Elaboracion de Helado
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TECNOLOGIA DE INDUSTRIA INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= PRACTICA 08
ELABORACIÓN DE HELADOS
I. OBJE OBJETI TIVO VO
Conocer la técnica de preparación de helado y la formulación respectiva.
II. BASE TEORICA TEORICA
2.1
Definición : El helado es un producto, batido frío que está constituido por
pequeñas burbuj burbujas as de aire aire lim limita itadas das por gruesa gruesass películas culas de una mezcla mezcla uniforme de proteínas, azúcares, sales y otros componentes disueltos o no, que además contienen globulillos de grasa emulsionada y pequeños cristales de hielo.
2.2 Tipos: Norma Técnica Peruana: Helados: Definiciones, Clasificación y Requisitos
2.2.1 Requisitos Generales
Color y Sabor . El helado deberá tener un color y sabor agradable.
Apariencia y Textura. El helado deberá tener una apariencia atractiva, de textura
suave y de consistencia uniforme y no tendrá hielo visible y/o cristales de lactosa, además estará libre de gránulos de grasa.
2.2.2
Helados de crema cuya composici ón es:
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
91
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= Gras Grasaa veg vegetal etal o de lech lechee
7.0% .0%
Sólidos lidos de lech lechee no gras grasos os
8.0% 8.0%
Azúcar
12.0%
Sólidos totales
32.0%
Estabilizante
0.5%
2.2.3 Helados de leche cuya composici ón es:
Grasa vegetal o de leche
2.5%
Sólidos lidos de lech lechee no gras grasos os
5.0% 5.0%
Azúcar
12.0%
Sólidos totales
27.0%
Estabilizante
0.5%
2.2.4 Helados de sorbete cuya composici ón es:
Sólidos lidos de lech lechee no gras grasos os
4.0% 4.0%
Azúcar
12.0%
Sólidos totales
30.0%
Estabilizante
0.5%
2.2.5 Helados de Yogurt cuya composici ón es:
Grasa vegetal o de leche
4–6%
Sólidos de leche no grasos
10 – 12 %
Azúcar
11 – 15 %
Agua
66- 71 %
Estabi Estabiliz lizand andore oress y emulsi emulsiona onante ntess
0.85% 0.8 5%
Cálculo de fruta a añadir es 25 % sobre la mezcla total.
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
92
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= 2.3
Componentes que se emplean para la elaboraci ón de helados
Para obtener el máximo provecho de los ingredientes del helado, es necesario conocer su comportamiento, sus l ímites y las proporciones óptimas de su utilización. En general los constituyentes básicos de una mezcla son: el agua, grasa, s ólidos no grasos, azúcar, estabilizador, emulsificante y saborizantes provenientes de las pulpas de fruta o artificiales.
a)
Agua: Debe utilizarse agua potable. El agua puede proceder de la misma leche si
se usa leche líquida o de fuente externa cuando se usa agua de acueducto.
b)
Grasa: Desempeña un papel muy importante en el helado, considerando como
principales factores el costo, calidad del producto y preferencias de los consumidores. Es uno de los ingredientes más caros del helado, y brinda excelentes características de sabor y textura aunque su exceso dificulta el batido. Como fuente se puede usar: crema de leche, mantequilla, grasa anhidra de leche y grasa vegetal. Los fabricantes ofrecen un producto con un contenido de grasa que varía entre 10 – 12 %.
c)
Sólidos no grasos : Están constituidas básicamente por proteínas y lactosa, que
intervienen en las características texturales del helado. Además su contribución al valor nutritivo, las proteínas interaccionan con el agua, dando un helado suave y de buena consistencia. Además las proteínas de la leche, debido a los grupos hidrófobos que contienen forman una membrana que rodea a los gl ó bulos grasos, determinando junto con los estabilizantes y emulsionantes las propiedades del producto. Lactosa contribuye al sabor dulce, pero por su baja solubilidad tiende a cristalizar y producir alteraciones en el producto. Otros s ólidos no grasos lo constituyen: caseinatos, sólidos de suero, yema de huevo, etc.
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
93
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= d)
Azúcar: Los azúcares dan el sabor dulce al helado el sabor dulce que esperan los
consumidores. Generalmente se usa entre 14 – 16 %, en excesiva cantidad, enmascaran el sabor, descienden considerablemente su punto de congelaci ón y hacen al helado pegajoso y pesado. Fuentes m ás comunes tenemos: azúcar de caña, melaza, miel, glucosa, sacarina, az úcar de maíz, dextrina, sacarosa, etc.
e)
Estabilizador: Se utilizan por sus propiedades hidrof ílicas, es decir que ligan el
agua, modificando la viscosidad de la mezcla y dificultan la formación de cristales grandes, haciendo que el helado tenga una textura suave, una mayor resistencia a fundirse y que su consistencia sea adecuada. Los estabilizadores también mejoran las condiciones de batido y favorecen la formación de burbujas de aire muy pequeñas que dan rigidez a la estructura en la interfase aire- mezcla. La cantidad depende del tipo de estabilizante.
Los más comunes son: gelatina, alginato de sodio, goma ar á biga, carboxil- metil celulosa (CMC se usa 0,1 a 0, 2 %), pectina, goma ar á biga, goma tragacanto y otros.
f)
Emulsificante: Su función principal es estabilizar la emulsión grasa; también
contribuyen a la consistencia, resistencia a la fusión, textura y aspecto típico de los helados.
g)
Saborizante: Es de primordial importancia en la aceptación del helado.
h)
Aire: Se introduce mediante el batido y es un ingrediente necesario por que sin él
el helado sería demasiado denso, duro y frio. El rango usual de “overrun” es de 80 a 100 %, pero podría alcanzar hasta 150 %. El overrun mucha s veces representa la ganancia del producto.
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
94
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= (Vol . final .del .helado − Vol .de.mezcla.inicial ) x100 %de.Overrun = Vol .de.mezcla.inicial
%de.Overrun
=
( Peso.de.Vol . final .del .helado − Peso.de.Vol .de.mezcla.inicial ) Peso.de.Vol .de.mezcla.inicial
x100
2.3 Calculo de mezclas
1.
Preparar 100 kg de una mezcla de helado con las siguientes caracter ísticas: 11 % de grasa, 12% de prote ína, 3% de gelatina y 15 % de grasa. A partir de los siguientes ingredientes disponibles: MAN = mantequilla (80% grasa,0,5% SNG) LD = leche descremada (93 % SNG, 0,5% grasa, 2% lactosa) GEL = gelatina (95% gelatina, 2% azúcar) AZU = azúcar (94 % sacarosa, 3% gelatina)
Tenemos el sistema matricial BM general Grasa SNG Gelatina Azúcar Costo S/.
+LD 0.8MAN +0.005 LD 0.05MAN +0.93 LD 0 MAN +0 LD MAN
+GEL +0 GEL +0 GEL
+AZU +0 AZU +0 AZU
+AGU +0 AGU +0 AGU
=100 = 11
+0.03 AZU
+0 AGU
=3
+0.94 AZU
+0 AGU
= 15
3
0,5
0 MAN
+0.02 LD
+0.95GEL +0.02 GEL
3
2
1
Haciendo uso de MATLAB
B=[1 1 1 1 1;0.8 0.005 0 0 0;0.05 0.93 0 0 0;0 0 0.95 0.03 0; 0 0.02 0.02 0.94 0] C=[100;11;12;3;15] Alberto L. HUAMANI HUAMANI
95
= 12
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= E = inv(B)*C
A= Coefi.
1 0 .8 0 .05 0 0
V
1
1
1
1
0 .005
0
0
0
0 .93
0
0
0
0
0 .95
0 .03
0
0 .02
0 .02
0 .94
0
R
M LD * G = A Agua
100 11 12 3 15
V = Coef.-1 * R
En Matlab >> A=[1 1 1 1 1;0.8 0.005 0 0 0;0.05 0.93 0 0 0;0 0 0.95 0.03 0; 0 0.02 0.02 0.94 0]
A= 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.8000 0.0050
0
0
0
0.0500 0.9300
0
0
0
0 0.9500 0.0300
0
0
0 0.0200 0.0200 0.9400
0
>> R=[100;11;12;3;15]
R= 100 11 12 3 15
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
96
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= >> V = inv(A)*R
E= 13.6739 12.1681 2.6639 15.6419 55.8522
Mantequilla
= 13.6739 kg
Leche Descremada
=12.1681 kg
Gelatina
= 2.6639 kg
Azúcar
= 15.6419 kg
Agua
= 55.8522 kg
Formulación usando SUPER LINDO
Resultado
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
97
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== =============================
A partir de la ventana de resultados, comprobamos que minimizaremos los costes usando 3% de mantequilla, 2 % de Leche descremada, 1% de gelatina, 3% de azúcar y 0% agua para preparar la raci ón. El costo asociado es de 114,95 soles por 100 kg de mezcla.
En la ventana de resultados se observa, adem ás, que en el punto óptimo las cuatro primeras restricciones se cumplir án en igualdad (SLACK OR SURPLUS = 0). Por tanto, es l ógico pensar que el precio dual asociado a las cuatro primeras restricciones, los precios duales son distintos de cero. Concretamente, se aprecia que: si redujésemos en una unidad la primera restricción (i.e., si tuvi ésemos = 10 en lugar de = 11), el coste óptimo disminuiría en 3,62 soles. Análogamente, si rebajásemos la segunda de las restricciones en una unidad, el costo óptimo disminuiría en 2,06 soles.
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
98
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== =============================
III. MATERIALES E INSUMOS
3.1
3.2
3.3
Insumos
-
Leche entera fluida
-
Leche entera en polvo
-
Crema de leche
-
Azúcar.
-
CMC
-
Pulpa de fruta
-
Agua hervida.
Equipos y materiales
-
Batidora de helados.
-
Pulpeadora
-
Balanza.
-
Congeladora.
-
Envases de 1 litro.
-
Etc.
Procedimiento
Las fases involucradas en la fabricación de helados varía de acuerdo a la maquinaria utilizada o el tipo de helado elaborado, sin embargo, existe un flujo general Alberto L. HUAMANI HUAMANI
99
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= que se adapta a los diferentes procedimientos existentes., los cuales comprenden: Formulación o cálculo de mezclas, mezclado, pasteurizado, homogenizado, enfriado, envejecimiento, batido y congelado.
3.3.1
Formulación
Preparar 10 kg de una mezcla de helado con las siguientes caracter ísticas: 3 % de grasa, 5% de sólidos de leche no graso y 15 % de az úcar y 27% de sólidos totales, 0.5% de estabilizante (CMC). A partir de los siguientes ingredientes disponibles:
CRE = Crema de leche (36,6% grasa, 5,4% SNG) LEV = leche evaporada (16 % SNG, 7,5% grasa, 10% lactosa) AZU = azúcar (99 % sacarosa) CMC = CMC (0,5 %)
Tenemos el sistema matricial BM general Grasa SNG CMC Azúcar ST Costo S/.
MIN
+LEV CRE 0.366 CRE +0.075 LEV
+CMC +AZU +0 CMC +0 AZU
+AGU +0 AGU
=100
0.054 CRE +0.16LEV 0 CRE +0 LEV 0 CRE +0.10 LEV
+0 CMC +0 AZU +0 AGU +1 CMC +0AZU +0 AGU +0CMC +0.99 AZU +0 AGU +1CMC +0.99 AZU +0 AGU
=5 = 0,5
0,42 CRE
+0.335LEV
3
2
0,5
3
3 CRE + 2 LEV + 0.5 CMC + 3 AZU + 0.5 AGU
ST 0.366 CRE + 0.075 LEV
=3
0.054 CRE + 0.16 LEV
=5 1 CMC
0.10 LEV
= 0.5
+ 0.99 AZU
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
= 15 100
0,5
=3
= 15 >=27
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= 0.420 CRE + 0.335 LEV + 1 CMC + 0.99 AZU
>= 27
END
Helado base (formula econ ómica) nº 5 para 1 kg de helados. (Preparado con leche fresca y evaporada)
-
Leche fresca
500 g
-
Leche evaporada
260 g
-
Manteca vegetal
45.5 g
-
Azúcar
120g
-
Glucosa
60 g
-
Estabilizador CMC
3.0g
-
Emulsionante
2.2g
-
Agua
10.5g
BM general
Leche evap.
Leche Manteca fluid veg.
Grasa SNG CMC Azúcar ST Costo S/.
0,081 0,179 0 0,109 0,276 3
0,035 0,079 0 0,048 0,122 2
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
0,99 0 0 0 0,99
101
Glucosa Azúcar
0 0,991 0 0,991 0,991 3
Agua
=100
0 0 0 0 0
=3 =5 = 0,5 = 15 >=27
CMC
0 0,72 0 0,72 0,72
0 1 1 0 1 0,5
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= 3.3.2 Mezclado:
Juntar todo los ingredientes líquidos en un tanque mezclador y
empezar una agitación continua, luego agregar los ingredientes secos (leche en polvo, azúcar,
emulsionante,
estabilizantes).
Los colorantes, frutas y
saborizantes no ser án añadidos en esta fase, provocar á el corte de la mezcla .
Dichos productos serán añadidos durante la etapa del batido en frío o congelación.
3.3.3 Pasteurizado: Pasteurizar la mezcla a 80 ºC por 25 minutos y luego enfriar.
3.3.4
Homogenización :
La mezcla se someterá al proceso de homogenizado.
3.3.5
Enfriamiento: enfriar inmediatamente a una temperatura inferior a 4 ºC con
agitación constante para evitar la formaci ón de nata.
3.3.6
Maduración o envejecimiento de la mezcla: Almacenar a una temperatura de
de 3 a 5 ºC durante un tiempo de 3 a 4 horas.
3.3.7
Batido en frío o congelamiento: Durante el batido en frio la mezcla se congela
en forma gradual form ándose pequeños cristales de hielo, la mezcla se hace más viscosa y el aire es incorporado en forma de pequeñas burbujas.
3.3.8
Endurecimiento: El proceso de congelación es seguido por uno de
endurecimiento, esto con el fin de almacenar y futura comercialización, esta etapa deberá realizarse por un proceso rápido ya que de esta manera se obtendrán cristales pequeños. La temperatura no deberá ser mayor a –10ºC; mejor aún si se alcanza la temperatura de – 26 ºc.
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
102
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== =============================
IV.
RESULTADOS Y DISCUSIONES
V.
CONCLUSIONES
VI.
BIBLIOGRAFÍA
Formulaciones económicas elaboradas Alberto L. HUAMANI HUAMANI
103
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= Helado base (formula económica) Nº 1 para 1 kg de helados.
-
Leche en polvo descremada
113 g
-
Crema de leche
285 g
-
Azúcar
119g
-
Glucosa
-
Estabilizador CMC
2.5g
-
Emulsionante
1g
-
Agua
460g
26 g
Helado base (formula econ ómica) Nº 2 para 1 kg de helados.
-
Leche en polvo (con 26% grasa)
114 g
-
Crema de leche
200 g
-
Azúcar
119 g
-
Glucosa
-
Estabilizador CMC
2.5 g
-
Emulsionante
1g
-
Agua
460 g
26 g
Helado base (formula econ ómica) nº 3 para 1 kg de helados.
-
Leche en polvo descremada
120 g
-
Manteca vegetal
80 g
-
Azúcar
120g
-
Glucosa
-
Estabilizador CMC
3g
-
Emulsionante
4g
-
Agua
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
60 g (esterpol)
616 g
104
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= Helado base (formula econ ómica) nº 4 para 1 kg de helados.
-
Leche en polvo 26 % grasa
166 g
-
Manteca vegetal
44 g
-
Azúcar
120 g
-
Glucosa
-
Estabilizador CMC
3g
-
Emulsionante
1.9 g
-
Agua
616 g
60 g
Helado base (formula econ ómica) nº 5 para 1 kg de helados. (Preparado con leche fresca y evaporada)
-
Leche fresca
500 g
-
Leche evaporada
260 g
-
Manteca vegetal
45.5 g
-
Azúcar
120g
-
Glucosa
60 g
-
Estabilizador CMC
3.0g
-
Emulsionante
2.2g
-
Agua
10.5g
Helado de leche para chupete Helado base (formula econ ómica) nº 6 para 1 kg de helados.
-
Leche en polvo descremada
130 g
-
Manteca vegetal
40 g
-
Azúcar
130g
-
Glucosa
-
Estabilizador CMC
4.5g
-
Emulsionante
1g
-
Agua
665g
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
40 g
105
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= Helado de agua -
Azúcar
180g
-
Pulpa de fruta
80 g
-
Agua
740g
-
Estabilizador CMC
5g
Jarabes especiales para diferentes sabores:
-
Cocoa
40 g
-
Azúcar
40 g
-
Agua
110 g
Preparación: calentar la mezcla por varios minutos a la temperatura de 80 ºC con agitación constante, luego retirar del fuego y enfriar, esta mezcla se agregar á durante el batido de la mezcla base o helado base.
Jarabe de frutas:
-
Pulpa de fruta
225 g
-
Azúcar
100 g
Mezcle con agitación hasta obtener la disolución del azúcar. Para un kg de helado utilice 200 g de este jarabe. Las frutas pueden ser : durazno, fresa, l úcuma, mango.
Jarabe de frutas c ítricas: -
Pulpa de fruta
75 g
-
Azúcar
15 g
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
106
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= Mezcle con agitación hasta obtener la disolución del azúcar. Para un kg de helado utilice 100 g de este jarabe. Las frutas pueden ser : maracuy á, limón, etc. CHUPETES DE FRUTA GUANABANA -
Azúcar
11.6%
-
Glucosa
4.74 % 84.5
-
CMC
0.13
2.3
-
Guanabana
25.23
450.0
-
Agua
58.30
1039.75
207
MARACUYA -
Azúcar
20.16%325
-
CMC
0.19
3.0
-
Maracuyá
19.36
312.0
-
Agua
60.99
972.0
Helado de chocolate
Ingredientes -
Leche :500 mL
-
Azúcar: (300 g)
-
Almidón inglés : 2 cucharadas
-
Huevo: 3 yemas, 3 claras
-
Chocolate :100 g
-
Leche caliente :125 mL
-
Crema de leche : 200 g
-
3 claras
Preparación
1. Cortar el chocolate en trozos y diluir en caliente 2. Poner en una cacerola la yema, la f écula y el azúcar 3. Revolver bien y agregar la leche y chocolate diluido. Llevar a fuego revolviendo siempre hasta espesar.
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
107
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= 4. Retirar y dejar enfriar bien 5. Batir la crema de leche hasta espesar bien e incorpora a la preparación anterior.
6. Batir las claras con el azúcar restante a punto de merengue firme 7. Incorporar la crema al merengue en forma envolvente 8. Verter en cubeteras y llevar al congelador hasta obtener el punto helado 9. En el momento de servir decorar con hojas de menta y lentiguitas de gato
HELADO GRANIZADO ( 6, 8) Ingredientes -
Yemas : 4
-
Claras : 4
-
Azúcar : 200 g
-
Leche: 750 cc
-
Crema de leche : 250 cc
-
Esencia de vainilla : 1 cucharita
-
Chuño o maizena : 2 cucharitas
-
Chocolate: 150 g picado o pastillas
Preparación
1. Poner en una cacerola las yemas, la f écula, el azúcar 2. Agregar la leche de a poço y revolviendo 3. Llevar a fuego y continuar mezclando hasta que espece 4. Retirar y dejar enfriar bien
5. Batir la crema de leche o nata hasta espesar y agregar a la preparación anterior, yá fría 6. Batir las claras con dos cucharadas de azúcar a punto de merengue
7. Incorporar la crema al merengue en forma suave. 8. Agregar la vainilla y el chocolate picado. 9. Verter en recipientes apropiados y llevar al congelador Alberto L. HUAMANI HUAMANI
108
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== =============================
Ejemplo 4: Para alimentar a un grupo de vacas disponemos de tres tipos de
alimentos: Alimento Alfalfa Avena Ensilaje
Materia seca 1 0 1
Proteínas 0 3 2
Grasa 2 1 0
Costo S/. 1 2 1,5
La ración diaria para mantener a estos animales debe contener como mínimo 4 unidades de materia seca y 5 de prote ínas, y la grasa no debe superar las 15 unidades.
(a) ¿Cuál sería la ración m ás barata que se puede preparar con estos alimentos? (b) Plantear el problema dual y resolverlo, comparando las soluciones con la ventana de resultados obtenida en el apartado anterior. (a) El problema anterior se puede formular de la siguiente forma:
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
109
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== =============================
A partir de la ventana de resultados, comprobamos que minimizaremos los costes usando 1,5 unidades de alfalfa y 2,5 unidades de ensilaje para preparar la ración. El coste asociado es de 5,25 euros por raci ón.
En la ventana de resultados se observa, adem ás, que en el punto óptimo las dos primeras restricciones se cumplir án en igualdad (SLACK OR SURPLUS = 0), mientras que en el caso de la tercera queda a ún un margen amplio de 12 unidades para “saturarla”. Por tanto, es lógico pensar que el precio dual asociado a la última restricción será cero (como así se aprecia en la ventana de resultados), mientras que en el caso de las dos primeras restricciones, los precios duales son distintos de cero. Concretamente, se aprecia que: si redujésemos en una unidad la primera restricci ón (i.e., si tuvi ésemos >= 3 en lugar de >= 4), el coste óptimo disminuiría en 1 euro. An álogamente, si relajásemos la segunda de las restricciones en una unidad, el coste óptimo disminuiría en 0,25 euros. Alberto L. HUAMANI HUAMANI
110
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== =============================
(b) El problema anterior puede formularse como:
- MAX - ALF - 2 AVE
- 1.5 ENS
ST - ALF - 3 AVE
- ENS
= 0
Por tanto, el problema dual asociado ser á:
Cuya solución es:
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
111
TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== =============================
Observar que el valor obtenido para la funci ón objetivo en el óptimo coincide (al cambiar el signo) con el valor obtenido para el problema primal. Así mismo, los valores que determinan la soluci ón del dual coinciden (salvo signo) con los precios sombra que hab íamos obtenido para el primal. Finalmente, los precios sombra del dual son (salvo signo) los valores que definían la solución del primal.
Alberto L. HUAMANI HUAMANI
112
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