Obtención de algarrobina y alcohol como productos derivados de la algarroba (Prosopis pallida L.)

La algarrobina

La algarrobina es uno de los productos tradicionales derivados de la algarroba. Su elaboración es artesanal donde la calidad no  puede mantenerse constante y tampoco puede asegurarse que el producto sea sanitaria y nutricionalmente aceptable. Entre las deficiencias de un producto elaborado artesanalmente es su alto contenido de fragmentos de insectos, presencia de partículas de pulpa y carozo de algarroba, un alto contenido de azúcar invertido y un fuerte sabor amargo. La presencia de fragmentos de insectos en el producto se debe a que la materia prima no se somete a una selección, empleándose para la extracción vainas dañadas por los insectos, además, no solo se han encontrado fragmentos de insectos que atacan a la algarroba naturalmente sino también de otros tipos indicando esto falta de higiene. El elevado contenido de azúcar invertido y excesivo sabor amargo de la algarrobina se debe a los prolongados tiempos y elevadas temperaturas a los que se someten los extractos azucarados para concentrarlos hasta valores por encima de los 80ºBrix. El proceso consiste básicamente en las siguientes etapas:

Algarroba -  selección – algarroba entera sin mayor daño por insectos – Lavado – escurrido y secado al sol – Secado en túnel de aire caliente – Molienda en máquina extractora de semillas – Tamizado – Extracción de azúcares con agua o jugos diluidos a temperatura ambiente – Filtración grosera – centrifugación – Jugo enriquecido limpio (20 – 25ºBrix) – Concentración por evaporación ( a presión atmosférica o vacío) – Algarrobina (68 – 70ºBrix).

La relación agua:pulpa determinada fue de 5 a 1. No se requiere calor, la extracción se hace a temperatura ambiente en un tiempo de 20 minutos y con agitación constante.

La obtención de extractos enriquecidos hasta un valor de 25ºBrix, se hace con el fin de disminuir el tiempo de evaporación durante la obtención del jarabe o algarrobina. Para obtener un extracto de 20 a 25ºBrix, el proceso de extracción se realiza en dos o tres etapas, empleando agua o jugos diluidos según se requiera, para enriquecer cada vez los extractos.

La operación de evaporación para llevar los extractos hasta valores de 68ºBrix o 70ºBrix, puede realizarse a presión atmosférica o a vacío. Mediante este último procedimiento se obtiene una calidad de jarabe superior a la que se obtiene mediante evaporación a presión atmosférica. Se logra una menor cantidad de azúcar invertido, conservándose en gran parte la sacarosa natural de la algarroba y, además, se logra bajar el fuerte sabor amargo, característico del producto obtenido artesanalmente.

El material que resulta de las operaciones de filtración y centrifugación, luego de someterlo aun lavado para extraer azúcares residuales, constituye el material rico en fibra dietética. 

Obtención del alcohol

El alto contenido de azúcares permite también usar la pulpa de algarroba como sustrato de fermentación para la producción de alcohol etílico. El estudio, a nivel de laboratorio, partió de una harina con determinadas características de tamaño de partícula para obtener una solución que constituye el mosto de fermentación. A este se le inoculó entre el 12% y 15% (v/v) de levadura Saccharomyces cerevisae, dejándose fermentar por 4 ó 5 días, después de los cuales el mosto es destilado y rectificado. El rendimiento obtenido fue de 51% respecto al teórico. 

(Tomado parcialmente de Aprovechamiento de la algarroba (Prosopis sp.) por W. Ruiz, G. Cruz, N. Grados)

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Cálculo de la fórmula y elaboración de un helado

 

Cálculo de la fórmula

A manera de ejemplo, se calculará tanto la fórmula como la cantidad de cada ingrediente respectivo, con base en una mezcla de 100 litros de un helado bajo en materia grasa.

 Fórmula básica:

                   5 % de materia grasa (M.G.) y
                   12% de azúcar
                  (se omiten aditivos)

 Cálculo de los sólidos no grasos 

La cantidad de S.N.G. se calcula de acuerdo al factor de 17 partes de S.N.G. en 100 partes de agua; esto es 17:100 o bien en por ciento:17 es a 117 tal como x es a 100= 14.53% en el agua. Regresando a la formula básica, tenemos que la M.G. y azúcar dan 17%; por tanto, el resto a 100, serán 83.  

En esta cantidad de agua deberá tener el 14,53% de S.N.G., esto es, 83 X 0,1453= 12,00%. Para facilitar operaciones se eliminan las fracciones de S.N.G. en la mezcla, quedando finalmente la fórmula:

                 5% de M.G.
               12% de azúcar
               12% de S.N.G.
Total:      29% de sólidos totales

 Ahora bien se requiere obtener las cantidades en kilos para la base de 100 litros de la mezcla de acuerdo en la fórmula anterior.

 La fuente de M.G., será leche, que para este ejemplo se considera que tiene 3% de M.G., y como fuente de S.N.G. leche descremada en polvo de 96% de S.N.G., entonces:

      x  = Leche entera con 3% de M.G. y 9% de S.N.G.
       y = Leche descremada en polvo con 96% de sólidos

    100 – (12% de azúcar) = 88 kg de leche entera ( x ), mas leche
                  descremada en polvo ( y ).

   x + y = 88%

   ( x -3) 9 + 96 y = 12% (S.N.G.)
          100

 Esto es:  

 9x - 27 + 96y = 1200;
        9x + 96y = 1200 + 27

 Por tanto: 

      x + y = 88
9x + 96y = 1227

 9 x + 9 y   =  88 x 9
 

9x + 96 y = 1227
-9 x - 9 y   = -792
0 + 87 y  =  435

       87 y  = 435

y  = 435 =  5 kg de leche descremada en polvo
       87

 Sustituyendo:

 x  + 5 = 88

x  = 88 - 5;    83 litros de leche entera

 Resumiendo: 

           83        litros        de leche entera con 3% de M.G.
            5         kg           de leche descremada en polvo con 96%
                                      de S.N.G.
           12         kg           de azúcar

Total: 100         litros        de base

Sin embargo se requiere que el helado satisfaga el porcentaje original de M.G. en la fórmula, y dado que la leche tiene 3% de M.G; esto es los 83 litros contienen 83 x 0.3 = 24,9 Kg de M.G., o sea la mezcla contiene 2.49%; le falta por lo tanto 25,1 Kg.  Se puede llegar al 5%, ya sea utilizando crema, o bien grasa vegetal. Esta ultima más barata, entonces, se necesita que los 83 litros contengan en total 5 kg de M.G.; se debe tener una leche con:

        5:83::x:100; 100 x 5      6,0% de M.G.
                              83

 Así es que empleando el cuadrado de Pearson:  

3                                                   94 (partes de leche entera)   

                  6 

100                                          3 (partes de grasa vegetal)

                          97

 94:97::x:83

83x94 = 80,4  litros de leche con 3% M.G.
  97

 Finalmente:

            80,4        litros         de leche entera con 3% de M.G.
             2,6        kg             de grasa vegetal
             5,0        kg             de leche descremada
           12,0        kg             de azúcar
Total:  100.0        litros         de base

 Se tendrá finalmente un helado con la siguiente composición:

    5% de M.G. (80,4 l de leche con 3% de M.G. =2,4 Kg más 2,6 Kg
         de grasa vegetal y,

  12% de S.N.G. (80,4% de leche con 9% de S.N.G.= 7,2 Kg 
          más 5kg de leche descremada en polvo con 96% de
          S.N.G. = 4,8 Kg.

 El saborizante a vainilla se adiciona a la mezcla al gusto.

 Ahora bien, si se prefiere el gusto a chocolate, se incluye en la fórmula de ingredientes el 16% de jarabe de chocolate, que se prepara en la proporción de 1 Kg de cocoa más 1kg de azúcar, combinados en agua caliente a una temperatura entre 80 y 90ºC.

La mezcla ya preparada se homogeniza a una temperatura de 60ºC y luego se pasteuriza a 65ºC por 30 minutos, si es lenta, o a 72ºC por 20 segundos, si es rápida. Luego se enfría a una temperatura aproximada de 5ºC, para enseguida congelarse mediante agitación, y enseguida endurecerse a temperaturas debajo de 0ºC (- 25ºC si es posible).

claudiosacha@hotmail.com

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