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Elaboración de Cajeta.
Introducción:
Se le denomina “cajeta” a un dulce de leche (de vaca o cabra), en el cual
hay una mezcla de varios ingredientes como son: glucosa comercial,
sacarosa comercial, canela comercial, bicarbonato de sodio comercial,
benzoato de sodio y sorbato de potasio analíticos estos dos últimos se
utilizan como conservadores.
Debido a su gran cantidad de azúcar, la cajeta es un producto altamente
energético; así mismo, la leche que contiene, proporciona proteínas,
buenas para la formación de músculos y calcio para mantener huesos
sanos; sin embargo puede elaborarse una cajeta baja en carbohidratos
pero esto sin embargo al disminuir esta generaría un ambiente propicio
para un mayor crecimiento microbiano produciendo un disminuye de la
vida del producto.
En la actualidad la cajeta se elabora a partir de leche de vaca debido a que
hoy en día el volumen producido de leche de cabra es insuficiente para
satisfacer la demanda, además de que las cabezas de ganado caprino es
muy reducido en nuestro país esta sustitución de leche se debe a que
estos dos tipos de leche están relacionados en su composición.
Celaya, Gto, es conocida como la capital mundial de la Cajeta, sabroso
dulce elaborado en base a leche de cabra y de cuya exquisitez, se
desprende su fama desde una histórica visita de Maximiliano de
Habsburgo a esta ciudad, llevándose varias cajas del dulce a la ciudad de
México. Es ahora una ciudad dispuesta a demandar su lugar, que pide que
ya no se diga que no hay atractivos turísticos y en cambio, es sitio de
hermosos templos, variada gastronomía y un excelso punto de encuentro
para desplazarse hacia varias ciudades de la entidad y de otros Estados.
Formulación:
Leche
Está compuesta por:
o Agua: 87-88% de la leche
o Comprende carbohidratos, lípidos, proteínas y minerales
o Vitaminas: contiene vitaminas liposolubles como la A, D, E y
K.
La leche fresca se comporta como un compuesto anfotérico, su pH normal
se encuentra entre 6.5 y 6.7. Para la elaboración de la cajeta se necesitan
diferentes materias primas como lo son: la leche, la sacarosa, glucosa
entre otras, sin embargo la principal y más importante es la leche, la cual
debe tener una composición promedio (88 % de agua y un 12 % de sólidos
este elemento debe estar neutralizada.
En la neutralizar de debe a empezar con una neutralización de hasta 13
°Dornics (ml de hidróxido de sodio) mediante una regla de tres conociendo
que por cada 100L de leche se utilizara 30grms. De ácido dichos datos se
utilizan para bajar la acides de la leche, pero sin embargo cuando este
proceso es terminado y le falta acidez a la leche se utiliza el bicarbonato de
sodio (84grms de bicarbonato de sodio por cada 90 gramos de ácido
láctico.) y así se podrá llegar hasta los 20 – 25 °Dornics, en caso de no
tomar en cuenta este paso la leche evitaría la coagulación.
Lactosa:
Este es un carbohidrato que está compuesto de glucosa y galactosa. Es
un importante constituyente de los derivados de la leche.
Aproximadamente el 40 % de los sólidos totales de la leche misma es
lactosa debido a que este azúcar no es muy soluble en ocasiones se
separa o cristaliza en algunos productos lácteos como por ejemplo en
leche condensada azucarada, cajeta y helado, produciendo una
consistencia arenosa.
El calor afecta a la lactosa a temperaturas superiores a 110 "C A
esta temperatura la lactosa hidratada (a lactosa) pierde su agua y se
transforma en lactosa anhidra. A temperaturas superiores a los 130 "C,
se produce su caramelizarían, pero tiende igualmente a combinarse con
los compuestos nitrogenados de la leche, conociéndose este fenómeno
como Reacción de Maillard; la cual produce un pardeamiento de la leche.
La lactosa tiene una solubilidad de 10 veces menor que la sacarosa.
Sacarosa:
Carbohidrato formado por una molécula de glucosa y una de fructosa,
es un sólido incoloro, cuando se calienta a temperatura mayores a
170 "C se cristaliza gradualmente al punto de formar caramelo color café.
El caramelo se emplea en confitería y como colorante para bebidas y
alimentos. Además, la sacarosa es un importante conservador y
saborizante en alimentos.
Glucosa
Este se considera el carbohidrato principal del grupo de las aldohexosas.
Se forma como uno de los productos de la hidrólisis de la sacarosa,
lactosa, maltosa, celulosa, entre otros. La glucosa es un sólido incoloro,
menos dulce que la sacarosa y es soluble en agua pudiendo ser
cristalizada.
La función de este azúcar es reducir la cristalización de la lactosa ya que
la solubilidad de esta última aumenta en presencia de glucosa, aunque el
mecanismo no se sabe del todo. Además de darle brillo al producto final.
La concentración de glucosa no debe ser mayor al 2%, pues si se excede,
el producto final será gomoso, desagradable para el consumidor.
Degradación de azúcares: Consistente en una hidrólisis, tanto la lactosa
como Sacarosa
Lactosa - Glucosa + Galactosa
Sacarosa, Glucosa + Fructosa
Ya como monómeros, la glucosa, la fructosa y la galactosa, sufren un
proceso de degradación ácida, que en su primera etapa involucran
reacciones de enolización de las aldosas y cetosas
El producto final es el compuesto 5-(hidroximetil) 2-furfuraldehido con
un pH de 6 – 6.7
Conservadores:
La cajeta es un producto con una alta concentración de sólidos y una baja
actividad de agua, lo cual favorece la conservación del producto por sí
mismo sin embargo es común adicionar debido a que el producto puede
ser almacenado por algún tiempo. Los aditivos empleados para cumplir la
función son:
Sorbato de potasio:
Se emplea para evitar la presencia de levaduras aunque también
previene en menor grado la proliferación de bacteria
benzoato de sodio: se emplea para evitar la contaminación por levaduras y
bacterias aunque también previene en menor grado el desarrollo de
hongos.
Azúcar (C12H22O11)
El azúcar puede formar caramelo al calentarse por encima de su punto de
descomposición. Si se calienta por encima de 145 °C en presencia de
compuestos amino, derivados por ejemplo de proteínas, genera colores,
olores y sabores generalmente apetecibles.
Vainilla (CH3O)(OH)C6H3CHO
Es utilizada como agente saborizante en alimentos bebidas.
Bicarbonato de sodio (NaHCO3)
El bicarbonato de sodio se utiliza como conservador de alimentos. En este
caso de la cajeta funciona como controlador del pH de la leche, es decir va
ajustar el pH de la leche hasta el pH que se desee, para que así se obtenga
la consistencia requerida.
Reacciones de obscurecimiento involucradas con el color en la
preparación de cajeta.
En los alimentos que contienen proteínas, aminoácidos libres y azúcares y
que se elaboran empleando altas temperaturas como en el caso de la
cajeta, se producen reacciones de obscurecimiento no enzimático como
son las Reacciones de Caramelización y Reacciones de Maillard las cuales
ayuda a impartirle el color al producto. Este tipo de reacciones son
importantes porque
1. Se producen sustancias volátiles que imparten al producto
sabor y aroma agradable
2. Los productos finales son pigmentos de color café,
característico de estos dulces.
3. Al reaccionar los grupos amino provenientes de proteínas y
aminoácidos y grupos reductores de azúcares, de manera
irreversible se transforma en productos no digeribles,
disminuyendo la disponibilidad de aminoácidos
indispensables como la lisina y en consecuencia el valor
biológico del alimento.
Reacción de Maillard
Esta reacción se basa en los estudios realizados por el Químico Franks
Louis-Camille Maillard en 1912, quien mezcló D-glucosa con
aminoácidos y observó que se oscurecía y desprendía aromas agradables.
La Reacción de Maillard en leche ocurre principalmente entre los grupos
amino libres de las proteínas y el grupo aldehído de la lactosa y otros
azúcares reductores. Se ha establecido un orden de reactividad de los
diferentes azucares los cuales se mencionan a continuación:
a) Las pentosas son los azúcares que más fácilmente reaccionan con
los aminoácidos.
b) Le siguen los azúcares simples, y entre ellos el siguiente orden:
galactosa, fructosa y glucosa.
c) De los disacáridos, la maltosa y la lactosa, reaccionan en orden
decreciente y la sacarosa resulta inactiva a esta reacción por no ser
reductor.
Esta reacción se divide en las siguientes etapas:
Reacción del carbonilamino: Es la primera etapa de condensación
entre el grupo amino de los aminoácidos y el grupo carbonilo de los
azucares reductores. Se ha observado que la lisina provee la
mayoría de los grupos amino libres de las proteínas. Cuando hay
incremento de temperatura, otros aminoácidos son puestos a
disposición, debido al rompimiento del enlace péptico a altas
temperaturas.
Rearreglo de Amadori: El N-glicósido (N-alquilamino-D-glucósido),
formado en la reacción del caibonilamino, sufre un arreglo a
partir de reacciones de isometría y la formación de complejos
glucosa-aminoácidos, donde conduce a la formación de 1-deoxi-
N-alquilamino-D-fiuctosa, sin formarse todavía el color obscuro.
Rearreglo de Heyns: Es cuando interviene una cetosa en lugar de
una aldosa formando el N-aiquil-fructosido y posteriormente el 2-
aIquilamino-2-d-D-glucosa, que también son precursores del
obscurecimiento. Subsecuentemente puede suceder el
obscurecimiento, dependiendo de la enolización del compuesto 2-0
que envuelve los carbones C-1 y C-3.
Formación de pigmentos: tanto los cetos como los aldoaminos
formados en los Rearreglos de Amadori y Heyns, pueden seguir
reaccionando, empezándose a polimerizar para formar los
pigmentos que se denominan melanoidinas, que no están bien
definidas. El color varía del amadlo al negro, dependiendo del
grado de deshidratación. A pesar de no estar bien definida la
formación de este tipo de polímeros, existen tres pasos que pueden
operar, dos de los cuales están relacionados con la formación de
pigmentos (reacciones derivadas del aminoglicósido). El tercero
(Reacción de S a k e r), m á s bien se asocia a la formación de
aroma, de la reacción de Maillard.
Reacción de degradación de Strecker: Este es el tercer paso de
las reacciones de obscurecimiento, que consiste en la
degradación de aminoácidos, con la presencia de alfa dicarbonilos
u otro dicarbonilo conjugado (estos son formados en los pasos uno y
dos) La reacción se conoció como Degradación de Strecker, que no
es una formación de pigmentos, sino más bien de aroma. La
degradación oxidativa de Strecker es la principal responsable de la
formación de aromas y sabores, debido a que hay producción de
aldehidos.
Reacciones de caramelización de azúcares. Este es otro proceso de
obscurecimiento no enzimático que sucede cuando el azúcar es
calentada por arriba de su punto de fusión, obscureciéndose a una
coloración que va del amarillo, café, café rojizo y negro. Este tipo de
reacción ocurre pero cuando se elabora cajeta quemada. Este
proceso puede ocurrir a un pH tanto ácido como alcalino y las
condiciones se asocian con los cambios de sabor. Es muy
importante el control de estas reacciones en los procesos de
alimentos, para retener las cualidades agradables del caramelo, en
productos como los dulces, palanquetas, etc. Las reacciones de
caramelización se incrementan cuando aumenta la temperatura.
En relación al pH, se ha visto que la velocidad de reacción a pH 8.0
es 10 veces mayor que la reacción a pH 5.9
Factores que influyen
Los factores que influyen en la reacción de Millard que afectan a la
elaboración de la cajeta son:
pH.- la reacción de Maillard puede ocurrir tanto en medio ácido
como en medio alcalino, pero es más favorable dentro de
condiciones alcalinas. Aunque, se ha demostrado que cuando se
aumenta el pH se incrementa la reacción.
Temperatura: en este tipo de reacciones, al ser únicamente
químicas, la dependencia de la temperatura es directamente
proporcional en la reacción de Maillard puede producirse a una
temperatura de 37 °C, y al incrementar la misma, se produce un
aumento de color, que puede ser de 2 a 3 veces, cuando la
temperatura aumenta 10 °C.
Contenido de humedad: la humedad de los productos influye de
diferente manera, dependiendo de la temperatura, pero la que a
nosotros nos interesa es la siguiente:
o Alta humedad (en solución) en rangos de temperatura de 20
a 110 °C y tiempo de horas a semanas: aquí se desarrolla
color, decrece la concentración de reactantes y apariencia del
producto.
o La reacción se favorece en solución acuosa y se ha
encontrado que el óptimo de humedad para un sistema
caseína-glucosa es del 1 3 %.
Procedimiento:
Elaboración de Cajeta.
1 litro de leche pasteurizada.
200 gr Sacarosa.
100 gr Glucosa.
Vainilla.
Bicarbonato.
Determinar el %acido láctico en la leche
Ajustar ph de la leche con bicarbonato.
Calentar la leche a no mas de 60°C
Agregar sacarosa.
Dejar consumir 1/3 del volumen
Agregar la glucosa.
Esperar a que llegue al punto de hilo.
Medir los °Bx
Añadir vainilla.
A continuación se describen cada uno de los pasos seguidos para la
preparación de Cajeta.
1. Determinar el %acido láctico en la leche: se realizo una titulación de
la leche para determinar el gasto de NaOH, este dato se emplea en la
siguiente formula:
2. Una vez obtenido el % acido láctico se calcula la cantidad de
bicarbonato para ajustar el ph de la leche entre 7.2 y 7.4, mediante
el siguiente procedimiento.
3. Se mide el ph de la leche.
4. Calentar la leche, esta no debe de alcanzar mas de 60°C de
temperatura.
5. Enseguida agregar la sacarosa.
6. Dejar consumir 1/3 del volumen.
7. Agregar la glucosa.
8. Esperar hasta que se obtenga una consistencia como de hebra.
9. Medir los°Bx.
10. Añadir la vainilla.
Resultados:
Formulación Acidez
de la leche
Ph °Bx Tiempo
(hrs)
Glucosa sacarosa Color
final
A 6.8 Amarillo
B 6.8 Café claro
C 6.8 7.2-7.4
90 2:30 100 gr 200 gr Café oscuro
D 6.8 NA NA NA Sin color
Calculos:
Análisis de Resultados.
Se observa en nuestro producto final que las reacciones de Maillard
efectivamente se llevan acabo en la elaboración de la cajeta debido a que
los azúcares cuando se calientan experimentan cambios que culminan con
la consistencia adecuada de la cajeta, en nuestro caso por la sobre adición
de glucosa y galactosa, nuestro producto obtuvo una consistencia final
sólida, el pH también es de suma importancia ya que utilizamos un pH de
7.2-7.4 que favorece las reacciones de Maillard para obtener un color
adecuado, por lo mismo observamos que en la formula en donde el pH no
fue ajustado la coloración de la cajeta no se dio quedando esta en color
blanco, sin embrago en las formulas donde se ajusto a un pH básico con
ayuda del bicarbonato se observa una coloración distinta, de acuerdo a las
reacciones de caramelización de azucares cuando se supera el punto de
fusión de la glucosa esta se trona desde amarillo a negro. La última
reacción que pudimos observar fue la de la temperatura ya que por acción
del calor el azúcar forma el olor característico de la cajeta.
Conclusiones.
Las reacciones de Millard o glucosilacion no enzimática de proteínas, trata
de un conjunto de complejas reacciones químicas producidad entre
proteínas y azucares reductores que se dan al calentar, estas pueden
aplicarse en la elaboración de la cajeta, en este proceso se ven
manifestadas debido a los diversos factores que alteran estas reacciones
tales como el ph, la temperatura y la concentración a la que se encuentran
los reactivos. Asi como también se usan los elementos principales para
estas reacciones: glucosa, sacarosa. Estas reacciones tienen un gran
impacto industrial ya que permiten la elaboración no solo de cajeta si no
de productos como lo son los caramelos.
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