Elaboracion de Helado

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA=======================================================================

PRACTICA 08

ELABORACIÓN DE HELADOS

I. OBJETIVO

Conocer la técnica de preparación de helado y la formulación

respectiva.

II. BASE TEORICA

2.1 Definición : El helado es un producto, batido frío que está

constituido por pequeñas burbujas de aire limitadas por gruesas

películas de una 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 composición es:

Grasa vegetal o de leche 7.0%

Sólidos de leche no grasos 8.0%Azúcar 12.0%Sólidos totales 32.0%Estabilizante 0.5%

Alberto L. HUAMANI HUAMANI 91

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA=======================================================================2.2.3 Helados de leche cuya composición es:

Grasa vegetal o de leche 2.5%Sólidos de leche no grasos 5.0%Azúcar 12.0%Sólidos totales 27.0%Estabilizante 0.5%

2.2.4 Helados de sorbete cuya composición es:

Sólidos de leche no grasos 4.0%Azúcar 12.0%Sólidos totales 30.0%Estabilizante 0.5%

2.2.5 Helados de Yogurt cuya composición es:

Grasa vegetal o de leche 4 – 6 %Sólidos de leche no grasos 10 – 12 %Azúcar 11 – 15 %Agua 66- 71 %Estabilizandores y emulsionantes 0.85%

Cálculo de fruta a añadir es 25 % sobre la mezcla total.

2.3 Componentes que se emplean para la elaboración de helados

Para obtener el máximo provecho de los ingredientes del helado, es

necesario conocer su comportamiento, sus límites y las proporciones

óptimas de su utilización. En general los constituyentes básicos de una

mezcla son: el agua, grasa, sólidos 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.


TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA=======================================================================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 glóbulos 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 sólidos no grasos lo constituyen: caseinatos, sólidos de suero,

yema de huevo, etc.

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 congelación y hacen al helado

pegajoso y pesado. Fuentes más comunes tenemos: azúcar de caña,

melaza, miel, glucosa, sacarina, azúcar de maíz, dextrina, sacarosa,

etc.

e) Estabilizador: Se utilizan por sus propiedades hidrofílicas, 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 arábiga,

carboxil- metil celulosa (CMC se usa 0,1 a 0, 2 %), pectina, goma

arábiga, 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.

2.3 Calculo de mezclas

1. Preparar 100 kg de una mezcla de helado con las siguientes

características: 11 % de grasa, 12% de proteína, 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


TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA======================================================================= BM general MAN +LD +GEL +AZU +AGU =100

Grasa0.8MA

N +0.005 LD +0 GEL +0 AZU +0 AGU= 11

SNG0.05MA

N +0.93 LD +0 GEL +0 AZU +0 AGU= 12

Gelatina 0 MAN +0 LD+0.95GE

L+0.03 AZU +0 AGU

= 3

Azúcar 0 MAN +0.02 LD+0.02 GEL

+0.94 AZU +0 AGU

= 15

Costo S/. 3 2 1 3 0,5

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]

E = inv(B)*C

A= Coefi. V R

* =

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 0.9500 0.0300 0

0 0.0200 0.0200 0.9400 0

>> R=[100;11;12;3;15]



R=

100

11

12

3

15

>> 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



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 ración. El costo asociado es de 114,95 soles por 100 kg de mezcla.

En la ventana de resultados se observa, además, que en el punto

óptimo las cuatro primeras restricciones se cumplirán en igualdad

(SLACK OR SURPLUS = 0). Por tanto, es lógico 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 tuviésemos = 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.

III. MATERIALES E INSUMOS



3.1 Insumos

- Leche entera fluida

- Leche entera en polvo

- Crema de leche

- Azúcar.

- CMC

- Pulpa de fruta

- Agua hervida.

3.2 Equipos y materiales

- Batidora de helados.

- Pulpeadora

- Balanza.

- Congeladora.

- Envases de 1 litro.

- Etc.

3.3 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 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

características: 3 % de grasa, 5% de sólidos de leche no graso y 15 % de

azúcar 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 CRE +LEV +CMC +AZU +AGU

=100

Grasa0.366 CRE +0.075 LEV

+0 CMC +0 AZU +0 AGU

= 3

SNG0.054 CRE +0.16LEV

+0 CMC +0 AZU +0 AGU

= 5

CMC 0 CRE +0 LEV +1 CMC +0AZU +0 AGU

= 0,5

Azúcar 0 CRE +0.10 LEV +0CMC+0.99 AZU +0 AGU

= 15

ST 0,42 CRE +0.335LEV +1CMC+0.99 AZU +0 AGU

>=27

Costo S/. 3 2 0,5 3 0,5

MIN 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 = 0.5

0.10 LEV + 0.99 AZU = 15

0.420 CRE + 0.335 LEV + 1 CMC + 0.99 AZU >= 27

END



Helado base (formula económica) 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

fluidManteca veg. Azúcar

Glucosa

CMC

Agua

=100

Grasa 0,0810,03

5 0,99 00

00 = 3

SNG 0,1790,07

9 0 0,9910,72

10 = 5

CMC 0 0 0 0 0 1 0 = 0,5

Azúcar 0,1090,04

8 0 0,9910,72

00 = 15

ST 0,2760,12

2 0,99 0,9910,72

10 >=27

Costo S/. 3 2 3 0,5

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 serán

añadidos en esta fase, provocará 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 formación 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 formándose 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.

IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES

V. CONCLUSIONES

VI. BIBLIOGRAFÍA



Formulaciones económicas elaboradas

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 26 g- Estabilizador CMC 2.5g- Emulsionante 1g- Agua 460g

Helado base (formula económica) Nº 2 para 1 kg de helados.

- Leche en polvo (con 26% grasa) 114 g- Crema de leche 200 g- Azúcar 119 g- Glucosa 26 g- Estabilizador CMC 2.5 g- Emulsionante 1 g- Agua 460 g

Helado base (formula económica) nº 3 para 1 kg de helados.

- Leche en polvo descremada 120 g- Manteca vegetal 80 g- Azúcar 120g- Glucosa 60 g- Estabilizador CMC 3g- Emulsionante (esterpol) 4g- Agua 616 g




- Leche en polvo 26 % grasa 166 g- Manteca vegetal 44 g- Azúcar 120 g- Glucosa 60 g- Estabilizador CMC 3 g- Emulsionante 1.9 g- Agua 616 g


(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


- Leche en polvo descremada 130 g- Manteca vegetal 40 g- Azúcar 130g- Glucosa 40 g- Estabilizador CMC 4.5g- Emulsionante 1g- Agua 665g

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 agregará 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, lúcuma, mango.

Jarabe de frutas cítricas:

- Pulpa de fruta 75 g- Azúcar 15 g

Mezcle con agitación hasta obtener la disolución del azúcar. Para un

kg de helado utilice 100 g de este jarabe. Las frutas pueden ser :

maracuyá, limón, etc.

CHUPETES DE FRUTA

GUANABANA

- Azúcar 11.6% 207- Glucosa 4.74 % 84.5- CMC 0.13 2.3- Guanabana 25.23 450.0- Agua 58.30 1039.75

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 fécula y el azúcar

3. Revolver bien y agregar la leche y chocolate diluido. Llevar a fuego

revolviendo siempre hasta espesar.

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 fécula, 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

Ejemplo 4: Para alimentar a un grupo de vacas disponemos de tres tipos de

alimentos:

Alimento Materia seca

Proteínas Grasa Costo S/.

Alfalfa 1 0 2 1Avena 0 3 1 2Ensilaje 1 2 0 1,5

La ración diaria para mantener a estos animales debe contener como mínimo 4 unidades de materia seca y 5 de proteínas, y la grasa no debe superar las 15 unidades.

(a) ¿Cuál sería la ración más 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:



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 ración.

En la ventana de resultados se observa, además, que en el punto

óptimo las dos primeras restricciones se cumplirán en igualdad

(SLACK OR SURPLUS = 0), mientras que en el caso de la tercera

queda aún 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


TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA=======================================================================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 restricción (i.e., si tuviésemos >= 3 en lugar de >= 4), el

coste óptimo disminuiría en 1 euro. Análogamente, si relajásemos la

segunda de las restricciones en una unidad, el coste óptimo

disminuiría en 0,25 euros.

(b) El problema anterior puede formularse como:

- MAX - ALF - 2 AVE - 1.5 ENS

ST

- ALF - ENS <= - 4

- 3 AVE - 2 ENS <= -5

2 ALF + AVE <= 15

ALF >= 0, AVE >= 0, ENS >= 0

Por tanto, el problema dual asociado será:

Cuya solución es:



Observar que el valor obtenido para la función objetivo en el óptimo

coincide (al cambiar el signo) con el valor obtenido para el problema

primal.

Así mismo, los valores que determinan la solución del dual coinciden

(salvo signo) con los precios sombra que habíamos obtenido para el

primal. Finalmente, los precios sombra del dual son (salvo signo) los

valores que definían la solución del primal.


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