de Rappaport-

94

Vassiliadis (Merck), incubando con posterioridad a 42 ºC durante 24 horas). El intento de aislamiento final se llevó a cabo sembrado una alícuota del caldo de Rappaport-Vassiliadis, previamente sembrado con la muestra pre- enriquecida e incubado, en el agar de Rambach (Merck) e incubando a 37 ºC durante 24 horas.

III.3.6.2.8. Detección de Listeria monocytogenes

La presencia de Listeria monocytogenes en las fórmulas de helado se llevó a a cabo por el procedimiento descrito por Barancelli et al. (2011). Veinticinco gramos de muestra de cada fórmula de helado se mezclaron por duplicado con 225 mL de BLEB (caldo base tamponado para el enriquecimiento de Listeria, Difco Laboratories, Detroit, MI, USA). La mezcla se incubó a 30 ºC durante 48 horas. Tras la incubación, alículotas (1 mL) de la mezcla incubada se sembraron en placas de agar Listeria según Ottaviani y Agosti (ALOA) (AES Chemunex, Combourg, Francia), y en placas agar Oxford (Oxoid), que se incubaron seguidamente a 37 ºC durante 24 horas y a 35 ºC durante 24-48 horas, respectivamente. Las colonias que crecieron en ambos medios de cultivo se consideraron como presuntas colonias de L. monocytogenes.

III.3.7. MÉTODOS PARA EL ANÁLISIS SENSORIAL DE LOS HELADOS

III.3.7.1. Materiales

Las pruebas de análisis sensorial se realizaron en la sala de catas del Centro Tecnológico de la Carne, equipada con 20 cabinas individuales y que cumple con los requisitos generales exigibles para la evaluación sensorial de acuerdo con la Norma UNE-EN ISO 8589:2010 (AENOR, 2010). Las sesiones de evaluación sensorial tuvieron lugar por las mañanas, entre las 11:00 y las 14:00 horas.

95

Se emplearon dos paneles de cata diferentes. El primer panel (panel 1) se utilizó en una prueba afectiva de satisfacción en la que se valoró el preparado de castaña a emplear en la formulación de los helados, y en una prueba de preferencia con ordenación de las formulaciones de helado control y las siete elaboradas con ingredientes saludables. Este panel estuvo integrado por 32 evaluadores o jueces no entrenados, consumidores habituales de este tipo de productos. El panel 1 incluyó a 19 mujeres y 13 hombres, con edades comprendidas entre 20 y 55 años, y con una media de edad de 26,5 años. Los evaluadores fueron reclutados tanto entre el alumnado de las diferentes titulaciones impartidas en la Facultad de Ciencias del campus universitario de Ourense (21 alumnos) como entre el personal docente e investigador (7 profesores e investigadores) y el personal de administración y servicios (4 empleados) que desarrollaban su actividad laboral en dicha Facultad.

El segundo panel de cata (panel 2) se utilizó únicamente en el análisis descriptivo de las ocho formulaciones. Este panel estuvo compuesto por 16 catadores o jueces seleccionados y entrenados para la evaluación sensorial de diferentes alimentos. El panel 2 incluyó a 6 mujeres y 10 hombres, con edades comprendidas entre 31 y 46 años, y con una media de edad de 37,3 años. Todos los panelistas formaban parte del personal contratado en el Centro Tecnológico de la Carne (8 investigadores, 4 analistas y 4 técnicos de laboratorio).

Los helados envasados (50±1 g) se ofrecieron a los evaluadores o catadores participantes en cada sesión recién extraídos del congelador (–25±1 ºC). Los jueces dispusieron de picatostes no salados y agua mineral para aclarar y enjuagar la cavidad bucal entre muestra y muestra.

Todos los análisis estadísticos efectuados para el tratamiento de los datos obtenidos en las diferentes pruebas de evaluación sensorial se llevaron a cabo con el programa informático IBM SPSS STATISTIC 20 para Windows (SPSS Inc., Chicago, IL, USA).

96

III.3.7.2. Elección del preparado de castaña a emplear en la formulación de los helados

El método de evaluación sensorial para decidir el tipo de preparado de castaña a incorporar en la formulación del helado consistió en una prueba de respuesta subjetiva o prueba afectiva del grado de satisfacción, que no requiere que el evaluador o catador tenga mucha preparación (Briz y col., 2000; Drake, 2007). Mediante esta prueba se seleccionó el helado más valorado entre un total de cinco mezclas (Figura 3.11):

- M1: mezcla conteniendo harina de castaña (6,5% p/p) - M2: mezcla conteniendo tropiezos de castaña (11,5% p/p) - M3: mezcla conteniendo harina (1,33%) y tropiezos de castaña (9,95% p/p) - M4: mezcla conteniendo almíbar de castañas (11,5% p/p) - M5: mezcla conteniendo castañas glaseadas (9% p/p)

Figura 3.11. Diseño para la elección del preparado de castaña.

Los atributos generales valorados para cada una de las mezclas por los miembros del panel 1 fueron los siguientes: color, textura (en boca), sabor y aroma.

La ficha de evaluación sensorial del grado de satisfacción constó de escalas hedónicas bipolares de 9 puntos para la valoración de cada uno de los parámetros o atributos (Drake, 2007). La prueba hedónica es la recomendada

97 en la mayoría de estudios o proyectos de investigación donde el objetivo es simplemente determinar si existen diferencias entre los productos en lo que se refiere a la aceptación por parte del consumidor (Ramírez-Navas, 2012). A los panelistas se les pidió que puntuasen muestras codificadas indicando cuánto les agradaba cada muestra en relación con cada uno de los atributos evaluados, marcando una de las categorías o puntos en las escalas que van desde “me disgusta extremadamente” (1) hasta “me gusta extremadamente” (9) en orden ascendente. Las categorías se presentaron verbalmente en la ficha de evaluación (Figura 3.12).

Las cinco mezclas se presentaron codificadas con números aleatorios de tres dígitos. El orden de presentación de las muestras siguió un diseño balanceado para cada uno de los evaluadores (Watts y col., 1989; Stone y Sidel, 2004), sirviéndose cada muestra en cada una de las posiciones que podía ocupar (de la primera a la quinta) un número igual de veces. Las muestras se presentaron simultáneamente a cada uno de los catadores, lo que permite realizar una reevaluación y hacer comparaciones entre las mismas (Ramírez-Navas, 2012).

La ficha de evaluación sensorial incluyó además una sección en la cual se pidió a los panelistas que calificaran los siguientes atributos específicos: color de pulpa de castaña, suavidad en boca, dulzor y aroma a castaña. Estos atributos fueron valorados de manera individual con la ayuda de una escala verbal estructurada de 5 puntos (Figura 3.13).

La prueba de satisfacción se realizó por duplicado en sesiones desarrolladas en días diferentes para cada evaluador, calculándose las puntuaciones medias asignadas a cada atributo por cada uno de los catadores.

Las puntuaciones numéricas para cada muestra se tabularon y se sometieron a un análisis de varianza (ANOVA), utilizándose el test de Duncan con un intervalo de confianza del 95% ( = 0,05; P < 0,05) para determinar si existen diferencias significativas entre los valores medios obtenidos para cada uno de los parámetros o atributos analizados.

98

Fig. 3.12. FICHA DE EVALUACIÓN DEL GRADO DE SATISFACCIÓN

Nombre:…………..……………………………..FECHA:……………..HORA:……………..

INSTRUCCIONES: Antes de rellenar la ficha, pruebe una pequeña cantidad de cada helado para tener referencias previas con vistas a la valoración.

Descriptores puntos Preferencia 1 Me disgusta extremadamente 2 Me disgusta mucho 3 Me disgusta bastante 4 Me disgusta un poco 5 Ni me gusta ni me disgusta 6 Me gusta un poco 7 Me gusta bastante 8 Me gusta mucho 9 Me gusta extremadamente 1 Me disgusta extremadamente 2 Me disgusta mucho 3 Me disgusta bastante 4 Me disgusta un poco 5 Ni me gusta ni me disgusta 6 Me gusta un poco 7 Me gusta bastante 8 Me gusta mucho 9 Me gusta extremadamente 1 Me disgusta extremadamente 2 Me disgusta mucho 3 Me disgusta bastante 4 Me disgusta un poco 5 Ni me gusta ni me disgusta 6 Me gusta un poco 7 Me gusta bastante 8 Me gusta mucho 9 Me gusta extremadamente 1 Me disgusta extremadamente 2 Me disgusta mucho 3 Me disgusta bastante 4 Me disgusta un poco 5 Ni me gusta ni me disgusta 6 Me gusta un poco 7 Me gusta bastante 8 Me gusta mucho 9 Me gusta extremadamente Observaciones (haga constar, en su caso, cualquier anomalía o característica a destacar en relación con cualquiera de los helados): …...………………………………………………………..…………..……………………..……… …...………………………………………………………..…………..……………………..……… MUCHAS GRACIAS POR SU PARTICIPACIÓN

99

Fig. 3.13. CALIFICACIÓN DE ATRIBUTOS ESPECÍFICOS

Nombre:…..………………………………..FECHA:…….....HORA:……………………….

INSTRUCCIONES: Antes de rellenar la ficha, pruebe una pequeña cantidad de cada helado para tener referencias previas con vistas a la valoración.

Descriptores puntos Análisis descriptivo

1 No me recuerda nada 2 Me recuerda poco 3 Me recuerda 4 Me recuerda bastante 5 Me recuerda mucho 1 Muy áspera 2 Ligeramente áspera 3 Ni áspera, ni suave 4 Suave 5 Muy suave 1 Nada dulce 2 Algo dulce 3 Dulce 4 Bastante dulce 5 Muy dulce 1 Nada relacionado 2 Algo relacionado 3 Relacionado 4 Bastante relacionado 5 Muy relacionado

Observaciones (haga constar, en su caso, cualquier anomalía o característica a destacar en relación con cualquiera de los helados): .…..………………………………………………………..…………..……………………..………… .…..………………………………………………………..…………..……………………..………… .…..………………………………………………………..…………..……………………..………… MUCHAS GRACIAS POR SU PARTICIPACIÓN

III.3.7.3. Evaluación sensorial de las formulaciones de helado control y de las preparadas con diferentes ingredientes saludables

100

Las ocho formulaciones de helado se sometieron a dos métodos de evaluación sensorial: (i) prueba afectiva de preferencia con ordenación; y (ii) análisis descriptivo. En todos los casos se siguió un diseño de bloque completo equilibrado (Costell y Durán, 1981). La prueba de preferencia con ordenación se llevó a cabo con la participación de los 32 evaluadores del panel 1, en tanto que el análisis descriptivo lo realizaron los 16 jueces del panel 2. Las dos pruebas sensoriales se llevaron a cabo en dos sesiones en diferentes días. En cada una de las sesiones, cada catador evaluó cuatro muestras diferentes presentadas de manera simultánea, modificando el orden de presentación en la segunda sesión de manera que todos los panelistas valorasen todas las muestras. A modo de ejemplo, el orden de presentación de las muestras para la realización del análisis descriptivo se muestra en la tabla 3.5. Los análisis se realizaron por duplicado, en un total de cuatro sesiones, calculándose las puntuaciones medias asignadas a cada parámetro por cada uno de los catadores.

Tabla 3.5. Orden de presentación de las muestras para la realización del análisis descriptivo. Sesión uno Sesión dos

Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Jueces 1 2 3 4 1 2 3 4

J1 672 199 245 801 321 415 508 769 J2 769 245 321 199 415 508 672 801 J3 801 321 415 245 199 508 672 769 J4 321 508 199 415 245 672 769 801 J5 672 415 508 245 199 321 769 801 J6 321 769 672 508 199 245 415 801 J7 415 672 801 769 199 245 321 508 J8 508 801 199 769 245 321 415 672 J9 508 415 769 199 245 321 672 801 J10 801 245 672 508 199 321 415 769 J11 769 199 321 672 245 415 508 801 J12 245 769 415 801 199 321 508 672 J13 199 801 508 321 245 415 672 769 J14 199 672 245 415 321 508 769 801 J15 245 508 769 321 199 415 672 801 J16 415 321 801 672 199 245 508 769

III.3.7.3.1. Prueba de preferencia con ordenación.

101

La prueba de preferencia con ordenación hedónica se desarrolló conforme a la Norma ISO 8587:2006 (ISO, 2006), utilizando una escala de 9 puntos (Tabla 3.6). En esta prueba se pidió a los evaluadores que puntuasen y ordenasen las (cuatro) formulaciones según su preferencia para cada uno de los atributos. Los atributos valorados por los 32 panelistas fueron los mismos que los puntuados previamente para la elección del preparado de castaña: color, textura (en boca), sabor y aroma.

Tabla 3.6. Escala utilizada en la prueba de preferencia. Escala Descripción 1 = No me gusta nada. 2 = Me gusta muy poco. 3 = Me gusta escasamente. 4 = Me gusta algo. 5 = Me gusta. 6 = Me gusta moderadamente. 7 = Me gusta bastante. 8 = Me gusta mucho. 9 = Me gusta muchísimo.

Para comprobar si las diferencias entre las formulaciones son significativas o no, se aplicó el test no paramétrico de Friedman (O’Mahony, 1986) con el procedimiento Nemenyi (Bayarri y col., 2012) a los datos obtenidos en la ordenación, puntuándose los helados de 1 a 4 en función del orden de preferencia (1: formulación más preferida;… 4: formulación menos preferida) para cada atributo.

III.3.7.3.2. Análisis descriptivo.

En el análisis descriptivo se valoraron los mismos atributos específicos previamente calificados por los miembros del panel 1 en la prueba de satisfacción (ver Figura 3.12): color de pulpa de castaña, suavidad en boca, dulzor y aroma a castaña. Para ello se emplearon escalas estructuradas

102 horizontales de 9 puntos sobre las que se pidió que se valorase la intensidad de cada uno de los atributos o descriptores.

La interpretación de estos resultados se llevó a cabo mediante un Análisis de Procrustes Generalizado (APG) (Williams y Langron, 1984). Este análisis fue inicialmente desarrollado para la obtención de perfiles descriptivos con individuos no entrenados. Se trata de un método simétrico que extrae una estructura común entre conjuntos de datos múltiples compuestos de variables no distribuidas idénticamente (Dijksterhuis, 1996; Gower, 1975). El APG permite la obtención de perfiles de consenso mediante el cálculo de coeficientes de correlación entre los descriptores individuales y las dimensiones más significativas. En un primer paso centra las escalas y traslada los diferentes perfiles sensoriales a un origen común, después aplica reducciones y ampliaciones de las escalas y, por último, rota y ajusta las diferentes configuraciones para obtener el perfil de consenso.

Los datos obtenidos del perfil de las muestras se sometieron a un análisis de varianza (ANOVA) de dos factores (muestras y catadores) con interacción, considerando primero los dos factores fijos y a continuación los jueces como aleatorios. Se introdujeron 16 matrices individuales, una por cada juez, con 16 filas (8 muestras  2 repeticiones) y 4 columnas (4 atributos o descriptores). Los resultados del ANOVA en el APG se expresan como proporción de la varianza total previamente reescalada a 100. Finalmente, se aplicó un Análisis de Componentes Principales (ACP) a los valores medios de los atributos obtenidos inicialmente y después de modificarlos según los resultados del APG.

103

III.3.8. ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Para la comparación entre formulaciones de los valores medios de todos los parámetros composicionales y físico-químicos, contenidos en ácidos grasos, compuestos volátiles, grupos microbianos y puntuaciones otorgadas a los descriptores en los diferentes análisis sensoriales se realizó un análisis de varianza (ANOVA) con un intervalo de confianza del 95% (P<0,05) usando el test de DUNCAN. Los análisis estadísticos se llevaron a cabo utilizando el programa informático IBM SPSS STATISTIC 20 para Windows.

104

IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

105

IV.1. ELECCIÓN DEL PREPARADO DE CASTAÑA A EMPLEAR EN LA FORMULACIÓN DE LOS HELADOS

Los resultados de la prueba afectiva del grado de satisfacción, en la que se empleó una escala bipolar de 9 puntos (9 = me gusta extremadamente; 1 = me disgusta extremadamente) para valorar cada uno de los parámetros o atributos evaluados para la elección del preparado de castaña, se muestran en la tabla 4.1.

Tabla 4.1. Resultados de la prueba de satisfacción para la elección del preparado de castaña (valores medios ± desviaciones estándar)

Grado de Harina + Harina de Tropiezos Almíbar de Glaseado satisfacción tropiezos sig. castaña de castaña castaña de castaña (escala 1-9) de castaña Color 6,27±1,28 6,27±1,12 6,50±1,14 6,64±1,37 6,59±1,14 0,774 Textura 6,27±1,12b 6,64±1,22ab 7,00±0,69a 6,41±0,96ab 6,77±1,34ab 0,02 Sabor 6,36±1,05 6,14±1,39 6,50±0,96 6,18±1,56 6,09±1,69 0,843 Aroma 5,59±1,18b 5,27±0,77b 6,73±1,20a 5,73±1,24b 5,68±1,32b 0,001 *a,b,c Distintos superíndices dentro de la misma fila indican diferencias significativas (test de Duncan; P < 0.05).

Las puntuaciones medias obtenidas por las diferentes mezclas para cada uno de los atributos evaluados se representan gráficamente en el histograma de la figura 4.1.

8 7 6 5

4 Color 3 Textura 2 Sabor

Puntaje (escala 0 - 9) 1 Aroma 0 Harina de Tropiezos de Harina + Almíbar de Glaseado de castaña castaña tropiezos de castaña castaña castaña Tipo de castaña empleada en las formulaciones

Figura 4.1. Puntuaciones medias obtenidas por las diferentes mezclas en la prueba de satisfacción.

106

Las mezclas elaboradas con harina y tropiezos de castaña recibieron las puntuaciones más altas para los atributos textura y aroma. Los valores obtenidos para la textura fueron significativamente (P < 0,05) mayores para las mezclas preparadas con harina y tropiezos que para aquellas elaboradas únicamente con harina (Tabla 4.1). En lo que se refiere al aroma, las puntuaciones obtenidas por los helados elaborados con harina y tropiezos fueron significativamente (P < 0,05) más altas que las alcanzadas por el resto de las mezclas.

De acuerdo con estos resultados, la mezcla conteniendo 9,95% de tropiezos y 1,33% de harina (M3) fue la mejor valorada por los evaluadores, y la que se empleó en la elaboración de los helados control y como mezcla base para preparar las sucesivas formulaciones que incluyeron algún ingrediente saludable. La fórmula completa para 1 kg de mezcla se recoge en la tabla 4.2.

Tabla 4.2. Fórmula de la mezcla preparada con harina y tropiezos de castaña (elaboración de helado control) Ingrediente Peso (g) (%) Leche entera 450,00 44,78 Sacarosa 170,00 16,92 Nata láctea al 35% MG 120,00 11,94 Tropiezos de castaña 100,00 9,95 Agua para hidratar harina de castaña 86,67 8,62 Leche desnatada en polvo 61,33 6,10 Harina de castaña 13,33 1,33 Estabilizante (CMC) 2,33 0,23 Colorante caramelina 1,13 0,11 Aroma de anís 0,03 0,00 Sub total 1004,83 100,00

En lo que se refiere a la sección de calificación de atributos específicos (color de pulpa de castaña, suavidad, dulzor y aroma a castaña) en escalas estructuradas de 5 puntos, incluida en la ficha de evaluación sensorial (Figura 3.13), los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 4.3.

107

Tabla 4.3. Calificación de atributos específicos de las mezclas elaboradas con diferentes preparados de castaña (valores medios ± desviaciones estándar) Harina + Descriptivo Harina de Tropiezos Almíbar de Glaseado tropiezos sig. (escala 1-5) castaña de castaña castaña de castaña de castaña Color de pulpa de cataña 3,31±0,79 3,00±0,73 3,57±0,76 3,28±0,83 3,19±0,66 0,352 Suavidad en boca 4,0±0,63a 3,38±0,72b 3,36±0,75b 3,56±0,62ab 3,69±0,48ab 0,040 Dulzor 3,31±0,60d 3,44±0,51cd 3,79±0,70bc 4,06±0,42ab 4,31±0,48ᵃ 0,001 Aroma a castaña 1,81±0,54d 2,75±0,68b 3,57±0,76a 2,56±0,62bc 2,13±0,62cd 0,001 *a,b,c Distintos superíndices dentro de la misma fila indican diferencias significativas (test de Duncan; P < 0.05).

Las puntuaciones medias obtenidas por las diferentes mezclas para cada uno de los atributos específicos calificados se representan gráficamente en el histograma de la figura 4.2.

5 4,5 4 3,5 Color (pulpa 3 castaña) 2,5 Textura 2 (suavidad) 1,5 1 Sabor 0,5 (dulzor) Puntaje Escala (0 - 5) 0 Aroma Harina de Tropiezos Harina + Almíbar Glaseado (castaña) castaña de tropiezos de de castaña de castaña castaña castaña Tipo de castaña empleada en cada formulación

Figura 4.2. Puntuaciones medias obtenidas por las diferentes mezclas en la calificación de atributos específicos.

No se encontraron diferencias significativas entre las mezclas elaboradas con los diferentes preparados en relación con el atributo específico “color de pulpa de castaña” (Tabla 4.3). Los helados experimentales elaborados con harina obtuvieron las calificaciones más altas para el atributo específico “suavidad (en boca)”. Estas puntuaciones fueron significativamente (P < 0,05) mayores

108 que las obtenidas por las mezclas formuladas con tropiezos o conjuntamente con harina y tropiezos. Los helados elaborados con castañas glaseadas recibieron las puntuaciones más altas para el atributo específico “dulzor”, siendo estas calificaciones significativamente (P < 0,05) mayores que las obtenidas por las mezclas preparadas con harina, tropiezos o conjuntamente con ambos ingredientes. El atributo dulzor obtuvo igualmente puntuaciones significativamente (P < 0,05) mayores para los helados elaborados con almíbar de castañas que para las mezclas formuladas con harina y con tropiezos. Finalmente, las calificaciones del atributo específico “aroma a castaña” fueron significativamente (P < 0,05) mayores para los helados experimentales conteniendo harina y tropiezos que para el resto de las mezclas. Este hecho parece confirmar la mayor valoración del preparado de harina y tropiezos por parte de los panelistas en la prueba afectiva de satisfacción.

IV.2. ELABORACIÓN DE UN HELADO SIN COLESTEROL (GRASA DE ORIGEN ANIMAL), SIN AZÚCARES (CON EDULCORANTES HIPOCALÓRICOS), SIN GOMAS SINTÉTICAS (CON GOMA DE TARA – CAESALPINIA SPINOSA) EMPLEANDO UNA BASE DE HELADO DE CASTAÑA

Se diseñaron las formulaciones adaptadas en base al contenido de grasa, sólidos no grasos, agua y aditivos empleados en todas las formulaciones, fijando cada componente dentro de los límites indicados en la Tabla 4.4.

Tabla 4.4 Límites recomendados para los diferentes componentes en helados

Límites recomendados en helados condición de Ingredientes Min Max trabajo seleccionado Grasas 6% 14% 6% sólidos NG 32% 45% 32% Agua 55% 63% 62% Total 100%

109

Como se comentó en la sección de material y métodos, empleando como base el helado mejor valorado en el trabajo previo de selección del modo en que se incorpora la castaña, se elaboraron 8 formulaciones distintas de helado, teniendo como materias primas la leche y las castañas (Castanea sativa, Miller) en forma de harina y en trozos, mediante el empleo de un diseño factorial de 2x2x2. Se consideraron tres variables principales de sustitución (materia grasa, edulcorantes y estabilizantes) con dos alternativas para cada una. Para la variable materia grasa, se emplearon como alternativas nata láctea con el 35% en materia grasa y grasa vegetal (aceite de oliva); para la variable edulcorante se emplearon sacarosa y una mezcla de eritritol (E-968) y glucósidos de steviol (E-960) al 2,4%; finalmente, para la variable de estabilizante se emplearon como opciones carboximetilcelulosa (CMC) y goma de tara (Caesalpinia spinosa) proveniente del Perú.

Las Tablas 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 4.10, 4.11 y 4.12 describen las fórmulas, expresando cada componente en gramos y como porcentaje del peso total, de los 8 tipos de helado elaborados para su posterior estudio y evaluación. Como puede observarse, en las Tablas, la fórmula control es la confeccionada con grasa láctea, sacarosa como edulcorante, y carboximetilcelulosa (CMC) como estabilizante. En la fórmula nº 1, se sustituyó únicamente la carboximetilcelulosa por goma de tara (Tabla 4.6). En la fórmula nº 2se sustituyó la sacarosa por eritritol y stevia (Tabla 4.7). La fórmula nº 3 presenta como particularidades diferenciales la sustitución de ambos componentes, el azúcar y el estabilizante (Tabla 4.8). La fórmula nº 4 fue confeccionada sustituyendo la grasa láctea por aceite de oliva (Tabla 4.9). La fórmula nº 5 se diseñó sustituyendo la grasa láctea por la vegetal y la carboximetilcelulosa por goma de tara (Tabla 4.10). El helado nº 6 se formuló sustituyendo la grasa láctea por aceite de oliva y la sacarosa por eritritol más stevia (Tabla 4.11). Finalmente, en la fórmula nº 7 (Tabla 4.12) se llevaron a cabo las tres sustituciones propuestas, la grasa láctea se sustityó por grasa vegetal, la carboximetilcelulosa por goma de tara y la sacarosa por la mezcla de eritritol y stevia.

110

Tabla 4.5 Formulación del helado control

Tabla 4.6 Formulación del helado nº 1

111

Tabla 4.7 Formulación del helado nº 2

Tabla 4.8 Formulación del helado nº 3

112

Tabla 4.9 Formulación del helado nº 4

Tabla 4.10 Formulación del helado nº 5

113

Tabla 4.11 Formulación del helado nº 6

Tabla 4.12 Formulación del helado nº 7

114

IV.3 COMPOSICIÓN QUÍMICA PROXIMAL (EXTRACTO SECO, MATERIA GRASA, PROTEÍNAS, CENIZAS Y CARBOHIDRATOS) Y PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS (pH, ACIDEZ TITULABLE, COLOR, % DE DERRETIMIENTO) DE LAS FÓRMULAS DE HELADOS DESARTOLLADAS

IV.3.1. COMPOSICIÓN QUÍMICA PROXIMAL DE LAS FOMULACIONES DE HELADOS

En la tabla 4.13 se recogen los valores de los parámetros composicionales (contenidos en extracto seco, grasa, proteínas cenizas y carbohidratos) de las 8 formulaciones de helado diseñadas. Las Figuras 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7 y 4.8 recogen los valores de los contenidos en humedad, extracto seco, grasa, proteína, cenizas y carbohidratos, respectivamente, del helado control y de las 7 fórmulas desarrolladas por sustitución de los distintos componentes. La Figura 4.9 recoge los valores de todos los componentes analizados en las 8 fórmulas de helado.

En la literatura son abundantes los trabajos que tienen por objeto la evaluación de las características de helados obtenidos sustituyendo sus componentes por otros más eficientes o saludables, o incorporando materias primas novedosas con la finalidad de diversificar el producto y ofrecer al consumidor nuevos sabores y sensaciones más placenteras. Como resultado de la incorporación a las fórmulas de ingredientes y aditivos diversos y en proporciones también diferentes, los contenidos de los diferentes componentes en los helados resultantes varían dentro de límites muy amplios. La Tabla 4.14 recoge un resumen de la composición proximal de los helados estudiados y analizados por distintos autores en diferentes trabajos.

115

Tabla 4.13 Composición química proximal de las 8 formulaciones de helado elaboradas. Los valores mostrados en la tabla son las medias ± las desviaciones estándar de tres réplicas de cada formulación. Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Parámetro* control 1 2 3 4 5 6 7 Humedad 60,34±1,70a 60,20±0,09a 62,93±0,27a 62,20±0,80a 60,45±1,39a 61,06±0,83a 62,75±1,74a 62,41±1,64a Extracto seco 39,66±1,70a 39,81±0,09a 37,07±0,27a 37,81±0,80a 39,55±1,39a 38,94±0,83a 37,25±1,74a 37,59±1,64a Grasa total 6,40±0,03ab 5,24±0,52abcd 6,32±0,44abc 5,21±1,45abcd 6,57±0,09a 4,85±0,44cd 4,16±0,18d 4,94±0,16bcd Proteína bruta 5,05±0,06d 4,15±0,01e 11,79±0,19a 11,93±0,50a 5,13±0,03d 4,82±0,03d 10,02±0,49c 10,63±0,05b Cenizas totales 1,05±0,01e 0,75±0,03f 2,14±0,01b 2,10±0,01c 1,09±0,01d 1,09±0,00d 2,28±0,00a 2,27±0,00a Carbohidratos 29,18±1,81a 28,96±0,62a 19,84±0,01b 19,62±1,17b 28,86±1,51a 28,57±0,37a 20,98±1,43b 20,67±1,53b totales**

*Valores expresados como g/ 100 g de helado. ** Expresados como g de glucosa/100 g de helado. a-e Valores de las medias en la misma fila (correspondientes al mismo parámetro) no seguidos de una letra común fueron significativamente diferentes (P<0,05).

116

Los valores de los distintos componentes en las fórmulas de helado desarrolladas por nosotros en este estudio están comprendidos dentro de los amplios rangos de valores descritos en la bibliografía. No obstante, como resultado de las variaciones introducidas en las fórmulas, los helados desarrollados en este trabajo presentaron algunas diferencias significativas entre sí en relación con los contenidos de algunos componentes concretos. Dado que se trató de ajustar y normalizar los contenidos de humedad de las distintas fórmulas, los valores de los contenidos de humedad y extracto seco de las 8 fórmulas no difirieron de un modo significativo, situándose los valores de los contenidos de humedad entre un 60,20 % (fórmula control) y un 62,93 % (fórmula nº 3).

Los contenidos en grasa total se mantuvieron con valores semejantes entre todas las muestras analizadas entre 4,2 y 6,4%. En relación con el contenido en proteína, las fórmulas que no contienen sacarosa (números 2, 3, 6 y 7) presentan valores proteicos (entre 10,02 y 11,93%) superiores al resto (valores que oscilan entre 4,15 y 5,13%); tal circunstancia se debe al aporte proteico realizado por la cantidad adicional de leche en polvo que se añadió en las formulaciones carentes de sacarosa para sustituir el aporte de sólidos que efectuaba el azúcar en las fórmulas en las que estaba presente. Un fenómeno similar se observa en relación con las cenizas; las fórmulas que no contienen azúcar presentan unos valores de alrededor del 2,1 y 2,3%, mientras que en las fórmulas que contienen sacarosa los valores oscilan entre 0,75% y 1,14%. De nuevo el aporte de minerales efectuado por la leche en polvo que se añadió adicionalmente a las fórmulas que no llevan sacarosa parece ser el responsable de este superior contenido en cenizas.

Dado que el helado es un alimento formulado a base de leche, que contiene un azúcar, la lactosa, en cantidades elevadas, y que además es edulcorado para hacerlo más apetecible, no resulta extraño que los azúcares totales sean el componente mayoritario del extracto seco. En nuestro caso, uno de los ingredientes principales, la castaña, posee también un contenido de azúcares no despreciable, lo que colabora al incremento del contenido en este componente. Los estabilizantes empleados, tanto la carboximetilcelulosa como la goma de tara, son polisacáridos, con lo que también resultan cuantificados

117 como azúcares totales con la técnica que hemos empleado. Como era de esperar, las formulaciones que contienen sacarosa poseen un contenido en azúcares totales significativamente (P<0,05) más elevado que las fórmulas en las que el azúcar fue sustituido por los edulcorantes no carbohidratos.

Humedad (%)

63 62,5 62 61,5 61 60,5 60 59,5 59 58,5 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Control 1 2 3 4 5 6 7

Figura 4.3. Contenido en humedad de las formulaciones de helado.

Extracto seco (%)

40 39,5 39 38,5 38 37,5 37 36,5 36 35,5 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Control 1 2 3 4 5 6 7

Figura 4.4. Contenido en extracto seco de las formulaciones de helado.

118

Grasa total (%)

7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Control 1 2 3 4 5 6 7

Figura 4.5. Contenido en grasa de las fórmulas de helado.

Proteína bruta (%)

12,00

10,00

8,00

6,00

4,00

2,00

0,00 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Control 1 2 3 4 5 6 7

Figura 4.6. Contenido en proteína bruta de las fórmulas de helado.

119

Cenizas totales (%)

2,50

2,00

1,50

1,00

0,50

0,00 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Control 1 2 3 4 5 6 7

Figura 4.7. Contenido en cenizas totales de las fórmulas de helado.

Carbohidratos totales (g de gluosa/100 g)

30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Control 1 2 3 4 5 6 7

Figura 4.8. Contenido en carbohidratos totales de las fórmulas de helado.

120

Composición química de las formulaciones de helado (%) 35,00

30,00 29,18 28,96 28,86 28,57

25,00 20,98 20,67 19,84 19,62 20,00

15,00 11,79 11,93 10,02 10,63 10,00 6,40 6,32 6,57 5,05 5,24 5,21 5,13 4,854,82 4,94 5,00 4,15 4,16 2,14 2,10 2,28 2,27 1,05 0,75 1,09 1,09 0,00 Formul. Control Formul. 1 Formul. 2 Formul. 3 Formul. 4 Formul. 5 Formul. 6 Formul. 7

Grasa total (%) Proteína bruta (%) Cenizas totales (%) Carbohidratos totales (%)

Figura 4.9. Resumen de la composición química proximal de las 8 formulaciones de helado desarrolladas en este trabajo.

121

Tabla 4.14. Valores de los parámetros composicionales y fisicoquímicos aportados en bibliografía para helados de diferente naturaleza.

Objeto del estudio Contenid Contenid Conteni Conteni Conteni Valor Valor % / Overr L* a* b* Referencia o de o de do de do de do en de pH de Velocidad un humedad grasa proteín cenizas carbohi acidez de (%) a bruta dratos (% derretimie ácido nto % min‐1 láctico)

Sustitución del azúcar 22,41‐ 2,48 – 0,70‐ 65,12‐ 2,98‐9,30 52,3‐ Aranda por extractos de Stevia 23,82 5,69 1,23 70,51 65,2 González y rebaudiana en el helado col., 2016 *

Uso de fibra de cáscara 63,03‐ 5,29‐ 12,87‐ 3,41‐ 65,21‐ 2,24‐2,48 25‐46 Comas e de naranja como 70,03 18,53 16,32 4,17 69,94 Boff y col., sustituto de la grasa 2013 *

Sustitución de grasa en 68,15‐ 0,2‐4,55 6,42‐ 0,19‐ 90,29%‐ 72,91‐ Aykan y helado de vainilla 67,96 6,53 0,51 92,59% 80,08 col., 2008

(a 120’)

Aceptación del helado 3,3‐14,1 1,7‐4,8 6‐25 Silva tradicional y del bajo en Cadena y grasa André Bolini, 2011

Efecto de mezclas de 55,04‐ 12,32‐ 4,17‐ 0,98‐ 25,43‐ 6,41‐ 35‐37 Silva edulcorantes y grasas 56,8 12,47 4,31 1,12 27,23 6,60 Junior y en las propiedades de 4 Lannes, fórmulas de helados 2011

122

Características 60,29‐ 10,49‐ 1,40‐1,52 26,11‐ 89,16‐ ‐0,83‐ 14,1 Fuangpaib sensoriales de un 60,30 18,95 g/ min 30,59 91,05 ‐1,06 5‐ oon y helado de leche de coco 14,8 Kijroongro con distintas mezclas de 6 jana, 2015 edulcorantes de bajo índice glucémico

Efecto de los 6,09‐ 26,12‐ 69,45‐ ‐1,47‐ 23,0 Khuenpet edulcorantes (eritritol y 6,23 45,83 86,88 6,87 3‐ y col., maltitol) sobre la 43,3 2015 calidad del helado de 5 vainilla y yogurt

Producción de helado 64,61‐ 4,2‐4,8 6,50‐ 8,54‐ Ozdemir y empleando stevia como 69,23 6,62 20,17 col., 2015 edulcorante

Determinación de la 0,35‐40‐70 Soukoulis calidad reológica y 2,05g/g y y col., sensorial de helados min 2010 con distintos edulcorantes

Estudio de helados de 0‐4,5 2‐5 16‐20 Stokols y vainilla sin azúcares col., 2006 añadidos

Optimización de 67‐72,10 Whelan y parámetros col., 2008 fisicoquímicos y sensoriales de un helado bajo en calorías

Efecto del azúcar y la 46,89‐ 8,73‐ 8,94‐ Guinard y grasa en la aceptación 67,51 19,30 17,91 col., 1996

123 de un helado de vainilla

Efecto de las sustitución 65,76%‐ 12,95‐ Mahdian y de la grasa y los 79,64% 46,96 Karazhian, estabilizantes en el 2013 helado Tras 15´ a 25°C

Modificación del perfil 36,2‐36,4 9,7‐9,9 3,9‐4,1 0,7 6,6‐ 0,16‐ 15,3‐16,5 75,2‐ Nadeem y de ácidos grasos de la 6,7 0,18 min 80,6 col., 2015 leche con sales de calcio y su empleo en helados

Efecto del empleo de 25‐42 min 27‐47 52,12‐ 4,69‐ 17,0 Nazaruddi grasa vegetal en las 62,85 8,21 3‐ n y col., características 19,4 2008 fisicoquímicas del 9 helado

Efectos sobre el color, 61,8‐71,3 0,1‐9,5 24,9‐58min 90,3‐ ‐0,6‐ 4,1‐ Roland, A. la dureza y las 95,3 0,4 5,7 Y col, 1999 propiedades sensoriales al sustituir la grasa en el helado

Efecto del empleo de 62,16‐ 0,40‐ 15 94‐ Yilsay y proteína de suero 73,67 12,40 105 col., 2006 lácteo como sustituto de la grasa sobre la textura de un helado de vainilla

Optimización de las 6,38‐ 0,05‐0,11 55,53‐ Bahram propiedades 6,45 g/min 60,86 Parvar y funcionales de 3

124 estabilizantes para col., 2013 helado

Efecto de la adición de 62,20‐ 6,46‐ 40,01‐ 18,8‐ Bahrampa diferentes 63,60 6,60 98,35 28,6 rvar y col., hidrocoloides sobre las 2009 propiedades fisicoquímicas y sensoriales del helado

Efectos del azúcar y la 46,84‐ 8,73‐ 8,94‐ Guinard y grasa sobre las 67,51 19,30 18,91 col., 1997 propiedades sensoriales del helado

Efectos de la adición de 59,99‐ 4,15‐6,90 4,39‐ 1,02‐ 5,07‐0,17‐ 5,1‐8,38 35,08‐ Kavaz endrinas (Prunus 61,14 5,29 1,25 6,60 0,87 41,76 Yuksel, spinosa L.) en la calidad 2015 de los helados

Estudio de la 59,74‐ 6,63‐ 0,14‐ López funcionalidad de un 62,95 7,0 1,15 Barón y sustituyente de sólidos col., 2011 no grasos lácteos en helados

Estudio de la calidad 58,88‐ 10,02‐ 3,64‐ 0,66‐ 23,32‐ 0,19‐0,61‐0,66 67,74‐ Nayeem funcional, antioxidante 62,36 11,07 4,17 0,72 25,06 0,27 mL/min 70,84 Ali y col., y sensorial del helado 2016 con semilla de granada en polvo

Estudio de propiedades 64,52‐ 0,41‐4,77 6,31‐10,25 Ohmes y físicas y sensoriales de 64,58 en boca col., 1997 helados con sustitución

125 de la grasa láctea

Formulación y 58,80‐ 5,16‐ 3,33‐ 20,53‐ 6,78‐ 0,40‐ Patel y estandarización de 64,00 10,83 3,79 29,42 7,30 1,53 Amin, helados de leche 2015 fortificados con pulpa de guayaba

Ensayos de incremento 62,70‐ 3,78‐0,47‐ 6,57‐0,19‐ 88,91‐ Patel y del contenido de 63,00 7,18 0,86 6,77 0,22 92,17 col., 2006 proteína en el helado

Helado de mangaba 71,64‐ 3,65‐6,68 1,89‐ 0,48‐ 13,22‐ 4,61‐ 5,26‐ 22,45‐ 5,93‐ 18,12‐ ‐ Santos y (Hancornia speciosa 79,04 2,52 0,58 20,18 4,94 6,40 48,28 8,81 20,18 0,52 Silva, 2012 Gomez) con sustitutos ‐ ‐ de la grasa y azúcar 0,23

Efecto de la adición de 63,20‐ 9,55‐10 3,37‐ 0,82‐ 15,30‐ 6,49‐ 0,23‐ 80‐100% 19,00‐ 75,50‐ ‐4,28‐ 17,7 Temíz y melaza (pekmez) sobre 68,8 4,19 1,02 22,39 6,72 0,41 30,67 89,50 7‐ Yesilsu, las propiedades físicas, Tras 75’ +0,84 26,9 2010 químicas y sensoriales 2 del helado

Efectos de las 57,60 16,2 Tosaki y condiciones de col., 2009 homogeneización sobre las propiedades físicas del helado con elevado contenido en grasa

Efectos de la adición de 65,40‐ 4,2‐4,6 0,88‐ 6,20‐0,12‐ 0,36‐0,50 28,2‐ 86,2‐ ‐6,69‐ 8,06 Yanguilar, harina de banana verde 66,98 1,17 6,49 0,2 g/min 40,5 88,5 +1,62 ‐ 2015 sobre las propiedades 10,4 físicas, químicas y 5

126 sensoriales del helado

Características 6,27‐0,127‐ 1,17‐1,91 27‐58 Karaca y reológicas y sensoriales 6,52 0,253 g/min col., 2009 de los helados funcionales elaborados 55,2‐95,5% con sustitutos de grasa tras 90 min

Optimización de las 0,059‐ 30,60‐ Bahram combinaciones de 0,802 65,22 Parvar y estabilizantes en la col., 2015 fabricación de helados g/min

*Valores de los parámetros composicionales expresados como g/100 g de materia seca.

127

IV.3.2. PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS

La Tabla 4.15 recoge los valores de los parámetros físicoquímicos de las 8 formulaciones de helado. Las figuras 4.10, 4.11, 4.12, 4.13 y 4.14 recogen los valores de pH, acidez titulable, sólidos solubles totales, porcentaje de derretimiento y parámetros del color, respectivamente.

Los valores de los parámetros físicoquímicos en las fórmulas de helado desarrolladas en este trabajo se encuentran dentro del amplio rango de valores que ofrece la literatura para distintas fórmulas de helado con distintos ingredientes y particularidades (Tabla 4.14).

Los valores de pH se encuentran en todos los casos próximos a la neutralidad, lo que concuerda con los valores observados en la bibliografía para los distintos tipos de helado (Tabla 4.14). La mayoría de los sólidos de las formulaciones con influencia sobre el valor del pH (sustancias de naturaleza ácida, alcalina y con capacidad tampón) tienen una procedencia láctea, por lo que está justificado que el valor de pH de las formulaciones esté muy próximo al de la leche. Se han podido observar, no obstante, pequeñas diferencias entre el valor de pH de las diferentes formulaciones. Los valores de pH de las formulaciones números 2, 3, 6 y 7 parecen ser ligeramente más bajos que los del resto de las formulaciones. Las diferencias son prácticamente insignificantes en los valores de pH, posiblemente debido a la elevada capacidad tampón de las mezclas elaboradas, pero notablemente más marcadas cuando se observan los valores correspondientes a la acidez titulable; en este caso las formulaciones 2, 3, 6 y 7 presentan un valor de acidez titulable significativamente diferente y que, en algunos casos, casi es el doble que en el resto de las formulaciones. Una vez más conviene recordar que en las muestras en las que se sustituyó la sacarosa por otros edulcorantes se añadió leche desnatada en polvo para mantener en las fórmulas relativamente equilibrado el contenido de solidos totales. La leche en polvo añadida aporta sustancias de reacción ácida (caseínas, fosfatos, lactato) que a buen seguro son las responsables de los valores más elevados de acidez titulable en estas formulaciones.

128

Tabla 4.15. Valores de los parámetros físico-químicos de las distintas formulaciones de helado. Los valores mostrados en la tabla son las medias ± las desviaciones estándar de tres réplicas de cada formulación.

Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Tipo de análisis control 1 2 3 4 5 6 7 pH 6,92±0,06a 6,90±0,01a 6,83±0,01b 6,84±0,01bc 6,89±0,01a 6,86±0,01bc 6,82±0,01a 6,82±0,01c Acidez* 0,14±0,00d 0,17±0,01c 0,26±0,02b 0,25±0,00b 0,14±0,00d 0,15±0,00cd 0,29±0,02b 0,25±0,02b L* 76,25±0,40c 76,69±0,54c 83,60±1,07a 79,32±1,42b 74,16±0,24d 71,50±1,09e 80,52±0,68b 79,62±0,75b a* 1,30±0,28c 0,26±1,29b 0,19±0,0,13ab 0,95±0,21a 1,19±0,49a 0,94±0,58a 0,55±0,14ab 0,77±0,20ab b* 13,59±1,04b 14,60±1,46b 13,64±0,22b 18,08±1,60a 14,45±0,52b 13,31±0,58b 15,08±0,55b 14,36±0,29b Sólidos solubles 32±1,58a 32,20±0,84a 27,26±1,14c 29,60±1,14b 32,40±1,14a 34,00±0,71a 26,60±1,14c 23,00±0,71d (°Brix) (%)

Derretimiento (%) 94,77±1,30a 85,90±2,51b 15,32±4,20d 13,36±2,26de 93,58±3,21a 80,51±2,34c 11,38±4,63de 8,23±2,95e

*Expresado como g de ácido láctico/100 g de extracto seco. a-e Valores de las medias en la misma fila (correspondientes al mismo parámetro) no seguidos de una letra común fueron significativamente diferentes (P<0,05).

129

pH

6,92 6,90 6,88 6,86 6,84 6,82

Valor de pH 6,80 6,78 6,76

Formulaciones de helado

Figura 4.10. Valores de pH en las 8 formulaciones de helado

Acidez titulable

0,30 0,25

0,20 0,15

Porcentaje 0,10 0,05

0,00

Formulaciones de helado

Figura 4.11. Valores de la acidez titulable en las 8 formulaciones de helado

130

En relación con el contenido en sólidos solubles, expresado en ºBrix, se observaron diferencias significativas entre las formulaciones. En general, y como cabía esperar, las formulaciones elaboradas sin sacarosa presentan un contenido significativamente menor de sólidos solubles, lo cual concuerda con el hecho de la sacarosa es el sólido soluble por naturaleza en las fórmulas de helado.

El porcentaje de derretimiento alcanzó los valores máximos, entorno al 94 %, en las fórmulaciones elaboradas con sacarosa como edulcorante y carboximetilcelulosa como estabilizante. Descendió ligera pero significativamente en las formulaciones en las que la CMAC fue sustituida por goma de tara. Finalmente, el descenso más marcado se produjo en las formulaciones en las que la sacarosa fue sustituía por el eritritol y la stevia. Así pues, las formulaciones en las que fue eliminada la sacarosa (las números 2, 3, 6 y 7) se mostraron más estables a la temperatura a lo largo del tiempo. Tal circunstancia parece ser debida, una vez más, al empleo de leche desnatada en polvo en sustitución de los sólidos totales aportados por la sacarosa, un azúcar que, dada su naturaleza, presenta una mejor dispersabilidad en el agua que los sólidos lácteos.

También se pudo observar que, comparativamente, el derretimiento fue ligeramente menor en las formulaciones que llevaban aceite de oliva en comparación con sus formulaciones homólogas confeccionadas con grasa láctea. Nuestros resultados en este sentido parecen contradictorios con los esperados y con los observados en la bibliografía. Al ser la grasa vegetal más insaturada que la grasa láctea, es esperable que el punto de fusión de sus triglicéridos sea más bajo y por lo tanto mayor el contenido de grasa líquida a una determinada temperatura. Así pues, sería esperable un porcentaje de derretimiento mayor en las formulaciones que llevan grasa vegetal. En tal sentido, Nadeem y col. (2015) al elaborar helados con grasa más insaturada proveniente de leche de animales que habían sido alimentados con sales cálcicas de ácidos grasos de aceite de soja, observaron que el tiempo de fusión del helado se reducía de un modo significativo desde 15,8 minutos en el helado control (elaborado con leche cuya grasa estaba sin modificar) hasta 12,8 minutos en el helado elaborado con grasa láctea modificada.

131

Sólidos solubles (°Brix)

35,00 30,00 25,00 20,00 15,00

Porcentaje 10,00 5,00 0,00

Formulaciones de helado

Figura 4.12. Valores del % de sólidos solubles en las 8 formulaciones de helado

% de derretimiento

100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00

Porcentaje 30,00 20,00 10,00 0,00

Formulaciones de helado

Figura 4.13. Valores del % de derretimiento en las 8 formulaciones de helado

132

En relación con los parámetros del color, los valores del parámetro L* (luminosidad) oscilaron entre 71,50 en la formulación nº 7 y 83,60 en la formulación n º2. Los valores del parámetro a* (intensidad de rojo) oscilaron entre 0,19 (en la formulación nº 2 y 1,30 en el helado control, Finalmente, los valores del parámetro b* (intensidad del amarillo) oscilaron entre 13,31 en la formulación nº 5 y 18,08 en la formulación nº 3. En los tres parámetros se detectaron diferencias significativas (P<0,05) entre las formulaciones analizadas, si bien no nos ha sido posible asociar estas diferencias de un modo razonado con las diferencias en los componentes entre las distintas formulaciones.

Espacio CIE Lab de color en helado de leche y castaña

Formul. Control 90,00 80,00 70,00 Formul. 7 60,00 Formul. 1 L* (luminosidad) 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 a* (coordenadas rojo/verde (+a 0,00 indica rojo, ‐a indica verde) Formul. 6 ‐10,00 Formul. 2

b* (coordenadas amarillo/azul (+b indica amarillo, ‐b indica azul)

Formul. 5 Formul. 3

Formul. 4

Figura 4.14. Valores de los parámetros del color en las 8 formulaciones de helado.

133

IV.4. DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE ÁCIDOS GRASOS TOTALES DE LAS FORMULACIONES DE HELADO

La Tabla 4.16 recoge los perfiles de ácidos grasos de las ocho formulaciones de helados desarrolladas y analizadas. Las Figuras 4.15, 4.16, 4.17, 4.18 y 4.19 muestran, respectivamente, los porcentajes de la suma de los ácidos grasos saturados, los porcentajes de la suma de los ácidos grasos insaturados, los de los ácidos grasos monoinsaturados, los de los ácidos grasos poliinsaturados, y un resumen de los contenidos de los diferentes grupos de ácidos grasos en las muestras de helado analizadas.

Los perfiles de ácidos grasos reflejan, como no podía ser de otra manera, la naturaleza de la grasa mayoritaria utilizada en la confección de las mezclas correspondientes. De hecho, el perfil de ácidos grasos de la grasa se ha utilizado con frecuencia como factor identificador del tipo de grasa utilizada en la elaboración de los helados (Barrado y col., 2012).

En las formulaciones control y números 1, 2 y 3, el ácido graso mayoritario es el palmítico (C16:0), seguido del oleico (C18:1), mirístico (C14:0), esteárico (C18:0), linoleico (C18:2), laúrico (C12:0), cáprico (C10:0) y butírico (C4:0). Este perfil coincide con el descrito en la bibliografía por distintos autores para la grasa láctea (Middaugh y col., 1988; Sagdiç y col., 2004; Ledoux y col., 2005; Mallia y col., 2008; Méndez-Cid y col., 2017). Comparando nuestros resultados con los de los autores citados, únicamente existe una ligera discrepancia consistente en el hecho de que en nuestro estudio los contenidos de ácido linoleico (C18:2) superan a los de los ácidos láurico, cáprico y butírico, mientras que normalmente en la grasa láctea los ácidos láurico, cáprico y butírico suelen superar en abundancia al ácido linoleico. Tal circunstancia podría ser debida al hecho de que en los helados formulados en este estudio se incorporan cantidades importantes de castaña que aportan su propia grasa con su perfil de ácidos grasos particular y característico. El contenido de grasa de la castaña es bajo y su aporte a la grasa total del helado, reducido. Ahora bien, en la grasa de castaña, el ácido graso mayoritario es el linoleico (45,76%) (Temperán y col., 2014), lo que podría explicar que en nuestro estudio, en

134

los helados elaborados con grasa láctea, el contenido de ácido linoleico supere a los de los ácidos cáprico y butírico.

En las formulaciones en las que la grasa láctea fue sustituida por aceite de oliva (números 4, 5, 6 y 7), el perfil de ácidos grasos fue significativamente diferente. En estas formulaciones el ácido graso mayoritario fue el oleico (C18:1), seguido a gran distancia del palmítico (C16:0), linoleico (C18:2), esteárico (C18:0), palmitoleico (C16:1) y linolénico (C18:3); en contra de lo que ocurría en la grasa láctea, los ácidos grasos saturados de cadena corta/media (del C4:0 al C15:0) estuvieron ausentes o presentes en cantidades traza. Este perfil coincide básicamente con el descrito en la literatura para el aceite de oliva (Contiñas y col., 2008). Sin embargo, en comparación con el perfil de ácidos grasos del aceite de oliva virgen descrito en la bibliografía (Contiñas y col, 2008), las grasas de los helados de estas formulaciones presentaron un contenido en ácido oleico ligeramente menor (63-64% frente al 77% del aceite de oliva virgen) y unos contenidos en ácido palmítico (16-17 % frente al 11-12% del aceite de oliva) y linoleico (13% frente a un 5 % en el aceite de oliva) notablemente superiores. De nuevo, la presencia de la grasa proveniente de la castaña, rica en ácido linoleico, y con porcentajes importantes de ácido palmítico, podría ser la responsable de estas ligeras discrepancias.

135

Tabla 4.16. Composición de ácidos grasos (% de los metil-ésteres totales) de la grasa total de las ocho formulaciones de helado estudiadas. Los valores son la media ± desviación estándar de tres réplicas de cada formulación.

Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación 6 Ácido graso control 1 2 3 4 5 7

C4 2,35±0,07b 2,55±0,07b 3,15±0,50a 2,60±0,00b ‐ ‐ ‐ ‐ C6 1,80±0,00b 2,10±0,01b 2,65±0,50a 2,20±0,00b ‐ ‐ ‐ ‐ C8 1,10±00c 1,35±0,07b 1,70±0,28a 1,40±0,00b ‐ ‐ ‐ ‐ C10 2,70±0,00c 2,95±0,07bc 3,50±0,42a 3,10±0,00b ‐ ‐ 0,10±0,00d 0,10±0,00d C12 3,50±0,00d 3,60±0,00c 3,85±0,07a 3,75±0,00b ‐ ‐ 0,20±0,00e 0,10±0,00f C14 11,45±0,07a 11,34±0,21a 11,60±0,28a 11,45±0,07a 0,10±0,00b 0,10±0,00b 0,40±0,14b 0,30±0,00b C15 1,00±0,00a 1,00±0,00a 1,00±0,00a 1,05±0,07a ‐ ‐ ‐ ‐ C16 34,85±0,07a 33,85±0,35ab 33,10±0,85b 33,50±0,14b 16,60±0,00d 16,75±0,07cd 17,90±1,13c 17,95±0,07c C16:1 1,60±0,00ab 1,60±0,00ab 1,60±0,00ab 1,65±0,07a 1,60±0,00ab 1,60±0,00ab 1,60±0,00ab 1,55±0,07b C17 0,50±0,00a 0,50±0,00a 0,50±0,07a 0,50±0,00a 0,10±0,00b 0,10±0,00b 0,10±0,02b 0,10±0,01b C17:1 0,20±0,00a 0,25±0,07ab 0,25±0,07ab 0,30±0,00a 0,10±0,00c 0,10±0,00c 0,10±0,00c 0,10±0,00c C18 10,65±0,21a 9,50±0,00b 9,00±0,28b 9,30±0,14b 2,90±0,00d 2,90±0,00d 3,60±0,71c 4,00±0,14c C18:1n‐9 24,20±0,14c 24,36±0,14c 23,45±0,71c 24,15±0,21c 63,85±0,14a 63,85±0,14a 61,55±1,63b 61,75±0,28b C18:2n‐6 3,40±0,00d 4,30±0,14c 3,95±0,50cd 4,25±0,21c 13,85±0,07a 13,70±0,00ab 13,55±0,35ab 13,15±0,21b C18:3n‐3 0,50±0,00c 0,55±0,07bc 0,55±0,07bc 0,60±0,00b 0,70±0,00a 0,70±0,00a 0,70±0,00a 0,60±0,00b C20:1n‐9 0,10±0,00b 0,15±0,07ab 0,10±0,00b 0,10±0,00b 0,20±0,00a 0,20±0,00a 0,15±0,07ab 0,20±0,00a C22:2n‐6 0,10±0,00a 0,05±0,07a 0,05±0,07a 0,10±0,00a ‐ ‐ 0,05±0,07a 0,10±0,00a SFA 69,90±0,07a 68,74±0,28a 70,05±0,31a 68,85±0,42a 19,70±0,00c 19,85±0,14c 22,30±1,91b 22,55±0,14b UFA 30,10±0,08c 31,26±0,28c 29,95±0,30c 31,15±0,43c 80,30±0,00a 80,15±0,14a 77,70±1,98b 77,45±0,14b

136

MUFA 26,00±0,14c 26,21±0,07c 25,30±0,78c 26,10±0,21c 65,55±0,14a 65,55±0,07a 63,25±1,70b 63,40±0,28b PUFA 4,10±0,07d 5,05±0,21c 4,65±0,57cd 5,05±0,14c 14,75±0,07a 14,60±0,00ab 14,45±0,28ab 14,05±0,21b ∑n‐6 3,50±0,00d 4,35±0,14c 4,00±0,49cd 4,35±0,21c 13,85±0,07a 13,70±0,00ab 13,60±0,28ab 13,20±0,14b ∑n‐3 0,50±0,00c 0,55±0,07bc 0,55±0,07bc 0,60±0,00b 0,70±0,00a 0,70±0,00a 0,70±0,00a 0,60±0,00b SFA/UFA 2,32±0,00a 2,19±0,07b 2,33±0,00a 2,21±0,07b 0,24±0,00c 0,24±0,03c 0,28±0,05c 0,29±0,02c PUFA/SFA 0,06±0,00c 0,07±0,00c 0,07±0,00c 0,07±0,00c 0,75±0,05a 0,73±0,15a 0,65±0,07ab 0,62±0,04b ∑n6/∑n3 7,0±0,00a 7,90±0,32b 7,27±0,49b 7,25±0,29b 19,78±0,14c 19,57±0,05c 19,42±0,31c 22,01±0,17d SFA: suma de los ácidos grasos saturados; UFA: suma de los ácidos grasos insaturados; MUFA: suma de los ácidos grasos monoinsaturados, PUFA: suma de los ácidos grasos poliinsaturados; ∑n-6: suma de los ácidos grasos n-6; ∑n-3: suma de los ácidos grasos n-3; SFA/UFA: ratio suma de los ácidos saturados/suma de los ácidos grasos insaturados; PUFA/SFA: ratio suma de ácidos grasos polinsaturados/suma de los ácidos grasos saturados; ∑n6/∑n3: ratio suma de los ácidos grasos n-6/suma de los ácidos grasos n-3. a-d Valores de las medias en la misma fila (correspondientes al mismo parámetro) no seguidos de una letra común fueron significativamente diferentes (P<0,05).

137

Se puede constatar, en definitiva, que la sustitución de la grasa láctea por aceite de oliva modifica sustancialmente el perfil de ácidos grasos de la grasa de los helados, aumentando la proporción de ácidos grasos insaturados, y por tanto el carácter saludable de la grasa. Tal extremo se aprecia claramente al comparar los parámetros que muestran la relación entre los diferentes grupos de ácidos grasos. El valor de la relación ácidos grasos saturados totales (SFA)/ácidos grasos insaturados totales (UFA) pasó de 2,19-2,33 en los helados elaborados con grasa láctea a 0,24-0,29 en los elaborados con aceite de oliva. Otro índice importante revelador del carácter saludable de la grasa es la relación ácidos grasos poliinsaturados totales (PUFA)/ácidos grasos saturados totales (SFA), que pasó de 0,06-0,07 en los helados de grasa láctea a cifras de 0,62-0,75 en los helados fabricados con aceite de oliva. El Departamento Británico de Salud (UK Department of Health, 1994) recomienda valores de la relación PUFA/SFA superiores a 0,4. En base a esta cifra, y atendiendo a esta recomendación, los helados elaborados con aceite de oliva cumplirían esta exigencia, pero no así los helados elaborados con grasa láctea.

Ahora bien, una elevada proporción de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) no es por sí sola un indicados de salubridad de la grasa. Dentro de los PUFA, los ácidos grasos n-6 y los n-3 deben guardar entre sí un balance satisfactorio. Los valores de la relación sumatorio de los ácidos grasos n-6 (Σn-6)/sumatorio de los ácidos grasos n-3 (Σn-3) no deberían exceder de 4 (Simopoulos, 2004) o de 6 (British Nutrition Foundation, 1992), ya que valores de (Σn-6)/ (Σn-3) muy altos pueden ser un factor predisponente a sufrir ciertas patologías tales como la enfermedad cardiovascular, cáncer y enfermedades inflamatorias y autoinmunes; por el contrario, las bajos valores de la relación (Σn-6)/ (Σn-3) parecen ejercer un efecto preventivo frente a estas patologías comentadas (Simopoulos, 2004; Charbonneau y col., 2103). En este sentido, y atendiendo a los valores de este parámetro, la sustitución la grasa láctea por grasa vegetal, lejos de mejorar la situación parece empeorarla (se pasa de valores de la relación (Σn-6)/ (Σn-3) de 7-7,9 a cifras de 19,44-22,01. Los valores para esta relación en los helados elaborados con grasa vegetal son incluso comparables a los de una grasa claramente considerada como poco saludable cual es la grasa del tocino (Méndez-Cid y col., 2016). En cualquier caso, conviene aclarar que estas

138

recomendaciones se hacen para el global de la dieta y en tal sentido hay que interpretarlas.

SFA (suma de los ácido grasos saturados)

80,00

60,00

% 40,00

20,00

0,00 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Control 1 2 3 4 5 6 7 Formulaciones de helados

Figura 4.15. Valores de la suma de los ácidos grasos saturados (SFA) en las 8 muestras de helado analizadas.

UFA (suma de los ácidos grasos insaturados)

90,00 80,00 70,00 60,00

% 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Control 1 2 3 4 5 6 7 Formulaciones de helado

Figura 4.16. Valores de la suma de los ácidos grasos insaturados (UFA) en las 8 muestras de helado analizadas.

139

MUFA (suma de los ácido grasos monoinsaturados)

70,00 60,00 50,00 40,00

% 30,00 20,00 10,00 0,00 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Control 1 2 3 4 5 6 7 Formulaciones de helado

Figura 4.16. Valores de la suma de los ácidos grasos monoinsaturados (MUFA) en las 8 muestras de helado analizadas.

PUFA (suma de los ácidos grasos poliinsaturados)

15,00

10,00 % 5,00

0,00 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Control 1 2 3 4 5 6 7 Formulaciones de helado

Figura 4.18. Valores de la suma de los ácidos grasos poliinsaturados (MUFA) en las 8 muestras de helado analizadas.

140

Valores de los diferentes grupos de ácidos grasos en las formulaciones de helado confeccionadas (%) 90,00

80,00

70,00

60,00

50,00 % 40,00

30,00

20,00

10,00

0,00 Formul. Formul. 1 Formul. 2 Formul. 3 Formul. 4 Formul. 5 Formul. 6 Formul. 7 Control Formulaciones de helado

SFA (Suma de los ácidos grasos saturados) UFA (Suma de los ácidos grasos insaturados) MUFA (Suma de los ácidos grasos monoinsaturados) PUFA Suma de los ácidos grasos poliinsaturados) ∑ n3 (Suma de los ácidos grasos n-3) ∑n6 (Suma de los ácidos grasos n-6) Figura 4.19. Valores (%) de los diferentes grupos de ácidos grasos (saturados, insaturados, monoinsaturasdos, poliinsaturados, n-3 y n-6 en las 8 muestras de helado estudiadas.

141

IV.5. PERFIL DE COMPUESTOS AROMÁTICOS VOLÁTILES DE LAS FORMULACIONES DE HELADO

En la tabla 4.17 se muestran los resultados obtenidos en el análisis de compuestos aromáticos volátiles de las ocho formulaciones objeto de estudio.

Se detectaron 24 compuestos volátiles presentes en todas o en al menos la mitad de los helados analizados. Los volátiles identificados incluyeron: dos aldehídos, tres alcoholes, tres cetonas, tres ésteres, tres éteres, un compuesto azufrado, un furano, cinco compuestos hidrocarbonados aromáticos y tres hidrocarburos. Los compuestos detectados en todas las formulaciones que presentaron las mayores abundancias fueron el éter anetol (24-59% del total de áreas) y el aldehído hexanal (14-31%). La cetona 2-heptanona fue el segundo volátil más abundante (después del anetol) en los helados elaborados con leche entera (18-24% del sumatorio de áreas).

El grupo químico de aldehídos identificados en las muestras analizadas incluyó, además del hexanal, el aldehído heptanal Las mayores abundancias de los aldehídos hexanal y heptanal se determinaron en los helados 6 y 7 elaborados con aceite de oliva. Estos contenidos fueron significativamente (P < 0,05) mayores que los de los helados 3 y 4, el primero formulado con leche entera y el segundo con aceite de oliva (Tabla 4.17).

Los aldehídos, en particular el hexanal, han sido descritos como los componentes volátiles más abundantes (60-65% del sumatorio de áreas cromatográficas) en harinas de castaña obtenidas mediante secado tradicional y molienda (Cirlini y col., 2012; Dall’Asta y col., 2013). La formación de aldehídos se debe probablemente al proceso de secado de larga duración al que se someten las castañas antes de la producción de harina (Cirlini y col., 2012). El calentamiento suave durante un período de tiempo relativamente largo en condiciones oxidativas puede ser suficiente para inducir la peroxidación de lípidos, con la consiguiente degradación de ácidos grasos a aldehídos y cetonas (Morini y Maga, 1995; Dall’Asta y col., 2013). Los aldehídos de cadena lineal

142 presentes en la harina de castaña pueden proceder de la degradación autoxidativa de ácidos grasos insaturados, especialmente oleico (C18:1; origen del heptanal), linoleico (C18:2; origen del hexanal) (Amorini y col., 2001), que se encuentran en cantidades importantes en las castañas frescas (Pires Borges y col., 2007).

143

Tabla 4.17. Resumen del contenido de compuestos volátiles en formulaciones de helado. Los valores son la media ± desviación estándar de tres réplicas de cada formulación.

Compuestos Control Formul. 1 Formul. 2 Formul. 3 Formul. 4 Formul. 5 Formul. 6 Formul. 7 Sig.

Aldehídos

Hexanal 17,8±6,84bc 22,8±5,95abc 15,2±3,20c 16,7±0,47c 14,3±6,36c 25,9±7,03abc 29,1±0,78ab 31,3±0,49a 0,042 Heptanal 1,4±0,14bc 1,7±0,28abc 1,5±0,68bc 1,1±0,20c 1,2±0,52c 1,4±0,04bc 2,5±0,16a 2,2±0,23ab 0,032

Alcoholes 2-Etil-1-hexanol 0,5±0,19 0,4±0,17 0,4±0,02 0,1±0,28 0,4±0,19 0,6±0,16 0,7±0,39 0,7±0,30 0,825 1-Octanol nd 0,4±0,02d 0,7±0,04cd 0,6±0,26cd nd 1,3±0,45bc 1,8±0,38ab 2,3±0,49a 0,000 1-Octen-3-ol nd nd nd nd 0,2±0,06c 2,1±0,15b 4,4±1,17a 4,7±0,21a 0,000 Cetonas

2-Heptanona 24,2±15,47a 24,1±11,91a 17,8±4,29a 18,1±4,00a 0,7±0,26b 0,7±0,30b 0,5±0,13b 0,8±0,50b 0,022 2-Nonanona 5,9±2,45a 6,1±1,84a 4,6±1,49a 4,9±1,51a ndb ndb 0,1±0,01b ndb 0,002 3-Hepten-2-ona 0,1±0,00b 0,3±0,00b 0,7±0,00b 0,10±0,10b 0,6±0,28b 0,7±0,51b 6,2±2,31a 6,3±0,25a 0,000 Ésteres

Hexanoato de etilo 0,7±0,16a 0,6±0,03ab 0,5±0,03b 0,4±0,11bc 0,4±0,20b 0,2±0,01cd nd nd 0,001 Triacetato de glicerina (Triacetin) 0,7±0,18a 0,2±00cd nd 0,3±0,04c 0,4±0,17bc 0,6±0,04ab nd 0,7±0,16a 0,000 Acetato de cis-3-hexen-1-ol 0,0±0,01c ndc ndc 0,1±0,01c 1,9±0,79b 2,7±0,19a 1,7±0,06b 1,7±0,32b 0,000 Éteres

Anetol 28,4±18,12 23,6±18,52 36,2±5,21 33,6±5,69 58,8±9,95 39,4±7,43 37,1±1,06 34,1±5,83 0,207 Estragol 2,8±2,08 2,2±1,87 3,4±0,47 3,1±0,62 4,8±0,31 3,6±0,93 3,3±0,34 3,1±0,81 0,579 Eucaliptol 1,1±0,62 1,1±0,01 1,1±0,01 1,2±0,12 0,9±0,41 0,8±0,39 1,1±0,06 1,0±0,05 0,899 Compuestos azufrados

Dimetil sulfona 0,7±0,44b 0,5±0,01b 1,5±0,78ab 1,4±0,50ab 0,5±0,52b 0,7±0,08b 2,2±0,17a 1,9±0,21a 0,020

Furanos 2-Pentilfurano 1,9±0,01ab 2,8±0,39a 1,5±0,22ab 1,1±0,18b 1,7±1,46ab 1,3±0,08b nd nd 0,010

144

Hidrocarbonados aromáticos

α-Pineno 1,4±0,39cd 1,1±0,21d 1,2±0,12d 2,0±0,00b 1,1±0,04d 3,8±0,25a 1,8±0,39bc nd 0,000 D-Limoneno 5,4±2,54b 4,7±0,04b 4,9±0,20b 4,5±0,66b 8,2±1,07a 9,0±0,59a nd nd 0,000 β-Ocimeno 1,9±0,37a 1,8±0,23a 1,4±0,29a 1,7±0,18a 2,5±0,18a 2,4±1,09a 1,8±0,09ᵃ 1,5±0,08a 0,292 o-Xileno 0,2±0,21c 0,3±0,04c 1,3±0,08a 1,6±0,16a 0,6±0,26ab 0,6±0,06ab 0,6±0,12ab 0,7±0,15b 0,000 Etilbenceno 1.4±0.08 0.6±0.01 1.5±0.92 2.3±0.14 0.6±0.28 0.3±0.02 1.9±1.34 1.8±1.23 0,183 Hidrocarbonados no aromáticos

Octano 1,5±0,74 2,4±0,53 3,5±0,22 3,6±1,20 nd 1,6±0,11 2,6±0,55 3,9±2,55 0,070 Nonano 0,8±0,09a 0,9±0,01a 0,6±0,01ab 0,6±0,40ab nd nd 0,4±0,08b 0,6±0,13ab 0,002 Decano 1,2±0,85 1,4±1,22 0,5±0,01 0,7±0,35 0,4±0,16 0,3±0,04 0,4±0,30 0,8±0,47 0,514 Abundancias expresadas como unidades de área × 106 / g extracto seco; nd: no detectado. a-c Valores de las medias en la misma fila (correspondientes al mismo parámetro) no seguidos de una letra común fueron significativamente diferentes (P<0,05).

145

Los aldehídos y los alcoholes de cadena lineal presentes en los helados pueden originarse también a partir de la grasa láctea, como consecuencia de fenómenos lipolíticos y de -oxidación de ácidos grasos insaturados (Rinaldi y col., 2014). Barrefors y col. (1995) comprobaron que muestras de leche cruda con olores de oxidación presentaban concentraciones de hexanal significativamente más altas que otras no alteradas. Por su parte, Shiota y col. (2004) observaron correlaciones positivas entre aldehídos lineales derivados de la degradación del ácido oleico (heptanal, octanal y nonanal) y la intensidad de olores anómalos oxidativos de helados preparados con grasa láctea sometidos a un proceso de foto-oxidación. El hecho de que en el presente estudio los mayores contenidos en hexanal y en heptanal se hayan determinado en helados formulados con aceite de oliva es indicativo de que estos volátiles se han generado igualmente a partir de este ingrediente, más rico en ácidos oleico (en torno a un 75% p/p) y linoleico que la grasa láctea. Los aldehídos de cadena lineal como el hexanal o el heptanal pueden tener un gran impacto en el aroma debido a su bajo umbral de percepción en comparación con el de alcoholes y cetonas (Forss, 1972). Estos compuestos han sido descritos como responsables de notas a verde y herbáceas en las harinas de castaña, atribuyéndoseles también los matices grasos y a frutos secos que caracterizan el aroma de las castañas asadas (Krist y col., 2004; Cirlini y col., 2012).

Se identificaron tres alcoholes en los helados analizados en el presente estudio: 2-etil-1-hexanol, 1-octanol y 1-octen-3-ol (Tabla 4.17). El 2-etilhexanol fue detectado en todas las formulaciones. Este compuesto, de olor floral, se produce industrialmente para su aplicación en disolventes y aromas (Rettinger y col., 1991), por lo que su origen probablemente se encuentre en el aroma empleado para la elaboración de los helados. Los contenidos en 1-octanol fueron significativamente (P < 0,05) mayores en las formulaciones 6 y 7 que en el resto de los helados con excepción de la formulación 5, elaborada también con aceite de oliva. Este alcohol de cadena lineal ha sido previamente identificado en harina de castaña (Cirlini y col., 2012). El alcohol 1-octen-3-ol solo se detectó únicamente en los helados preparados con aceite de oliva, siendo sus abundancias significativamente (P < 0,05) mayores en las formulaciones 6 y 7 que

146 en el resto de los helados (Tabla 4.17). Este volátil, identificado tanto en harina de castaña (Cirlini y col., 2012) como en castañas asadas (Krist y col., 2004), además de en leche cruda (Moio y col., 1993), puede generarse a partir de la degradación oxidativa del ácido oleico, muy abundante en el aceite de oliva. Desde el punto de vista sensorial, el alcohol 1-octanol ofrece matices aromáticos de cera, en tanto que el 1-octen-3-ol es responsable de aromas o gustos terrosos o a setas (Krist y col., 2004; Cirlini y col., 2012).

Se detectaron tres compuestos cetónicos en todas las formulaciones de helado: 2-heptanona, 2-nonanona y 3-hepten-2-ona (Tabla 4.17). Las abundancias de las metilcetonas 2-heptanona y 2-nonanona determinadas en los helados elaborados con grasa láctea (control, 1, 2 y 3) fueron significativamente (P < 0,05) mayores que las obtenidas en los helados elaborados con aceite de oliva. Las metilcetonas no se detectan en leche cruda, pero se desarrollan durante el almacenamiento de leche procesada por calor (Moio y col., 1994). Estos compuestos se originan por oxidación de ácidos grasos libres a -cetoácidos y posterior descarboxilación de los mismos por acción microbiana (Curioni y Bosset, 2002). La cetona 2-nonanona, de aroma afrutado, también ha sido detectada en castañas frescas y en harina de castaña (Cirlina y col., 2012). Los contenidos en 3-hepten-2-ona fueron significativamente (P < 0,05) mayores en las formulaciones 6 y 7, ambas elaboradas con aceite de oliva, que en el resto de los helados. Este compuesto, de fuerte olor herbáceo y acre, ha sido identificado en castañas asadas (Krist y col., 2004).

El grupo químico de ésteres incluyó tres compuestos, presentes en la mayoría de los helados: hexanoato de etilo, triacetato de glicerina (triacetín) y acetato de cis-3-hexen-1-ol (Tabla 4.17). Los contenidos en hexanoato de etilo fueron en general más elevados en los helados elaborados con grasa láctea que en las formulaciones preparadas con aceite de oliva, siendo significativamente (P < 0,05) mayores en los helados control y 1 que en las formulaciones 5, 6 y 7 (en las dos últimas no se detectó este compuesto). Esta sustancia, de aroma afrutado, se identifica frecuentemente en la leche donde se origina como consecuencia de la acción de diferentes esterasas microbianas, y se considera un importante

147 contribuyente en el perfil aromático de diferentes variedades de queso (Curioni y Bosset, 2002).

Las abundancias de triacetato de glicerina fueron significativamente (P < 0,05) mayores en las formulaciones control y 7 que en el resto de los helados con excepción de la formulación 5 (Tabla 4.17). El triacetín (aditivo E1518) se usa como disolvente o excipiente en aromas artificiales. El acetato de cis-3-hexen-1- ilo se determinó en cantidades significativamente (P < 0,05) mayores en los helados elaborados con grasa vegetal que en aquellos formulados con grasa láctea. Los ésteres del hexanol, como el acetato de cis-3-hexen-1-ol, son compuestos extremadamente aromáticos con notas a hojas verdes, tradicionalmente aislados de plantas superiores que se usan ampliamente en las industrias alimentaria y cosmética (Chiang y col., 2003; Belitz y col., 2009). La presencia tanto del triacetín como del acetato de cis-3-hexen-1-ol habría que relacionarla con el aroma utilizado en las diferentes elaboraciones, pareciendo ser vehiculado más eficientemente el segundo de los ésteres por el aceite de oliva que por la grasa láctea.

El grupo químico de éteres detectados en las muestras de helado incluyó tres compuestos: anetol, estragol y eucaliptol (Tabla 4.17). Estos volátiles se encontraron presentes en todas las formulaciones, no existiendo diferencias significativas entre sus contenidos. El anetol, o trans-1-metoxi-4-(prop-1- enil)benceno, es un éter insaturado empleado ampliamente como compuesto aromático. Se trata de un derivado del fenilpropeno que contribuye en gran medida al aroma del anís, del hinojo y del regaliz. Estrechamente relacionado con este compuesto se encuentra su isómero estragol (1-metoxi-4-(prop-2- enil)benceno), abundante en el estragón y en la albahaca, que tiene un aroma que también recuerda al anís, y que se convierte en anetol al tratarlo con hidróxido potásico (Fahlbusch y col., 2002). El anetol (95%) y el estragol (2%) son los componentes principales del aceite esencial de anís (Wright, 1991). Finalmente, el eucaliptol (1,8-cineol) se obtiene de hojas de eucalipto. Su olor varía entre el de la menta y el de la trementina, y se utiliza como componente de aromas y fragancias (EFSA, 2012). El origen de los tres éteres identificados en todas las muestras de

148 helado analizadas en el presente estudio se ha de atribuir al aroma de anís empleado en la preparación de todas las formulaciones.

Se identificó un único compuesto azufrado, la dimetil sulfona o metilsulfonilmetano, presente en cantidades significativamente (P < 0,05) mayores en las formulaciones 6 y 7, ambas elaboradas con aceite de oliva, que en los helados control, 1, 4 y 5 (Tabla 4.17). La dimetil sulfona se encuentra presente tanto en leche cruda, donde puede representar en torno a un 25% de la fracción volátil (Moio y col., 1993), como en leche tratada térmicamente (Badings y col, 1981), si bien también ocurre naturalmente en algunas plantas primitivas (plantas sin flores), y está presente en pequeñas cantidades en muchos alimentos y bebidas. Debido a su polaridad y a su estabilidad térmica, esta sustancia se utiliza a nivel industrial como solvente a altas temperaturas de compuestos tanto inorgánicos como orgánicos (Hareau y col., 2001).

El 2-pentilfurano fue el único volátil dentro del grupo de los furanos detectado en el presente estudio. Este compuesto se encontró en abundancias significativamente (P < 0,05) mayores en el helado 1 (elaborado con goma tara) que en las formulaciones 3, 5, 6 y 7 (Tabla 4.17). Los furanos, junto con otros compuestos heterocíclicos volátiles presentes en la harina de castaña, pueden originarse durante la obtención de este producto a partir de la degradación térmica y la reordenación de carbohidratos vía reacción de Maillard (Krist y col., 2004; Cirlini y col., 2012). Debido a su agradable sabor y aroma afrutado o vegetal, los furanos como el 2-pentilfurano se producen sintéticamente a escala industrial para incorporarlos como agentes aromatizantes en alimentos y bebidas (Bruche y col., 1995, Blank y Fay, 1996).

Dentro del grupo de compuestos hidrocarbonados aromáticos se incluyeron los monoterpenos -pineno, D-limoneno y -ocimeno, además de los volátiles o-xileno y etilbenceno (Tabla 4.17). Los contenidos en -pineno de la formulación 5 (preparada con aceite de oliva y goma de tara) fueron significativamente (P < 0,05) mayores que los del resto de las muestras. El D- limoneno se encontró en cantidades significativamente (P < 0,05) mayores en los

149 helados 4 y 5 (elaborados con aceite de oliva) que en el resto de las formulaciones, no estando presente en los helados 6 y 7. Los terpenos son compuestos mayoritarios o muy abundantes en la fracción aromática de las castañas frescas, pero parecen perderse durante el proceso de producción de harina (Krist y col., 2004; Cirlini y col., 2012). Los volátiles -pineno, -pineno, D-limoneno y p- cimeno han sido identificados en castañas frescas y asadas (Krist y col., 2004; Cirlini y col., 2012), en tanto que los monoterpenos (D-)limoneno y -ocimeno se han detectado en harinas de castaña (Cirlini y col., 2012; Dall’Asta y col., 2013). Por otra parte, en leche y en quesos se han identificado terpenos como el - pineno, el -pineno o el limoneno, presumiblemente procedentes de los pastos o de los forrajes con los que se alimenta el ganado (Barron y col., 2007). Estos compuestos son estables frente a los tratamientos de pasterización (Cornu y col., 2005). Los monoterpenos son volátiles de alto impacto aromático presentes en una amplia variedad de plantas y frutas. Estos compuestos se emplean en las industrias farmacéutica, cosmética y alimentaria, en esta última como agentes aromatizantes y saborizantes. Los pinenos y los ocimenos se caracterizan por sus aromas herbáceos, en tanto que el limoneno ofrece notas aromáticas a cítricos (Cirlini y col., 2012).

Las abundancias de o-xileno de las formulaciones 2 y 3, ambas elaboradas con el edulcorante acalórico, fueron significativamente (P < 0,05) mayores que las de los helados control, 1 y 7 (Tabla 4.17). El xileno o dimetilbenceno podría proceder de la pirolisis de la madera y la deposición de humo durante el paso de secado en horno de las castañas para la elaboración de la harina. Por su parte, el etilbenceno también ha sido identificado dentro del perfil de volátiles de castañas asadas (Krist y col., 2004).

Finalmente, se detectaron tres compuestos hidrocarbonados no aromáticos del grupo de los alcanos: octano, nonano y decano (Tabla 4.17). Estos compuestos, al igual que los aldehídos lineales y los alcoholes, pueden originarse a partir de la grasa láctea a través de fenómenos lipolíticos y oxidativos (Rinaldi y col., 2014).

150

Las figuras 4.20 a 4.27 muestran los perfiles de compuestos volátiles identificados en los helados control y en cada una de las formulaciones preparadas con ingredientes saludables. En la figura 4.28 se expone una comparativa de las abundancias de los principales compuestos volátiles que mostraron diferencias significativas entre las distintas formulaciones (hexanal, heptanal, 1-octanol, 1-octen-3-ol, 2-heptanona, 2-nonanona, 3-hepten-2-ona, hexanoato de etilo, -pineno y D-limoneno).

Formulación control 30 25 20

% 15 10 5 0 Anetol Octano Decano Nonano Hexanal o-Xileno Estragol a-Pineno Heptanal -Ocimeno 1-Octanol Eucaliptol β Etilbenceno D-Limoneno 2-Nonanona 1-Octen-3-ol Triacetato de… Triacetato 2-Heptanona 2-Pentilfurano Dimetil sulfona Dimetil 3-Hepten-2-ona 2-Etil-1-hexanol Acetato de cis-3-… de Acetato Hexanoato de etilo Hexanoato de Compuestos Figura 4.20. Compuestos volátiles identificados en el helado control

151

Formulación 1 30 25 20

% 15 10 5 0 Anetol Octano Decano Nonano Hexanal o-Xileno Estragol a-Pineno Heptanal -Ocimeno 1-Octanol Eucaliptol β Etilbenceno D-Limoneno 2-Nonanona 1-Octen-3-ol Triacetato de… Triacetato 2-Heptanona 2-Pentilfurano Dimetil sulfona Dimetil 3-Hepten-2-ona 2-Etil-1-hexanol Acetatocis-3-… de Hexanoato de etilo Compuestos

Figura 4.21. Compuestos volátiles identificados en la formulación 1

Formulación 2 40 35 30 25

% 20 15 10 5 0 Anetol Octano Decano Nonano Hexanal o-Xileno Estragol a-Pineno Heptanal -Ocimeno 1-Octanol Eucaliptol β Etilbenceno D-Limoneno 2-Nonanona 1-Octen-3-ol Triacetato de… 2-Heptanona 2-Pentilfurano Acetatocis-… de Dimetil sulfona Dimetil 3-Hepten-2-ona 2-Etil-1-hexanol Hexanoato de etilo Hexanoato de Compuestos volátiles

Figura 4.22. Compuestos volátiles identificados en la formulación 2

152

Formulación 3 40 35 30 25

% 20 15 10 5 0 Anetol Octano Decano Nonano Hexanal o-Xileno Estragol a-Pineno Heptanal -Ocimeno 1-Octanol Eucaliptol β Etilbenceno D-Limoneno 2-Nonanona 1-Octen-3-ol Triacetato de… 2-Heptanona 2-Pentilfurano Dimetil sulfona Dimetil 3-Hepten-2-ona 2-Etil-1-hexanol Acetato de cis-3-… de Acetato Hexanoato deetilo Compuestos volátiles

Figura 4.23. Compuestos volátiles identificados en la formulación 3

Formulación 4 70 60 50 40 % 30 20 10 0 Anetol Octano Decano Nonano Hexanal o-Xileno Estragol a-Pineno Heptanal -Ocimeno 1-Octanol Eucaliptol β Etilbenceno D-Limoneno 2-Nonanona 1-Octen-3-ol Triacetato de… Triacetato 2-Heptanona 2-Pentilfurano Dimetil sulfona 3-Hepten-2-ona 2-Etil-1-hexanol Acetato de cis-3-… Hexanoato de etilo Compuestos volátiles

Figura 4.24. Compuestos volátiles identificados en la formulación 4

153

Formulación 5 45 40 35 30 25 % 20 15 10 5 0 Anetol Octano Decano Nonano Hexanal o-Xileno Estragol a-Pineno Heptanal -Ocimeno 1-Octanol Eucaliptol β Etilbenceno D-Limoneno 2-Nonanona 1-Octen-3-ol Triacetato de… Triacetato 2-Heptanona 2-Pentilfurano Acetato de cis-… de Acetato Dimetil sulfona 3-Hepten-2-ona 2-Etil-1-hexanol Hexanoato de etilo Compuestos volátiles

Figura 4.25. Compuestos volátiles identificados en la formulación 5

Formulación 6 40 35 30 25

% 20 15 10 5 0 Anetol Octano Decano Nonano Hexanal o-Xileno Estragol a-Pineno Heptanal -Ocimeno 1-Octanol Eucaliptol β Etilbenceno D-Limoneno 2-Nonanona 1-Octen-3-ol Triacetato de… 2-Heptanona Hexanoato de… 2-Pentilfurano Acetatocis-… de Dimetil sulfona Dimetil 3-Hepten-2-ona 2-Etil-1-hexanol Compuestos volátiles

Figura 4.26. Compuestos volátiles identificados en la formulación 6

154

Formulación 7 40 35 30 25

% 20 15 10 5 0 Anetol Octano Decano Nonano Hexanal o-Xileno Estragol a-Pineno Heptanal -Ocimeno 1-Octanol Eucaliptol β Etilbenceno D-Limoneno 2-Nonanona 1-Octen-3-ol Triacetato de… Triacetato 2-Heptanona Hexanoato de… 2-Pentilfurano Acetato de cis-… de Acetato Dimetil sulfona 3-Hepten-2-ona 2-Etil-1-hexanol Compuestos volátiles

Figura 4.27. Compuestos volátiles identificados en la formulación 7

155

Comparativa de las abundancias de los principales compuestos volátiles que mostraron diferencias significativas entre las distintas formulaciones de helado 35,0

30,0 Formul. Control 25,0 Formul. 1

(%) 20,0 Formul. 2 Formul. 3 15,0 Formul. 4 10,0 Formul. 5

5,0 Formul. 6

Formul. 7 0,0

Compuestos volátiles

Figura: 4.28. Comparativa de las abundancias de los principales compuestos volátiles que mostraron diferencias significativas entre las distintas formulaciones de helado

156

IV.6. CALIDAD MICROBIOLÓGICA DE LAS FORMULACIONES DE HELADO DESARROLLADAS

La Tabla 4.18 recoge los valores de los recuentos de los diferentes grupos microbianos investigados en las 8 formulaciones de helado analizadas. La Figura 4.29 recoge los valores medios de los recuentos de los diferentes grupos microbianos en las distintas formulaciones de helado. Los recuentos de bacterias aerobias mesófilas totales oscilaron entre 1,76 y 3,58 log. U.F.C./g, observándose diferencias significativas entre las distintas formulaciones. Los recuentos más elevados correspondieron a las formulaciones 2 y 3, y los más bajos a las mezclas 4 y 5. Es bien conocido que la carga microbiana de los helados depende de los aportes de microrganismos que hagan las materias primas, el utillaje y equipamiento, los manipuladores, e incluso el ambiente de la sala donde se elaboran.

Siendo el resto de las condiciones idénticas para todas las formulaciones elaboradas, las diferencias observadas en este estudio parecen ser debidas a la distinta carga microbiana de las materias primas y aditivos empleados. Habida cuenta de los elevados recuentos de las formulaciones 2 y 3, compartidos también a una cierta distancia por las formulaciones 6 y 7, los aditivos edulcorantes podrían ser una fuente importante de contaminación. Ahora bien, en las fórmulas elaboradas son sacarosa se añadió leche en polvo para completar y normalizar el contenido en extracto seco. Es entonces también posible, y más probable, que la leche en polvo añadida sea la responsable de esta carga microbiana adicional que presentan estas cuatro formulaciones.

157

Tabla 4.18. Recuentos (log. U.F.C./g) de los diferentes grupos microbianos en las formulaciones de helado desarrolladas. Los valores son las medias ± desviaciones estándar de tres réplicas de cada formulación.

Grupo Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación Formulación microbiano control 1 2 3 4 5 6 7 P.C.A. Bacterias 2,71±0,09abc 2,84±0,22abc 3,58±0,22a 3,31±0,13a 2,05±1,47bc 1,76±1,20c 3,02±0,34ab 2,96±0,42ab mesófilss P.C.A. Bascterias 1,44±1,66bc 2,25±0,63abc 3,25±0,29ab 3,36±0,12a 1,57±1,81abc 1,11±1,28c 1,72±1,01abc 2,14±1,11abc psicrotrofas P.C.A. + sal Bacterias 2,04±0,11b 1,78±0,19b 1,90±0,09b 1,91±0,07b 2,46±0,21a 1,75±0,18b 2,77±0,68a 2,83±0,13a halotolerantes V.R.B.G.A. − − 0,25±0,50a 0,30±0,59a − − − − Enterobacterias MRS Bacterias 2,07±0,30ab 0,43±0,85c 3,33±0,57a 2,77±0,64a 2,10±1,56ab 1,22±1,41bc 2,43±0,33ab 2,63±0,82ab lácticas O.G.Y.E.A. Mohos y 1,22±1,42a 1,01±0,69ab − − − − 0,18±0,35bc 0,18±0,35bc levaduras (-): Ausencia en 0,2 gramos de muestra. a-c Valores en la misma línea (correspondientes al mismo grupo microbiano) no seguidos de una letra común son significativamente (P<0,05) diferentes.

158

4

3,5

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0 Formul. Formul. 1 Formul. 2 Formul. 3 Formul. 4 Formul. 5 Formul. 6 Formul. 7 Control bacterias mesófilas bacterias psicrótrofas bacterias halotolerantes Entrobacterias bacterias lácticas mohos y levaduras

Figura 4.29. Valores medios de los recuentos (log. U.F.C./g) de los diferentes grupos microbianos en las formulaciones de helado desarrolladas. .

159

Los recuentos de bacterias aerobias psicrotrofas totales oscilaron entre 1,11 y 3,36 log. U.F.C./g, los de bacterias lácticas entre 0,43 y 3,33 log. U.F.C./g, y los de bacterias halotolerantes entre 1,75 y 2,83 log. U.F.C./g. Los mohos y levaduras estuvieron ausentes (ausencia en 0,2 gramos) en cuatro formulaciones y mostraron recuentos muy bajos en las cuatro restantes (entre 0,18 y 1,22 log. U.F.C./g).

No se observaron enterobacterias en ninguna de las ocho formulaciones, y todas ellas mostraron ausencia de Salmonella spp. y de Listeria monocytogenes.

En razón de los resultados observados y expuestos, todas las formulaciones estudiadas cumplen con lo establecido en la normativa vigente sobre calidad microbiológica de helados (REGLAMENTO (CE) No 1441/2007).

En los países desarrollados, las exigencias de la normativa, y por parte de las autoridades sanitarias, concernientes a las instalaciones y los equipos antes de otorgar las licencias de apertura de establecimientos, los controles periódicos (tanto privados como oficiales) llevados a cabo, y la exigencia de manuales de autocontrol a las industrias elaboradoras, hacen que la calidad microbiológica de los helados sea, de un modo regular y habitual, alta. Esto ha hecho que este tópico de investigación haya dejado de ser de interés y objeto de estudio por parte de los investigadores científicos.

Por el contrario, los estudios y los trabajos de investigación sobre la calidad microbiológica de los helados sí que son habituales en países emergentes. La Tabla 4.19 recoge un resumen de los resultados de los trabajos realizados sobre la investigación de la calidad microbiológica de los helados comercializados en distintas ciudades y lugares de estos países del tercer mundo. Como puede observarse en la tabla, los recuentos de los distintos grupos microbianos son muy variables y por lo general elevados, reflejando las deficientes medidas de higiene en la elaboración y manipulación de los helados. Son muchos los autores de estos trabajos que apuntan a la necesidad de utilizar materias primas de calidad elevada, e

160

implementar medidas y protocolos de higiene en la elaboración y manipulación (Varman y col., 2006; Ambily y Beena, 2012; Abou El-Khair y col., 2014). Ante la baja calidad higiénica de los helados, son por otra parte también numerosos los autores que claman por la intervención de las autoridades reguladoras (De Farias y col., 2006; Yusuf y col., 2013) y por un imperativo legal que obligue a la implantación de sistemas de Análisis de Peligros y Puntos Críticos de Control (APPCC ó HACCP) (Caglayanlar y col., 2009). De hecho, algunos trabajos realizados específicamente con esta finalidad (Kokkinakis y col., 2008) demuestran que la calidad microbiológica de los helados mejora notablemente tras la implantación de sistemas de APPCC. La presencia de patógenos en una proporción significativa de las muestras analizadas en algunos estudios (Varnan y col, 2006; Ahmed y col, 2009; Yusuf y col., 2013; Jadhav y Raut, 2014) convierten a estos productos en un peligro real para la salud pública en estos países y alertan, efectivamente, sobre la necesidad de la toma de medidas por parte de elaboradores y de autoridades sanitarias.

161

Tabla 4.19. Recuentos de los diferentes grupos microbianos y especies concretas en diferentes tipos de helado (log. U.F.C./g)

Objeto del estudio Microbio Micro Micro Microbi Mohos Enter Enter Colifo Staphyloco Salmo Listeria E. coli Referencia ta biota biota ota y ococo obact rmes ccus aureus nella monocy aerobia psicro láctic halotol levadur s erias spp. togenes mesófila trofa a erante as total

Estudio de un helado 3,69‐3,80 Nayeem elaborado con semilla de Alí y col., granada en polvo 2016

Calidad bacteriológica del 2,08‐6,02 0‐2,39 Staphyloco 1/27 0/27 2/27 Ambily y helado comercializado en la ccus Beena, ciudad de Thrissur, Kerala, 2012 India 0‐2,03

Evaluación de la calidad 3,08‐7,85 0‐0,60 Staphyloco 5/15 Shigella 6/15 Jadhav y microbiológica de los ccus spp. Raut, 2014 helados comercializados en la ciudad de Kolhapur, 0‐0,84 8/15 Maharashtra, India

Calidad microbiológica del 6,55‐6,61 4,14‐ Staphyloco 0/50 Azadnia y helado tradicional 4,25 ccus col., 2011 producido por artesanos en Khormoj, Irán 3,17‐3,36

Investigación sobre la 2,94‐3,40 <1‐1,92 S. aureus 0/400 0/400 Bostan y calidad microbiológica de Akin, 2002 los helados industriales de 0/400 Turquía

Comparación de la calidad 1,43‐6,00 <1‐5,17 <1‐ S. aureus 0/92 0/92 <1‐ Cağlayanla microbiológica de helados 3,38 2,92 r y col., envasados y sin envasar

162 comercializados en Bursa, 0/92 2009 Turquía

Calidad microbiológica de 2,30‐5,83 S. aureus De Farias y los helados comercializados col., 2006 en algunas ciudades del <1‐6,14 estado de Rio de Janeiro, Brasil

Calidad microbiológica de 0/102 Shigella El Khair y los helados artesanales spp col., 2014 producidos en la ciudad de Gaza, Palestina 0/102

Determinación de la calidad 3,0‐8,0 < 2,3‐ < 2,3‐ < 2,3‐ < 2,3‐ < 2,3‐ Staphyloco 2/100 2/100 Erol y col., microbiológica de los 7,0 6,0 6,0 7,0 7,0 ccus 1998 helados en Ankara, Turquía coagulasa (+)

< 2,3‐5,0

Calidad organoléptica y 3,4‐4,4 0‐4,3 Staphyloco Hossain y microbiológica de los ccus col., 2012 helados comercializados por minoristas en 0‐1,1 Mymensingh, Bangladesh

Calidad microbiológica de 2‐8,17 0‐7,11 Staphyloco Joshi y los helados comercializados ccus col., 2004 en Katmandú, Nepal 0‐4,30

Calidad microbiológica de 3,20‐5,22 1,18‐ S. aureus 0/45 0/45 <1‐2 Kokk los helados industriales 3,16 inakis y elaborados en Grecia. 0/45 col., 2008

163

Calidad microbiológica de 2,48‐6,78 2,0‐ Mathews los helados vendidos en 6,70 y col., Gaborone, Botswana 2013

Calidad microbiológica de 2,17‐5,53 Staphyloco 0/115 0/115 0‐2,74 Pooran y los helados comercializados ccus col., 2016 en Trinidad 0‐3,97

Calidad microbiana de los <2‐7 2‐4 0‐6 S. aureus 5/73 15/73 Yaman y helados comercializados col., 2006 por minoristas en Turquía 24/73

Calidad microbiológica de 3,47‐4,47 15/100 15/10 35/10 Yusuf y los helados de consumo 0 0 col., 2013 público en Bauchi, Nigeria.

Calidad Microbiológica de 3,36‐4,82 10/20 3/20 20/20 Ahmed y los helados comercializados col., 2009 en la ciudad de Gilgit, Pakistán

Para los grupos microbianos se ofrecen los rangos de los valores de recuentos proporcionados en el estudio. Para las especies microbianas concretas se ofrece generalmente el número de muestras positivas sobre el total de muestras analizadas (/).

164

IV.7. EVALUACIÓN SENSORIAL DE LAS FORMULACIONES DE HELADO CONTROL Y DE LAS PREPARADAS CON DIFERENTES INGREDIENTES SALUDABLES

IV.7.1. PRUEBA DE PREFERENCIA CON ORDENACIÓN.

En las figuras 4.30 a 4.33 se muestran los resultados (valores medios) obtenidos para cada una de las formulaciones en función del atributo evaluado.

7

6

5

4

3

2

Valores de puntuación Escala 1-9 puntuación Escala Valores de 1

0 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. control 1 2 3 4 5 6 7

Fórmulas de helados

Figura 4.30. Preferencia del atributo color.

7

6

5 4

3

2

1

Valores de puntuación Escala 1-9 puntuación Escala Valores de 0 Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. control 1 2 3 4 5 6 7 Fórmulas de helados

Figura 4.31. Preferencia del atributo textura.

165

7

6

5

4

3

2

1

0

Valores de puntuación (Escala 1-9) Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. control 1 2 3 4 5 6 7

Fórmulas de helados

Figura 4.32. Preferencia del atributo sabor.

7 6 5 4 3 9) 2 1 0

Valores de puntuación (Escala 1- puntuación (Escala Valores de Fórmulas de helado

Figura 4.33. Preferencia del atributo aroma.

Los resultados del test no paramétrico de Friedman se recogen en la tabla 4.20.

Tabla 4.20. Sumatorios de las puntuaciones asignadas por cada catador a cada una de las muestras según su preferencia (1 = más preferida; 4 = menos preferida).

Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul. Formul.

control 1 2 3 4 5 6 7

Suma de las 17 19 18 20 17 18 26 25 ordenaciones

Test de Friedman (Ftest)*=13,2

*Ftest = Valor de referencia calculado en función del número de muestras, el número de panelistas y el nivel de significación () asumido.

166

Suma de las ordenaciones para las fórmulas de helados

Formul. control 30 25 Formul. Formul. 25 17 7 20 1

15 15 (Ftest) *=13,2 10 5 Formul. Formul. 26 0 22 Suma 6 2 de las ordena ciones

17 21 Formul. Formul. 5 3 19

Formul. 4 Fig. 4.34. Comparativa de la suma de las ordenaciones de las formulaciones con el valor de referencia para la prueba de Friedman.

Al ser todos los valores numéricos de las sumas de las ordenaciones mayores que el valor de referencia, se deduce que no existen preferencias significativas ( = 0,05) por parte de los catadores entre los grupos de muestras correspondientes a las distintas formulaciones evaluadas. No obstante, los sumatorios más bajos correspondieron a la formulación 1 (∑orden. = 15), y a los helados control y 5 (∑orden. = 17 en ambos casos) (Tabla 3.5). Las formulaciones 1 (conteniendo grasa láctea) y 5 (conteniendo aceite de oliva) se prepararon con goma de tara. Inicialmente, estos resultados parecen indicar una preferencia (no significativa al nivel  = 0,05) de los panelistas por los helados elaborados empleando como estabilizante el ingrediente natural goma de tara en lugar de CMC. Por otra parte, la formulación que ocupó el cuarto lugar en el orden creciente de sumas de las ordenaciones fue la 4 (∑orden. = 19), elaborada con aceite de oliva y CMC. Tanto este helado como los tres anteriores se prepararon con adición de sacarosa, de lo que se puede deducir la preferencia general de los evaluadores por las formulaciones conteniendo este carbohidrato frente a aquellas

167 elaboradas con el edulcorante acalórico (eritritol+estevia). De acuerdo con el orden de preferencia, la formulación preparada con aceite de oliva y goma de tara fue valorada con puntuaciones similares a las asignadas al helado control.

IV.7.2. ANÁLISIS DESCRIPTIVO

Las correlaciones entre las variables (atributos específicos) y dos de las dimensiones reveladas en el APG aplicado a los valores obtenidos en la prueba descriptiva (escalas estructuradas de 9 puntos) se muestran en la tabla 4.21.

Tabla 4.21. Atributos sensoriales específicos y correlación con dos de las dimensiones del APG. Atributos F1 F4 Color de pulpa de -0,671 -0,309 castaña Suavidad en boca -0,927 0,084 Dulzor -0,901 -0,314 Aroma a castaña 0,401 0,820

Las dimensiones o ejes F1 y F4 explican el 60,07% de la variabilidad total. El primer eje agrupa un 50,08%, y el segundo un 9,99% de la variabilidad. En la figura 4.35 se muestra el gráfico “biplot” correspondiente a los ejes F1 y F4, y la representación de los atributos sensoriales evaluados y de las muestras en función de su correlación.

168

Biplot (ejes F1 y F4: 60,07 %) 4

2 Aroma

415 199 245 Textura 321 0 508 801 769

F4 (9,99 %) Sabor Color

672 -2

-4 -6 -4 -2 0 2 4 6 F1 (50,08 %)

Figura 4.35. Interpretación de los ejes F1 y F4 en el mapa de consenso obtenido por APG para las muestras de helado analizadas.

El eje F1 separa las muestras básicamente en función de los atributos específicos suavidad en boca y dulzor. Según se puede deducir de la figura 4.35, los helados control, 1, 4 y 5, todos ellos formulados con el carbohidrato sacarosa, presentaron puntuaciones más altas para estos descriptores y se discriminaron en mayor medida en función de los mismos que los helados 2, 3, 6 y 7, preparados con el edulcorante acalórico (eritritol+estevia).

La reducción del contenido en azúcar provoca generalmente cambios en las propiedades coligativas y reológicas del helado, debido al cambio en el tamaño y la forma de los cristales (Caillet y col., 2003; Soukoulis y col., 2014). Whelan y col. (2008) elaboraron helados experimentales de bajo índice glicémico conteniendo los edulcorantes comerciales eritritol, tagatosa y trehalosa. Los autores concluyeron que las formulaciones preparadas con una combinación de tagatosa, polidextrosa, maltitol y trehalosa mostraban propiedades texturales, como la viscosidad y la dureza, más apropiadas que las que contenían eritritol. Alizadeh y col. (2014) comprobaron que la

169 sustitución gradual de sacarosa por estevia en la elaboración de un helado originaba un descenso en la viscosidad de la mezcla y una mayor velocidad de fusión. Adicionalmente, este edulcorante presenta con frecuencia un sabor y un regusto un tanto amargos.

El eje F4 separa las muestras en función del atributo específico aroma a castaña, siendo las formulaciones control, 1, 2 y 3, elaboradas con grasa láctea, las que obtuvieron mayor puntuación para esta variable (Figura 5.43). La grasa láctea afecta al aroma del helado de tres maneras: (i) contribuyendo a su palatabilidad y cremosidad; (ii) aportando aromas a través de fenómenos de hidrólisis u oxidación; y (iii) modificando la percepción de los compuestos aromáticos presentes en el producto (Labell, 1991; Ohmes y col., 1998). La emulsión grasa actúa además como un vehículo de aromas, siendo en este sentido aconsejable mantener en lo posible la integridad de los glóbulos grasos durante la congelación de la mezcla (Ohmes y col., 1998).

De acuerdo con los resultados obtenidos en la prueba de preferencia, los helados formulados con ingredientes saludables preferidos por el grupo de panelistas fueron los preparados con aceite de oliva y sacarosa (formulaciones 5 y 4). Estos helados se situaron en valores negativos en relación con el eje F4, en comparación con las formulaciones 2 y 3 que mostraron puntuaciones positivas en referencia a esta dimensión. Los datos parecen sugerir que los panelistas valoraron en mayor medida los atributos específicos suavidad en boca y dulzor que el atributo aroma a castaña a la hora de puntuar las diferentes formulaciones en la prueba de preferencia. En este sentido, la preparación con sacarosa parece condicionar inequívocamente la textura y, por consiguiente, la preferencia sensorial de los helados, en tanto que el empleo del edulcorante acalórico penaliza las valoraciones como consecuencia de la modificación de las características texturales y la reducción del dulzor. Devereux y col. (2003) sugirieron que la textura era más importante que el aroma a la hora de determinar la aceptabilidad de los alimentos bajos en grasa (En: Madhiam y Karazhian, 2013). El uso de sustitutos del azúcar provoca en general una reducción en la incorporación de aire (“overrun”) y afecta a la viscosidad (Santos y Silva, 2012). Estas modificaciones suelen paliarse mediante la adición de agentes espesantes con el fin de proveer textura y

170 suplir las propiedades funcionales del azúcar (American Dietetic Association, 2004).

171

CONCLUSIONES

172

CONCLUSIONES

PRIMERA.- Es posible elaborar un helado con base de leche y castaña con unas buenas propiedades fisicoquímicas, microbiológicas y sensoriales, y con una buena aceptación por parte de los consumidores.

SEGUNDA.- De entre las diferentes alternativas posibles para la incorporación de castaña en el helado, la mezcla de harina de castaña y castaña en tropiezos fue la opción mejor valorada por parte de los catadores.

TERCERA.- Es posible sustituir en la fórmula base la gasa láctea por grasa vegetal (aceite de oliva), la sacarosa por una mezcla de stevia y eritritol y la carboximetilcelulosa por goma de tara, obteniendo un helado más saludable y manteniendo razonablemente sus atributos fisicoquímicos y sensoriales.

CUARTA.- La sustitución de sacarosa por la mezcla de stevia y eritritol dio lugar a un helado con un mayor contenido de proteína y cenizas, como consecuencia de una mayor adición de leche desnatada en polvo para suplir el extracto seco aportado por el azúcar.

QUINTA.- El perfil de ácidos grasos de las fórmulas de helado elaboradas reproduce el perfil de la grasa mayoritaria (láctea o vegetal) utilizada en su fabricación, con ligeras modificaciones provocadas por el aporte de grasa realizado por la castaña.

SEXTA.- Los compuestos volátiles detectados en todas las formulaciones que presentaron las mayores abundancias fueron el éter anetol y el aldehído hexanal. El origen del anetol ha de atribuirse al aroma de anís empleado en la preparación de las mezclas, en tanto que el hexanal procede probablemente del ácido linoleico presente en la grasa láctea, en la castaña y en su harina, o en el aceite de oliva empleado como ingrediente saludable.

SÉPTIMA.- El alcohol 1-octen-3-ol, generado a partir de la degradación oxidativa del ácido oleico, se detectó únicamente en los helados preparados con aceite de oliva, mientras que las abundancias de las metilcetonas 2- heptanona y 2-nonanona fueron significativamente mayores en los helados elaborados con grasa láctea. Los monoterpenos α-pineno, D-limoneno y β-

173 ocimeno, procedentes de las castañas o de la leche, estuvieron presentes en la mayoría de las formulaciones.

OCTAVA.- Las fórmulas de helado elaboradas presentaron una buena calidad microbiológica, y todas ellas cumplen con lo establecido en la normativa vigente sobre calidad microbiológica de helados (Reglamento (CE) No 1441/2007).

NOVENA.- Se observó una preferencia general de los evaluadores por las formulaciones conteniendo sacarosa frente a aquellas elaboradas con el edulcorante acalórico. La formulación preparada con aceite de oliva, sacarosa y goma de tara fue valorada con puntuaciones similares a las asignadas al helado control.

DÉCIMA.- En la prueba de análisis descriptivo, los helados formulados con sacarosa presentaron puntuaciones más altas para los descriptores dulzor y suavidad en boca que los preparados con el edulcorante acalórico. Los resultados parecen sugerir que los panelistas participantes en la prueba de preferencia valoraron en mayor medida los atributos específicos “suavidad en boca” y “dulzor” que el atributo “aroma a castaña”.

174

BIBLIOGRAFÍA

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