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RESUMEN Con el fin de conocer cules son los cambios y
variaciones
fisicoqumicos ms relevantes durante el periodo de almacenamiento
de filetes la especie cachama blanca (Piaractus Brachypomus),
tratados con recubrimientos comestibles elaborados con aceite
esencial de laurel y extractos etanlicos de propleos, fueron
realizados anlisis de caracterizacin fsico-qumicas. Muestras de
filetes de esta especie fueron almacenadas a 0C y humedad relativa
de 78% en empaque al vaco. Se realizaron anlisis de pH, color y
bases voltiles nitrogenadas BVN-T. Las muestras fueron analizadas
los das 0, 4, 7, 11, 14 y 18. Los resultados obtenidos muestran
como el color tiene una leve desviacin de la coordenada a*
afectando la escala cromtica; el pH disminuyo ms rpido sin el
recubrimiento comestible, alcanzando un punto mnimo en el ltimo da.
Las bases voltiles nitrogenadas aumentaron constantemente, dejando
as a las muestras recubiertas como las ms resistentes a la
conservacin a estas condiciones.
Palabras Clave: caracterizacin, especies acucolas, degradacin,
preservacin.
I. INTRODUCCIN na de las especies acucolas con mejores
caractersticas alimenticias y mayor demanda por parte del
consumidor promedio es la cachama Piaractus brachypomus[1]
tambin conocida como cachama blanca. En cuanto a los factores de
calidad en la carne de pescado son considerados la textura, color,
aroma y sabor, en este sentido, la estructura muscular puede
afectar algunos de estos parmetros de calidad por efecto del
almacenamiento[2]. Adems, el contenido del tejido conectivo es bajo
y mejor distribuido en el msculo de
Carlos Cspedes: [email protected], estudiante de Maestra
en Ciencia y tecnologa de alimentos, joven investigador,
Universidad Nacional de Colombia.
Luis Calderon: [email protected], estudiante de ingeniera
qumica, Universidad Nacional de Colombia
Hctor Suarez: [email protected], Profesor y Director del
Departamento de Posgrado en Ciencia y Tecnologa de Alimentos,
Universidad Nacional de Colombia.
Jairo Lpez: [email protected], Profesor y Director del
Laboratorio de carnes y productos acucolas, Universidad Nacional de
Colombia.
peces, comparado con animales de sangre caliente, y a travs de
este se incrementa la firmeza a lo largo del eje antero-posterior
del filete[3].
Un alimento es un sistema fisicoqumico y biolgico activo, por lo
que la calidad del mismo es un estado dinmico que se mueve hacia
niveles ms bajos respecto al tiempo. Existe un tiempo determinado,
despus de haber sido producido, en que el producto mantiene un
nivel requerido de las propiedades sensoriales y de seguridad, bajo
ciertas condiciones de almacenamiento. Este constituye el perodo de
vida til o de anaquel del alimento[4]-[5]; por ello, en la
industria de alimentos es importante determinar la vida til de los
productos, para suplirlos y mantenerlos en el mercado sin ningn
problema de seguridad o de rechazo por los consumidores.
Para determinar la vida til de un alimento o producto, primero
deben identificarse las reacciones qumicas o biolgicas que influyen
en la calidad y seguridad del producto, considerando la composicin
del alimento y el proceso a que es sometido y se procede a
establecer las reacciones ms crticas en la calidad [4]. Pruebas que
permitan conocer la acidez del producto, el grado de oxidacin
lipdica y protenico, e incluso pruebas de caractersticas sensorial
son fundamentales para tener una buena valoracin.
Las tendencias tecnolgicas emergentes, como el desarrollo de
biopolmeros que puedan ser utilizadas para generar pelculas
comestibles (PC) o recubrimientos comestibles (RC) estn captando
cada vez ms atencin en la industria.
Las barreras artificiales ayudan a extender la corta vida til de
las carnes y alimentos en general, logrando una mejora en el tiempo
de conservacin [6]. En la industria crnica y pesquera la aplicacin
de pelculas y recubrimientos comestibles se desarrolla con el fin
de controlar o reducir el deterioro, la prdida de humedad de los
productos y como soporte para la adicin de agentes antimicrobianos
u otro tipo de aditivos. Esto permite controlar el crecimiento de
bacterias patgenas que producen el deterioro y evita o disminuye la
oxidacin de los lpidos y mioglobina. Son utilizados como agentes o
aditivos antimicrobianos, aceites esenciales como el de laurel
(AEL) y/o extractos etanlicos de compuestos como propleos (EEP),
los cuales son de gran utilidad debido a las
Evaluacin de la Influencia de un biorecubrimiento en filetes de
cachama
(Piaractus Brachypomus) Carlos Cspedes-Zambrano, Luis
Calderon-Matallana, Hctor Suarez-Mahecha, Jairo Lpez
Vargas
U
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caractersticas antimicrobianas [7] y antioxidantes, atribuidas a
diferentes grupos funcionales caractersticos que poseen como
terpenos, compuestos fenlicos, entre otros[8].
Estos biopolmeros estn formulados a travs de bases
hidrocoloidales, los cuales poseen la capacidad de formar geles y
polmeros insolubles mediante la reaccin con cationes metlicos
multivalentes. Compuestos como el alginato y los almidones son
apropiados para las formulaciones de RC, debido a las
caractersticas estructurales y en el caso particular del alginato
por la baja permeabilidad. Cuando estos compuestos son combinados
con plastificantes, se logra atribuir a la red estructural una
mayor flexibilidad en los enlaces, mejorando de esta manera la
capacidad de formar films y recubrir de manera uniforme y homognea
cualquier matriz alimenticia.
II. MATERIALES Y MTODOS A. Preparacin del recubrimiento
comestible
Para el desarrollo del biorecubrimiento, fue utilizado como base
polimrica alginato [9]-[10], e incorporando agentes bioactivos que
atribuyan propiedades antibacterianas y antioxidantes, que ayudan a
la preservacin de matrices alimenticias.
Fue utilizada una concentracin de alginato del 2 %, [13], las
proporciones de aceites esencial de laurel y extracto etanlico de
propleo fueron definidas con base a la cantidad mnima inhibitoria
de 0,0625% - 0,25% utilizada en la determinacin microbiolgica.
Para la preparacin de la suspensin que tiene como mayor solvente
agua destilada, fue adicionado el aceite esencial de laurel y el
extracto etanlico de propleos adems glicerol en una proporcin 1:1
con respecto al biopolimero. El alginato fue el ltimo componente
adicionado a la suspensin. . La homogenizacin de todas las
sustancias fue hecha utilizando un ultra-turrax marca IKA modelo
T18Basic. El alginato utilizado fue suministrado por TECNAS, el
aceite de laurel utilizado fue marca LALA JAGDISH PRASAD & CO y
el extracto etanlico de propleos fue preparado en el laboratorio de
carnes de la Universidad Nacional de Colombia, usando una resina de
propleo proveniente del departamento de Santander, municipio de
Confines, vereda Morario; la proporcin entre la resina y el etanol
fue de 1:4, para la extraccin de los componentes bioactivos, se dej
en suspensin en contacto durante 1 semana en un recipiente de
vidrio mbar a una temperatura de 15C, teniendo periodos de agitacin
mecnica de 20 minutos, 2 veces al da, usando un homogeneizador
marca IKA modelo RW20 digital (580RPM). Posteriormente se llev a
filtracin al vaco usando una bomba marca ILMVAC modelo MPC 105T,
procedimiento que se repiti 3 veces para asegurar la eliminacin
completa de los slidos suspendidos.
B. Preparacin de la muestra Fueron obtenidos filetes de cachama
de aprox 600g
provenientes de la pisccola La margarita ubicada en el Km
10 va Villavicencio-Acacias, los peces tenan 7 meses de edad y
fueron alimentados con alimento balanceado marca ItalCol,
Fueron obtenidas muestra de los filetes de aprox 60g para
realizar las pruebas de caracterizacin posteriormente descritas; a
la mitad de las muestras se aplic el recubrimiento por mtodo de
impregnacin con la ayuda de una escobilla, con el fin de no
contaminar el recubrimiento y hacer una distribucin homognea. Por
ltimo, se empacaron las muestras en bolsas de vaco (TECNAS C312),
el vaco usado para sellar los empaques fue de 99% en una empacadora
SAMMIC 520SD (2hPa).
Las muestras fueron almacenadas bajo refrigeracin a 0C y humedad
relativa de 78%.
C. Anlisis fsico qumico 1) pH
El pH fue determinado realizando una solucin y/o suspensin de
pescado en agua en proporciones de 1:10, respectivamente utilizando
un potencimetro marca Jenway modelo 3505; y un electrodo tipo
combinado de bulbo, que tiene como referencia una solucin de
cloruro de plata (AgCl). La medida se realiz por triplicado.
2) Color
El color fue evaluado en cada filete tomando nueve puntos
diferentes para obtener un valor promedio del color total de cada
muestra. Esta medida se realiz con la ayuda de un colormetro marca
Hunterlab modelo Color Quest XE y expresado en coordenadas Cie L*
a* b*.
3) Bases voltiles nitrogenadas totales BVN-T
El mtodo utilizado para la determinacin de las bases voltiles
nitrogenadas totales es el propuesto por Goulas y Kontominas [14],
teniendo en cuenta algunas modificaciones. Se tomaron 10g de
muestra de pescado y estos son homogenizados en una licuadora
(Osterizer) con 90cm3 de agua destilada, se transfieren a un baln
de 250cm3 realizando un lavado cuantitativo para asegurar una
transferencia completa de lab mezcla, posteriormente se adicionaron
2 gotas de silicona antiespumante y 1 gramo de MgO (oxido de
magnesio); la adicin de xido de magnesio permite que se destile
todo el nitrgeno voltil que se encuentra en la muestra manteniendo
estable las protenas y evitando una degradacin de las mismas
ocasionando una medida errnea del nitrgeno voltil total, por su
parte el antiespumante permite que la destilacin se mantenga
estable y se evita un burbujeo exagerado caracterstica de la mezcla
durante la experimentacin.
El recipiente se conect a un sistema de destilacin de vidrio y
se recogi el destilado en un erlenmeyer que contena 50 cm3 de cido
Brico al 3%; el cual permite la recoleccin del nitrgeno voltil
total y su respectiva conversin en amoniaco.
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3
Luego de recolectar el destilado a lo largo de una hora, se
realiza la respectiva titulacin del amoniaco con una solucin de
cido clorhdrico (HCl) (0,05N); el resultado es expresado en mg de
BVN-T por cada 100 g de muestra, ( 1 ):
100 =
14 100
( 1 )
En donde V es el volumen en mL de cido clorhdrico gastado en la
titulacin, N es igual a la concentracin molar (M) del cido
clorhdrico y m es la masa en gramos de la muestra que se utiliz
para el anlisis.
D. Anlisis de datos
Los valores fueron analizados segn la distribucin normal por
medio del test de Shapiro Wills, luego se realiz una medida a todo
el conjunto de valores para conocer qu tan homogneo era el
comportamiento de las varianzas y as conocer la homocedasticidad
por el test de Levene, dependiendo de estos dos resultados y
teniendo un =0,05, se realiz una ANOVA para conocer si exista
diferencia entre los das de anlisis y los dos tipos de
tratamientos; seguido del test de Tukey para poder comparar muestra
por muestra y saber cul es diferente de cual; esto, para los datos
que resultaron ser normales y homocedasticos; para el caso de que
alguna de estas condiciones de homocedasticidad y normalidad no se
cumplieran, se realiz el anlisis de Kruskal Wallis para conocer la
diferencia entre los datos y se tuvo en cuenta el error medio
significativo para conocer la diferencia entre cada una de las
muestras.
III. RESULTADOS Y DISCUSIN
Los resultados del anlisis de pH para filetes de cachama
tratados con y sin recubrimientos comestibles son presentados en la
figura 1. Se puede observar como el valor del pH decrece con el
tiempo, tal como se esperaba, debido a la degradacin bacteriana de
las sustancias, convirtindolas finalmente en cidos orgnicos. Tambin
se puede apreciar que el valor de pH del tratamiento con
recubrimiento se mantiene en la mayora de los das por encima del
valor del pH del otro tratamiento, lo cual permite asumir que hubo
un control en la produccin de los cidos orgnicos gracias al
recubrimiento.
Fig. 1 variacin del pH con respecto al da de anlisis.
Segn el anlisis estadstico utilizado, el test de Levene muestra
que los datos son heterocedasticos, lo cual llevo a realizar un
anlisis de Kruskal-wallis y tener en cuenta error medio
significativo para conocer diferencias estadsticamente
significativas entre tratamientos y diferencias a lo largo de los
das. Para este caso el cambio del pH no fue significativo. El valor
del ndice de probabilidad (Pval) es menor a 0,01 dando diferencias
significativas, pero no en los puntos que se deseaban evaluar y que
resultaran tiles para el anlisis.
La figura 2 presenta la variacin del contenido de bases voltiles
nitrogenadas totales durante el periodo de almacenamiento para
filetes de cachama control y utilizando recubrimientos comestibles.
Los valores para bases voltiles nitrogenadas totales, muestran que
existe tendencia de aumento a pesar de ser una prueba que no tiene
mucha replicabilidad, dicha tendencia es vlida para los
tratamientos con y sin recubrimiento, sin embargo es importante
mencionar que los valores numricos de las muestras tratadas con
recubrimiento (lnea roja) son menores que los reportados para
tratamientos sin recubrir, esto indica que la barrera hidrocoloidal
que contiene agentes activos antioxidantes estn inhibiendo
efectivamente la oxidacin enzimtica de las protenas, retrasando la
degradacin y evitando el paso a nitrgeno libre que forma amoniaco y
causa reacciones secundarias adversas, las cuales no son deseadas
en los alimentos destinados al consumo humano.
Fig. 3 Variacin del contenido de bases voltiles nitrogenadas
totales con respecto al da de anlisis.
6,3
6,4
6,5
6,6
6,7
0 2 4 6
pH
Nmero de medida Anlisis
pH SR
pH CR
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6
mg N
/100
g mue
stra
Numero de medida de Anlisis
BVN-T (sR)
BVN-T (cR)
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Al realizar el anlisis estadstico, al igual que con el pH, el
test de Levene, arrojo que los datos son homocedasticos lo que
permiti realizar un anlisis de varianza, (ANOVA),. Como era de
esperarse los datos tienen diferencias entre s, por ejemplo, para
los datos de las medidas 5 y 6 que corresponden a los das de
muestreo 14 y 18, existe diferencia significativa entre los
tratamientos (p
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los das del anlisis para el tratamiento sin recubrimiento lo son
tambin, demostrando el cambio significativo en el color de los
filetes sin recubrimiento.
Fig. 5 variacin del valor b* con respecto al da de anlisis.
IV. CONCLUSIONES A pesar que el pH disminuy ms rpido en el
tratamiento
sin recubrimiento, estadsticamente es un parmetro que no permite
observar una clara diferencia entre tratamientos. Las bases
voltiles nitrogenadas totales, BVN-T, son el parmetro ms relevante
comparado con los otros parmetros evaluados, a la hora de tener un
control estricto de la vida til de los filetes. En cuanto el
anlisis de color, la coordenada de color a*, es la ms importante ya
que en esta se ve un cambio significativo entre los dos
tratamientos; por otro lado la coordenada L* se debe analizar
teniendo en cuenta la diferencia inicial a existente entre los
tratamientos debido a las caractersticas colorimtricas que brinda
el recubrimiento al filete.
En general, el recubrimiento permite conservar el filete de
Pyaractus Brachipomus, gracias al contacto entre el filete y los
agentes antioxidantes y antimicrobianos adicionados en el
recubrimiento; sin embargo haciendo una comparacin entre el trabajo
aqu realizado y el resultado del artculo de conservacin con
extracto etanlico de propleo por aspersin ver [15], las diferencias
son menos significativas utilizando los recubrimientos con los
agentes activos, esto se le atribuye a una posible encapsulacin de
dichos agentes, en la red biopolmerica de alginato; lo cual no
permite un contacto ntimo de los agentes con el filete y as no
permite mostrar el poder de conservacin mximo.
Dentro de la normatividad existente para productos acucolas
empacados al vaco y congelados [16]-,[17], los valores de BVN-T y
de pH se mantuvieron arriba del mnimo permitido, de tal manera que
para poder tener un panorama ms claro de la ventaja existente en
usar el recubrimiento o no, se debera ampliar an ms el tiempo del
estudio de vida til.
AGRADECIMIENTOS Instituto de Ciencia y Tecnologa de Alimentos
ICTA,
durante el periodo acadmico 2014-I, dicha prctica se adelant
bajo el contexto del Proyecto:
USO DE BIOMOLECULAS EN PELCULAS COMESTIBLES Y DESARROLLO DE
NUEVOS PRODUCTOS PARA LA GENERACIN DE VALOR Y COMPETITIVIDAD PARA
LA CADENA ACUCOLA
Financiado por Colciencias y el Programa Nacional de Semilleros
de Investigacin, Creacin e Innovacin de la Universidad Nacional de
Colombia 20132015. Modalidad 1: Proyectos para la introduccin en la
investigacin, creacin o innovacin.
REFERENCIAS
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Brachypomus), una Especie Potencial para el Mejoramiento Gentico,
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0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
0 2 4 6
CIE
b*
Nmero de medida de Anlisis
L SR
L CR
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6
edible films for probiotic coatings on fresh-cut fruits., J.
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