Proyecto de Investigacion Final

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

PROYECTO DE INVESTIGACION:

“EFECTO DE LA APLICACIÓN DE LAS PELÍCULAS DE QUITOSANO EN LA VIDA ÚTIL DE LA ZANAHORIA (Daucus Canota l.) MÍNIMAMENTE PROCESADA”

AUTORES:

CANGO CONTRERAS, Kevin Steven LÓPEZ BOBADILLA, Jonatán Moisés PAREDES BARRIOS, Korey Stefany PASTOR LORENZO, Jhon David RAMIREZ GUTIERREZ, Jhoselyn Liseth

NUEVO CHIMBOTE – PERU

2013

DEDICATORIA

.

A los docentes, que nos

proporcionaron conocimientos a lo

largo de nuestra carrera hasta el día

de hoy; que enriquecen nuestro

aprendizaje para lograr llegar al

camino del éxito.

A nuestros padres que

siempre se encuentran a

nuestros lados, cuando los

necesitamos

RESUMEN

En el presente trabajo de investigación se estudió el efecto de la aplicación de

las películas de quitosano en zanahorias mínimamente procesadas y su tiempo

de vida útil almacenada en refrigeración, evaluándolo sobre la conservación de

β−caroteno, cambios de color, así como la pérdida de peso, características

fisicoquímicas y crecimiento microbiano durante un periodo de 16 días de

almacenamiento comparadas con un control.

Primero se realizó una caracterización de la zanahoria fisicoquímica y

microbiológicamente, obteniéndose lo siguiente: rendimiento 85.70%; humedad

88.56%; color L: 64:13 a 23.1.3 y b: 46.99, solidos solubles 6.75, acidez

titulable 0.36, pH 6.55, conservación de beta caroteno 13.83 y una tasa de

respiración de 16.00 mg CO2/Kg.Hr. Las operaciones de procesamiento mínimo

a las cuales se sometió a la zanahoria fueron: recepción, clasificación, lavado y

sanitización (1), pelado, cortado, lavado y sanitización (2), lavado de enjuague ,

drenado , inmersión en la solución de quitosano, selección final , pesado y

empacado, almacenamiento. Durante el procesamiento mínimo de la zanahoria

se utilizó las siguientes concentraciones como parámetros para la formación de

la película los cuales fueron Quitosano 1.0% - 2.0% , Ácido Oleico 0.6-1.0%,

Ácido cítrico 0.5%-1.5%, que luego de ser evaluadas con el diseño

experimental se obtuvieron los siguientes resultados optamos para la formación

de la película de quitosano , que son concentración de quitosano 1.0%,

concentración de Ácido Oleico 0.6% y concentración de ácido cítrico 1.5%,

posteriormente la zanahoria se sometió a dichas concentraciones para luego

ser envasadas en bandejas de poliestireno cubiertas con film de polietileno y

almacenadas durante 16 días a temperatura de refrigeración, Se observó que

las zanahorias cubiertas con la película de quitosano presentaban mayores

concentraciones de CO2 que las zanahorias control, es decir, las que no tenían

aplicado ningún recubrimiento.

Esto indica que se da un aumento en la velocidad de respiración lo cual no es

deseable, sin embargo valores altos de CO2 y bajos de O2 ayudan a alargar la

vida útil del producto debido a que retardan la producción de etileno y la

maduración.

El cambio de color para las zanahorias control fue mucho mayor fue el de a de

Hunter, el cual aumento, lo que indica que se produjo un color blancuzco el

cual podía ser observado aun a simple vista en las zanahorias control.

La pérdida de peso para las zanahorias control fue mucho mayor que la que se

presentó en las muestras con quitosano, dicha pérdida de peso se atribuyó al

vapor de agua que migro de las zanahorias fuera del empaque, lo que indica

que la película de quitosano impide que esta agua salga, lo que provoca

deshidratación (aparición del White Bush), perdida de textura y por lo tanto

disminución de la vida en anaquel. El efecto de la película de quitosano sobre

la microbiología demostró que esta inhibe el crecimiento tanto de levaduras y

hongos como de bacterias, lo cual prueba las propiedades antimicrobiológicas

del quitosano que está en combinación con ácido cítrico (disolvente) el cual

contribuye bajando el pH y por lo tanto inhibiendo microorganismos. Lo anterior

es muy deseable ya que de ello depende en gran parte la vida de anaquel del

producto.

ABSTRACT

In the present investigation the effect of the application of chitosan films in minimally processed carrots and lifetime stored in refrigeration, evaluating it on the retention of β - carotene, study color changes and loss weight , physicochemical characteristics and microbial growth for a period of 16 days of storage compared to a control.

First a characterization of the physicochemical and microbiological carrot was performed , yielding the following: yield 85.70 %, 88.56 % moisture , L Color : 64:13 to 23.1.3 b : 46.99 , 6.75 soluble solids , titratable acidity 0.36 , pH 6.55 , conservation 13.83 beta carotene and respiration rate of 16.00 mg CO2/Kg.Hr . Operations minimum processing which underwent carrot were receiving, sorting ,washing and sanitation (1) , peeled, cut , wash and sanitizing (2) , washing, drainage , immersion in chitosan solution , final selection and packing heavy storage . During processing the minimum the following concentrations carrot was used as parameters for the formation of the film which were Chitosan 1.0 % - 2.0 % , 0.6-1.0 % Oleic acid , citric acid 0.5 % -1.5 % , which after being evaluated with the following experimental design opted for forming chitosan film results, which are 1.0 % concentration of chitosan , concentration of 0.6 % oleic acid and citric acid concentration of 1.5 % is obtained , thereafter the carrots are subjected to these concentrations for then be packaged in polystyrene trays with polyethylene film and stored for 16 days at refrigeration temperature , was observed that carrots covered with film of chitosan had higher concentrations of CO2 than control carrots, that is to say those without no coating applied .

This indicates that there is an increase in the respiration rate which is not desirable, however high CO2 and low values of O2 help lengthen the shelf life due to slow production of ethylene and maturation.

The color change Control for carrots was much greater was that of a Hunter , which increased , indicating that there was a whitish color which could be observed even with the naked eye in control carrots.

Weight loss monitoring for carrots was much higher than that present in samples with chitosan, this weight loss was attributed to water vapor migrated carrots out of the package , indicating that the chitosan film prevents this water runs , causing dehydration ( Bush White appearance ) , loss of texture and therefore decrease the shelf life . The effect of chitosan film on the microbiology showed that this inhibits the growth of both yeast and bacteria and fungi, which proves the microbiology property of chitosan is combined with citric acid (solvent), which helps lowering the pH and thus inhibiting microorganisms. This is highly desirable since it largely depends on the shelf life of the product.

INDICETITULO DEDICATORIA RESUMEN ABSTRACT INDICE ÍNDICE DE TABLAS Y GRÁFICOS INTRODUCCION.............................................................................................................1

CAPÍTULO I: Problema de la Investigación................................................................2

A) PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.................................................................3

1.1. Identificación del problema............................................................................3

1.2. Planteamiento del problema..........................................................................3

1.3. Justificación....................................................................................................5

1.4. Objetivos..........................................................................................................6

1.4.1. Objetivo General......................................................................................6

1.4.2. Objetivos específicos..............................................................................6

1.5. Establecimiento del titulo...............................................................................7

B. SISTEMA DE HIPOTESIS....................................................................................8

1.6. Hipótesis central o principal..........................................................................8

1.7. Hipótesis complementarias o secundarias..................................................8

1.8. Variables..........................................................................................................9

CAPÍTULO II: Marco Teorico........................................................................................9

2.1. LA ZANAHORIA:............................................................................................10

2.1.1. Aspecto general:....................................................................................10

2.1.2. Clasificación taxonómica:.....................................................................12

2.1.3. Composición química:..........................................................................12

2.1.4. Valor nutricional:...................................................................................14

2.1.5. Variedades:.............................................................................................15

2.1.6. Requerimientos edafoclimáticos:........................................................20

2.1.7. Particularidades del cultivo:.................................................................20

2.1.8. Consumo, aplicaciones y beneficios de la zanahoria:.......................22

2.1.9. Postcosecha de la zanahoria (Trevor v. Suslow):..............................23

2.2. BETACAROTENO:.........................................................................................26

2.2.1. Carotenoides..........................................................................................26

2.2.2. Vitamina A..............................................................................................27

2.2.3. Ventajas nutritivas y funcionales del beta caroteno..........................28

2.3. PELICULAS COMESTIBLES.........................................................................29

2.3.1. Función de las películas comestibles..................................................29

2.3.2. Requerimientos y ventajas del uso de películas comestibles..........31

2.3.3. Componentes de las Películas Comestibles.......................................32

2.3.4 Formación de Películas Comestibles..................................................38

2.3.5 Aplicaciones de películas comestibles en alimentos........................39

2.3.6 Quitina y Quitosano...............................................................................40

2.4. PROCESAMIENTO MÍNIMO..........................................................................43

2.4.1. Definición y características del procesamiento mínimo:..................43

2.4.2. Mecanismos para el control de la calidad de un producto mínimamente procesado.....................................................................................44

2.4.3. Técnicas de almacenamiento...............................................................48

2.5. CALIDAD Y VIDA ÚTIL..................................................................................48

2.6. MEDICIÓN INSTRUMENTAL DEL COLOR...................................................49

CAPITULO III: Parte Experimental.............................................................................49

3. MATERIALES Y MÉTODOS:................................................................................50

3.1. LUGAR DE EJECUCIÓN:..............................................................................50

3.2. MATERIALES:................................................................................................50

3.2.1. Materia Prima.........................................................................................50

3.2.2. Insumos..................................................................................................50

3.2.3. Reactivos................................................................................................51

3.2.4. Materiales...............................................................................................51

3.2.5. Materiales de vidrio...............................................................................51

3.2.6. Materiales de Empaque.........................................................................52

3.2.7. Equipos...................................................................................................52

3.3. MÉTODOS DE ANÁLISIS FÍSICOS Y QUÍMICOS........................................52

3.3.1. Análisis físico químico de la materia prima y producto final............52

3.3.2. Análisis microbiológico de la materia prima y producto final..........54

3.3.3. Análisis organoléptico..........................................................................56

3.4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ZANAHORIAS MINIMAMENTE PROCESADAS CUBIERTAS CON PELICULAS DE QUITOSANO........................59

3.4.1. Recepción:..............................................................................................60

3.4.2. Clasificación:..........................................................................................60

3.4.3. Lavado y Sanitización de la materia prima entera:.............................60

3.4.4. Pelado:....................................................................................................61

3.4.5. Cortado:..................................................................................................62

3.4.6. Lavado y Sanitización de la zanahoria cortada:.................................63

3.4.7. Lavado de enjuague:.............................................................................63

3.4.8. Drenado:.................................................................................................64

3.4.9. Inmersión en solución de Quitosano:..................................................64

3.4.10. Selección Final:..................................................................................65

3.4.11. Pesado y Empacado:.........................................................................65

3.4.12. Almacenamiento:...............................................................................66

3.5. DISEÑO EXPERIMENTAL.............................................................................66

3.5.1. Determinación de la formación de la película de quitosano utilizadas en zanahoria mínimamente procesada..............................................................66

3.5.2. Evaluación de la zanahoria mínimamente procesada durante el almacenamiento a temperatura de refrigeración..............................................66

3.5.3. Determinación de la vida útil de la zanahoria mínimamente procesada.............................................................................................................67

3.6. ELECCIÓN Y CREACIÓN DEL DISEÑO ESTADÍSTICO..............................67

3.6.1. Variables.................................................................................................67

3.6.2. Justificación del diseño........................................................................68

3.6.3. Elección del diseño...............................................................................68

3.6.4. Optimización de los parámetros..........................................................72

CAPÍTULO IV: Resultados y Discusión.....................................................................73

4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA:..........................................74

4.2. TRATAMIENTO DE LA ZANAHORIA MÍNIMAMENTE PROCESADA CUBIERTAS CON PELÍCULA DE QUITOSANO.....................................................77

4.2.1. Efecto de la concentración de quitosano, ácido oleico y ácido cítrico en β−caroteno :.....................................................................................................77

4.2.2 Efecto de la Concentración de quitosano, ácido oleico y ácido cítrico en la Razón de Pérdida de peso..............................................................83

4.2.3 Efecto de la Concentración de quitosano, ácido oleico y ácido cítrico en el Color.................................................................................................90

4.3. DETERMINACIÓIN DE LAS CONDICIONES ÓPTIMAS PARA LA ZANAHORIA MINIMAMENTE PROCESADA...........................................................97

4.4. EVALUACION DE LA ZANAHORIA MINIMAMENTE PROCESADA Y CUBIERTA CON PELICULAS DE QUITOSANO.....................................................98

4.4.1. Análisis de pérdida de peso durante almacenamiento......................99

4.4.2. Análisis de cambio de color durante el almacenamiento................101

4.4.3. Análisis de la conservación de -caroteno durante el almacenamiento.................................................................................................106

4.4.4. Análisis de la Tasa de Respiración durante el almacenamiento.. . .108

4.4.5. Análisis de pH durante el almacenamiento.......................................110

4.4.6. Análisis de la Acidez Titulable durante el almacenamiento............112

4.4.7. Análisis de Solidos Solubles (ºBrix) durante el almacenamiento...113

4.5. ANALISIS MICROBIOLOGICO DURANTE EL ALMACENAMIENTO........115

4.6. ANALISIS SENSORIAL CON RESPECTO AL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO..............................................................................................116

4.7. EVALUACION DE LA VIDA UTIL DE LA ZANAHORIA MINIMAMENTE PROCESADA CON CUBIERTAS PELICULAS DE QUITOSANO ALMACENADA EN REFRIGERACION.............................................................................................118

CONCLUSIONES........................................................................................................115

RECOMENDACIONES...............................................................................................117

BIBLIOGRAFÍA...........................................................................................................118

ÍNDICE DE TABLAS Y GRÁFICOS

Cuadro 1: Preferencia de los consumidores por una fruta u hortaliza

mínimamente procesada.....................................................................................2

Cuadro 2: Hipótesis central y niveles de concentración para la aplicación.........8

Cuadro 3: Hipótesis complementarias o secundarias y niveles de concentración

para la aplicación................................................................................................8

Cuadro 4: Clasificación Taxonómica de la zanahoria.......................................12

Cuadro 5: Composición proximal de nutrientes de la zanahoria en (100 gr.)....13

Cuadro 6: Valor nutritivo de las zanahorias y valores diarios recomendados...15

Cuadro 7: Características principales de las variedades de zanahoria cultivadas

en el Perú..........................................................................................................19

Cuadro 8: Tasas de respiración de la zanahoria...............................................25

Cuadro 9: Funciones y propiedades de las películas comestibles....................30

Cuadro 10: Requerimientos y ventajas del uso de Películas Comestibles.....32

Cuadro 11: Características y composición de películas de polisacáridos.........35

Cuadro 12: Características y composición de películas de proteínas...............37

Cuadro 13: Características y requerimientos del ácido oleico...........................39

Cuadro 14: Características físicas de la materia prima.....................................74

Cuadro 15: Composición Físico-químico de la Materia Prima...........................75

Cuadro 16: Análisis Microbiológico de la materia prima....................................77

Cuadro 17: Resultados de la conservación de β-caroteno en Zanahoria

Mínimamente Procesadas cubiertas con Películas de Quitosano en diversas

concentraciones Según El Diseño de STATGRAPHICS CENTURION XV, en el

Día 12................................................................................................................78

Cuadro 18: Análisis de la varianza para la respuesta de Conservación de β-

caroteno en el día 12.........................................................................................79

Cuadro 19: Coeficiente de Regresión para la Conservación de β-Caroteno a los

12 días (β12).....................................................................................................81

Cuadro 20: Resultados de la razón de pérdida de peso en zanahorias

mínimamente procesadas cubiertas con películas de quitosano en diversas

concentraciones según el diseño D- Óptimo en el Día 12................................84

Cuadro 21: Análisis de Varianza para la respuesta RAZÓN DE PERDIDA DE

PESO DIA 12....................................................................................................85

Cuadro 22: Coeficiente de Regresión para el Modelo Matemático Empírico

Ajustado para el Día 12.....................................................................................86

Cuadro 23: Resultados de la razón de cambio neto de color (∆E) en las

zanahorias mínimamente procesadas cubiertas con películas de quitosano en

diversas concentraciones según el diseño D- Óptimo en el Día 12..................91

Cuadro 24: Análisis de Varianza para CAMBIO NETO DE COLOR DIA 12.....92

Cuadro 25: Coeficientes de regresión para CAMBIO NETO DE COLOR DIA 12

..........................................................................................................................94

Cuadro 26: Optimizar Respuesta......................................................................96

Cuadro 27: Optimización de Respuesta para la Conservación de β-Caroteno a

los 12 días (β12)................................................................................................98

Cuadro 28: Resultados de la Pérdida de peso en (gr) para las muestras con

quitosano y control con respecto al tiempo de almacenamiento.......................99

Cuadro 29: Resultados del análisis de la Variación del cambio de color durante

el almacenamiento..........................................................................................101

Cuadro 30: Resultados de Tasa de conservación de -caroteno con respecto al

tiempo de almacenamiento.............................................................................107

Cuadro 31: Resultados de Tasa de Respiración con respecto al tiempo de

almacenamiento..............................................................................................108

Cuadro 32: Resultados de Evaluación del pH con respecto al tiempo de

almacenamiento..............................................................................................110

Cuadro 33: Resultados de Evaluación de la Acidez Titulable con respecto al

tiempo de almacenamiento............................................................................112

Cuadro 34: Resultados de Evaluación de Solidos Solubles (ºBrix) con respecto

al tiempo de almacenamiento.........................................................................113

Cuadro 35: Resultados de Análisis de UFC con respecto al tiempo de

almacenamiento..............................................................................................115

Cuadro 36: Resultados del Análisis Sensorial para muestra cubierta con

Quitosano........................................................................................................117

Cuadro 37: Análisis de Varianza para la muestra cubierta con quitosano......117

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Zanahorias de Colores.......................................................................10

Figura 2: La Zanahoria......................................................................................11

Figura 3: Zanahoria Redonda de Paris.............................................................16

Figura 4: Zanahoria en miniaturas.....................................................................16

Figura 5: Zanahoria Nantes...............................................................................17

Figura 6: Zanahoria Flakee...............................................................................17

Figura 7: Zanahoria Saint Valery.......................................................................17

Figura 8: Zanahoria Royal chantenay...............................................................18

Figura 9: Cosecha de zanahorias......................................................................24

Figura 10: Lavado de las zanahorias................................................................61

Figura 11: Sanitización......................................................................................61

Figura 12: Pelado..............................................................................................62

Figura 13: Quitosano.........................................................................................65

Figura 14: Zanahoria para empacar..................................................................65

Figura 15: Grafica de probabilidad normal y de efectos estandarizados de la

Conservación de β-Caroteno a los 12 días (β12)..............................................80

Figura 16: Diagrama de Pareto Estandarizada para Conservación de β-

Caroteno a los 12 días (β12).............................................................................81

Figura 17: Grafica de superficie y contornos de Respuesta Estimada

Estandarizada para Conservación de β-Caroteno a los 12 días (β12)..............82

Figura 18: Gráfica de Probabilidad normal y de puntos los residuales de la

razón de pérdida de peso a los 12 días............................................................88

Figura 19: Grafico de contorno de los factores Concentración Ácido Cítrico –

Concentración Quitosano: Ácido Oleico = 0.5% sobre la respuesta Razón de

pérdida de peso Días -12..................................................................................89

Figura 20: Diagrama de Pareto Estandarizada para Razón de Pérdida de Peso

día 12................................................................................................................90

Figura 21: Grafica de Predicción y de los puntos actuales de la conservación

del Cambio neto (∆E) = 12 días........................................................................93

Figura 22: Grafico de contorno de los factores Concentración Ácido Cítrico –

Concentración Quitosano: Ácido Oleico = 1.0 % sobre la respuesta. Razón de

cambio neto de color Días -12...........................................................................95

Figura 23: Grafica de superficie Respuesta Estimada Estandarizada para

Razón de cambio neto de color Días -12 a los 12 días.....................................96

Figura 24: Pérdida de peso en (gr) para las muestras con quitosano y control

con respecto al tiempo de almacenamiento......................................................99

Figura 25: Razón pérdida de peso para las muestras con quitosano y control

con respecto al tiempo de almacenamiento....................................................100

Figura 26 : Variación del parámetro L de Hunter con respecto al tiempo de

almacenamiento..............................................................................................102

Figura 27: Variación del parámetro a de Hunter con respecto al tiempo de

almacenamiento..............................................................................................103

Figura 28: Variación del parámetro b de Hunter con respecto al tiempo de

almacenamiento..............................................................................................103

Figura 29: Variación de la diferencia neta de color (E) con respecto al tiempo

de almacenamiento.........................................................................................104

Figura 30: Variación del índice de blanqueamiento con respecto al tiempo de

almacenamiento..............................................................................................105

Figura 31: Tasa de conservación de -caroteno con respecto al tiempo de

almacenamiento..............................................................................................107

Figura 32: Tasa de Respiración con respecto al tiempo de almacenamiento. 109

Figura 33: Evaluación del pH con respecto al tiempo de almacenamiento.....111

Figura 34: Evaluación de la Acidez Titulable con respecto al tiempo de

almacenamiento..............................................................................................112

Figura 35: Evaluación de Solidos Solubles (ºBrix) con respecto al tiempo de

almacenamiento..............................................................................................114

Figura 36: Análisis de UFC con respecto al tiempo de almacenamiento........115

“Efecto de la aplicación de las películas de quitosano en la vida útil de la zanahoria (Daucus canota L.) mínimamente procesada”

2013

INTRODUCCION

Los cambios socioculturales de los últimos años han multiplicado la demanda

de alimentos de consumo fácil y rápido. El factor determinante de las nuevas

tendencias del consumo es el creciente interés por alimentos sanos, seguros,

libre de aditivos, es decir, productos frescos o son características similares a

los frescos y obtenidos de forma respetuosa con el medio ambiente. Si a esto,

se añade el aumento en el poder adquisitivo, el resultado es una creciente

demanda de frutas y hortalizas procesadas en fresco (Baldwin, 1995). Estas

necesitan un tiempo mínimo de preparación y poseen las mimas características

nutricionales del producto entero del cual proceden (Ahvaenin, 2002)

La industria de vegetales mínimamente procesados ha tenido un rápido

crecimiento en las pasadas dos décadas contribuyendo con un 2.5% de las

ventas del mercado de los alimentos según señala la Internacional Fresh

Produce Asociation (IFPA, et. al.). Toda esta nueva gama de productos son

demandados principalmente por consumidores de entre 25-50 años, de clase

social media-alta, con un núcleo familiar de 2 a 3 miembros y situado en un

ambiente urbano. Los motivos principales que inducen su compra son,

comodidad (41%), nutrición (13%) y sabor (12%), según Pérez et al. (2002). Un

problema que presentan este tipo de alimentos es su rápido deterioro debido a

la alta actividad metabólica postcosecha que tienen por las condiciones de

manejo, procesado y la acción de microorganismos.

Las zanahorias mínimamente procesadas, son zanahorias que han sido

seleccionadas, lavadas, peladas cortadas y empacadas listos para consumir.

Uno de los defectos de este producto es la aparición de un color blancuzco en

la superficie o “White blush”, lo cual reduce enormemente la aceptación del

consumidor. La aparición de este defecto se ha atribuido a la deshidratación

causada después del pelado de zanahorias (Tatsumi et al, 1991).

La zanahoria se presenta como un artículo muy interesante ya que alcanza un

porcentaje bastante elevado (23%) situándose en el segundo producto más

demandado. Las ensaladas son las que abarcan una mayor cuota de mercado

1


2013

dentro de este sector (13%). Las lechugas y zanahorias procesadas son las

más demandadas. Tal como se puede apreciar en el cuadro 1:

Cuadro 1: Preferencia de los consumidores por una fruta u hortaliza mínimamente procesada.

Fruta/Hortaliza %CompraLechugaZanahoriaBrócoli 13Ensaladas(mezclas vegetales)CebollaColiflorPatataEspinacaMelónEnsalada de frutasManzanaPiña

362313131288612964

Fuente: IFPA, 2002

Hoy en día este tipo de situaciones pueden ser controladas gracias a las

nuevas tecnologías de conservación efectivas y no muy costosas, que

prolongan la vida útil de estos productos sin alterar considerablemente sus

características organolépticas.

Uno de estos métodos de conservación es el uso de películas comestibles, las

cuales son capas delgadas de materiales aplicados a la superficie de frutas u

hortalizas para sumarse su capa natural protectora (Krotcha et. al., 1990).

La utilización de recubrimiento poliméricos comestibles, como el quitosano,

ofrece muchas ventajas, ya que, además de ser barreras semipermeables, por

lo cual se espera que puedan modificar atmosferas internas así como disminuir

la velocidad de respiración de estos productos, son capaces de encapsular

compuestos aromáticos, antioxidantes, agentes antimicrobianos, pigmentos,

iones que detienen reacciones de oscurecimiento o sustancias nutricionales

como vitaminas y minerales (Perez S. Chafer, 2002).

2

CAPÍTULO I:El problema de la

Investigación


2013

A) PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

I.1. Identificación del problema

El desarrollo del presente trabajo de investigación se realizara un

estudio del tiempo de vida útil de la zanahoria, por la aplicación de

una película comestible de quitosano; esto se fundamenta con la

capacidad de las películas o recubrimientos para contralar la

transferencia de masa representada en solutos, solventes, gases, etc.

Las zanahoria sometida a procesamiento mínimo con aplicación de

quitosano como película de recubrimiento, con la referencia de que

las películas de quitosano inhibe el crecimiento tanto de levaduras y

hongos como de bacterias; esto será comparado con patrones para

ver las diferencias fisicoquímicas y microbiológicas que se presenten,

este seguimiento tendrá una duración de 16 días, tiempo en el cual se

demostrara que las pérdidas de peso serán mayores en los controles,

lo cual implica una disminución de su vida en anaquel.

I.2. Planteamiento del problema

La pedida de peso de los productos agropecuarios por causa de la

deshidratación es un problema grave, en este caso el producto a

tratar será la zanahoria, la cual debido al flujo de gases (H2O) durante

el almacenamiento presentar pérdida de peso a través del tiempo.

Aunque los alimentos pierden solamente agua, desde el punto de

vista comercial esto representa una pérdida de sustancia; además

una superficie desecada tiende a decolorarse y contraerse,

empeorando el aspecto de la pieza (perdida de turgencia), de igual

manera, pero en menor intensidad, la degradación de clorofila y la

3


2013

Síntesis de xantofilas afectan la calidad del fruto lo que significa que

pierde valor comercial.

La pérdida de peso se puede disminuir considerablemente si la

zanahoria es sometida a un revestimiento con una película comestible

(QUITOSANO), lo cual genera un barrera que reduce en gran cantidad el

intercambio gaseoso con el medio y por ende, un prolongación de su

vida en anaquel, las características de esta película son influenciadas

por parámetros como el tipo de material implementado como matriz, las

condiciones bajo las cuales se preforman las películas (tipo de solvente,

pH, concentración de componentes, temperatura, entre otras), y el tipo y

concentración de los aditivos (plastificantes, agentes entrecruzantes,

antimicrobianos, antioxidantes, emulsificantes, etc.)

ESQUEMA:

¿Cuál es el grado de variación……… (V.I) de nuestra muestra

para……… (V.D)?

PROBLEMA:

¿Cuál es el grado de variación con respecto a la vida útil de la zanahoria

mínimamente procesada en almacenamiento refrigerado cuando se usa

películas comestibles de quitosano?

4


2013

I.3. Justificación

En el siguiente trabajo se estudia el efecto de la aplicación de

películas de quitosano en zanahorias mínimamente procesada y

puesta en refrigeración, se evaluó la conservación de β-caroteno,

cambios de color, pérdida de peso características físicas y

microbiologías durante 16 días.

Primero se realizó una evaluación fisicoquímica y microbiológica; la

zanahoria se sometió un procesamiento mínimo como: recepción,

clasificación, lavado y sanitización, pelado, cortado, lavado y

nuevamente sanitización, drenado, inmersión en la solución de

quitosano, selección final y almacenamiento. Se utilizó los siguientes

parámetros para la formación de película quitosano 1-2%, ácido oleico

0.6-1.0%, ácido cítrico 0.5-1.5%; luego estas zanahoria fueron

empacada en poliestireno cubierto con film.

Este trabajo tiene el fin de evaluar el efecto de la composición de

películas de quitosano en la vida útil de zanahoria en un proceso

mínimo, siendo el quitosano una barrera semipermeable, en la cual se

pueda modificar atmosferas internas y disminuir la velocidad de

respiración de estos productos, otro motivo por qué deberíamos de

utilizar este compuesto es por encapsula rápidamente los compuesto

aromáticos, antioxidantes, agentes antimicrobianos, pigmentos, iones

que detienen reacciones de oscurecimiento o sustancia nutricionales

como vitaminas y minerales. Se hace este trabajo porque en las dos

últimas décadas el mundo entero quiere alimentos aún más sanos,

seguros, libres de aditivos, es decir, productos frescos o similares a

los frescos procesados cuidadosamente y contribuyendo al cuidado

del medio ambiente.

5


2013

I.4. Objetivos

I.4.1. Objetivo General

Evaluar el efecto de la composición de películas de quitosano en

la vida útil de zanahorias mínimamente procesadas

I.4.2. Objetivos específicos

Evaluar la vida útil del producto durante su almacenamiento.

Evaluar las características fisicoquímicas (β-caroteno, humedad,

pH, acidez titulable, velocidad de respiración, solido soluble,

peso) por la aplicación de las películas de quitosano.

Evaluar las características organolépticas (color, olor, sabor); en

zanahorias mínimamente procesadas sometidas a un grupo de

panelistas semientrenados.

Evaluar las características microbiológicas (unidades formadoras

de colonias de levaduras anaerobios, coniformes)

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2013

I.5. Establecimiento del titulo

Estructura del enunciado del problema (Este enunciado no existe pero

va a existir en el futuro por eso se realiza en términos de necesidad).

1. Pregunta clave

2. Variable “x”

3. Enlace o relacionante

4. Variable “y”

5. Muestra/Población

6. Ámbito educativo

7. (accesible)

8. Ámbito geográfico

9. (objetivo)

10.Tiempo.

PROBLEMA:

¿Cuál es el grado de variación con respecto a la vida útil de la

zanahoria mínimamente procesada en almacenamiento refrigerado

cuando se usa películas comestibles de quitosano?

Nuestro titulo se expresa de la misma manera el tema que quiero

abordar más las necesidades que requiere para mejorar mi variable,

de acuerdo a lo antes planteado:

TITULO:

“Efecto de la aplicación de las películas de quitosano en la vida útil de

la zanahoria (Daucus canota L.) mínimamente procesada”

7


2013

B. SISTEMA DE HIPOTESIS

El diseño estadístico que se empleó para optimizar la formulación de la

película de quitosano utilizado para incrementar la vida útil de la

zanahorias mínimamente procesadas a temperatura de refrigeración.

I.6. Hipótesis central o principal

Cuadro 2: Hipótesis central y niveles de concentración para la

aplicación.

I.7. Hipótesis complementarias o secundarias

Cuadro 3: Hipótesis complementarias o secundarias y niveles de

concentración para la aplicación.

8

Variable Nivel bajo (-) Nivel alto (+)

A: Concentración del quitosano. %

1 2

Variable Nivel bajo (-) Nivel alto (+)

B: Concentración de Ácido Oleico %

0.6 1.0

C: Concentración de Ácido Cítrico %

0.5 1.5


2013

I.8. Variables

I.8.1. Zanahoria mínimamente procesada durante el almacenamiento a temperaturas de refrigeración:Una vez seleccionada la formulación optima (quitosano:1%; Acido

cítrico:0.5% y acido Oleico:0.6%) para preparar las películas de

quitosano que cubrirían las zanahorias mínimamente procesadas,

se tiene pensando preparar 10 muestras cubiertas con películas de

quitosano con sus respectivos controles (10 sin recubrir) con la

finalidad de someterlos a un análisis fisicoquímico(pH,

humedad ,brix,β−caroteno,acidez, color, tasa de respiración);

microbiológicos (mohos, levaduras, doliformes totales) y un análisis

sensorial los cuales se comparan a lo largo del periodo de

almacenamiento a temperatura de refrigeración, los análisis e

deben realizar cada 2 días hasta que aun sea aceptable para el

consumo humano.

I.8.2. Vida útil de la zanahoria mínimamente procesada:Se determinara en base a las muestras que presentan una mayor

conservación de las características de calidad, la cual será

establecida en el análisis de almacenamiento. Para la

determinación de la vida útil se hizo uso del método desarrollado

por Gacula y Singh (1984)

I.8.3. Variables independientes:A: Concentración del quitosano. (%)B: Concentración de Ácido Oleico (%)C: Concentración de Ácido Cítrico (%)

I.8.4. Variables respuestas:V1: Concentración de β-Caroteno (%)V2: Razón de pérdidas de peso (P1/P0)V3: Color

9

CAPÍTULO II:Marco Teórico


2013

2.1. LA ZANAHORIA:

2.1.1. Aspecto general:

La palabra zanahoria proviene del idioma árabe y significa piel

amarilla, es una planta originaria del centro asiático y del mediterráneo.

Ha sido producida y consumida desde la época de los griegos y los

romanos. Al principio era color violeta, luego en los años 1700, se

modificó en Holanda al color actual que conocemos ahora.

La zanahoria llega a Europa hasta el siglo XII entrando primero por

España y luego por Italia, Francia, Alemania y Holanda. (Darío, 2005)

Figura 1: Zanahorias de Colores

La zanahoria- Daucus Carota L. – es de la familia Umbelliferae.

Es conocida como pastanaga en catalán, cenoura en portugués, carotte

en francés, carota en italiano, will carrot en inglés, more gelbe rube en

alemán y por supuesto, zanahoria en nuestro país. Es una planta

bianual, en el primer año se forman las rosetas y las raíces, después de

un periodo de descanso se forma un tallo corto y las flores. Las flores

son de color blanco con las brácteas y tiene un fruto diaquenio. Presenta

una raíz fusiforme, jugosa y comestible, de unos 15-18 cm. de longitud,

variedad semilarga. (Darío, 2005)

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2013

Figura 2: La Zanahoria

La zanahoria tiene más vitamina A que cualquiera otra planta, gracias al

Beta Caroteno (Provitamina A) que el cuerpo humano transforma. Eficaz

antioxidante con propiedades anticancerígenas. Además presenta en

sus tejidos, fosfatos, azucares, sales alcalinas y un aceite aromático. La

sabiduría popular la considera muy buena para la vista, cicatrizante

intestinal, diurética ya astringente. También para curar la afonía se

hervían zanahorias, se exprimían mezclándolas con agua y con miel

(una especie de té de zanahoria). (CACERES E, 1981)

El origen de la zanahoria es a raíz, sistema radical el cual tiene una muy

baja densidad de raíces y poca profundidad radicular, unos 30 cm, lo

que lo hace sensible a la sequía, como a raíz fusiforme del cual se

desprenden raicillas fibrosas, lo mismo que en la zona inferior. La raíz

tuberosa de la zanahoria proviene del engrosamiento secundario de la

raíz principal. Esto significa que la penetración al suelo del sistema

radical la efectúa la raíz primaria pivotante y solo después de la

penetración se inicia el engrosamiento (CACERES E, 1981)

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2013

2.1.2. Clasificación taxonómica:

En el cuadro 4 se observa la clasificación taxonómica de la zanahoria.

Cuadro 4: Clasificación Taxonómica de la zanahoria

DENOMINACIÓN CLASE

Reino Vegetal

Subreino Embriofitas

Phylum Traqueofitas

Clase Angiosperma

Subclase Dicotiledónea

Familia Umbrelliferae

Genero Daucus

Especie Carota

Fuente: www.agronet.gov

2.1.3. Composición química:

La zanahoria es importante como fuente de carotenoides,

cuyo contenido es más alto que en cualquier otra hortaliza. En el

cuadro 5 se observa la composición proximal de nutrientes de la

zanahoria.

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2013

Cuadro 5: Composición proximal de nutrientes de la zanahoria en (100 gr.)

COMPONENTE CANTIDAD

Calorías 41 Kcal

Agua 89 g.

Proteína 0.6 g.

Grasa 0.5 g.

Carbohidratos 9.2 g.

Fibra 1.2. g.

Ceniza 0.7 g.

OTROS COMPONENTES:

Calcio 33 mg.

Fosforo 16 mg.

Hierro 0.5 mg.

-caroteno 10.9 mg.

Tiamina 0.04 mg.

Riboflavna 0.04 mg.

Niacina 0.18 mg.

Ácido ascórbico 5.0 mg.

Fuente: Collazos et al. (1996)

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2.1.4. Valor nutricional:

Las cualidades nutritivas de las zanahorias son

importantes, especialmente por su elevado contenido de -

caroteno (precursor de la vitamina A), pues cada molécula de

caroteno que se consume es convertida en dos moléculas de

vitamina A, el retinol que finalmente es almacenado en el hígado,

su función biológica más conocida es la formación del pigmento

visual llamado rodopsina que es esencial para que el proceso de

la visión pueda efectuarse. (Badui, 1993)

En general la zanahoria se caracteriza por un elevado

contenido en agua y bajo contenido en lípidos y proteínas. Posee

sustancias antioxidantes que neutralizan a los radicales libres,

responsables del envejecimiento prematuro, mientras que sus

minerales ayudan a suavizar las paredes del intestino, a la vez de

tonificar al sistema nervioso y ayudar a que el hígado segregue

bilis y elimine el exceso de colesterol. Contiene ácido fólico, ayuda

a prevenir cuadros de anemia y reducir el riesgo de contraer

enfermedades cardiovasculares (Darío, 2005)

En el cuadro 6, vemos que la zanahoria además de ser una

fuente rica en fibra dietética; aporta un 22.4% del fosforo y un

20.4% del calcio de los requerimientos diarios promedios, se

observa también que sobrepasa la ingesta diaria de vitamina A.

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2013

Cuadro 6: Valor nutritivo de las zanahorias y valores diarios recomendados

COMPONENTECONTENIDO DE

(100 g) DE PARTE COMESTIBLE

VALORES DIARIOS RECOMENDADOS(Para una dieta de 2000 cal)

Carbohidratos 8 g. 300 g.

Fibra dietética 2 g. 25 g.

Grasa Total 0.10 g. 66 g.

Ácido ascórbico 3 mg. 60 mg.

Calcio 33 mg. 162 mg.

Fosforo 28 mg. 125 mg.

Hierro 0.60 mg. 18 mg.

Niacina 0.40 mg. 20 mg.

Riboflavna 0.04 mg. 1.7 mg.

Sodio 10 mg. 2400 mg.

Vitamina A 13500 UI 5000 UI

Fuente: The Packer Agrilink Foods Vegetables (2000)

2.1.5. Variedades:

Hay más de 50 variedades de zanahorias, aunque básicamente

se les distinguen por su longitud: cortas-francesas (menos de 10 cm.)-,

semi-largas (10-20 cm.) y largas (20 cm). Las mejores son aquellas

15


2013

zanahorias que son duras, con un color naranja brillante, uniformes,

suaves y sin grietas.

Redonda: Tipo de raíces de forma esférica y pequeñas. A parte

de los cultivares tradicionales de zanahoria, existe un sin número

de cultivares híbridos desarrollados.

Figura 3: Zanahoria Redonda de Paris

Miniaturas: Presenta raíces pequeñas, con un peso de pocos

gramos y un largo inferior a 10 cm, son de forma cilíndrica con

punta redonda y de color naranja intenso.

Figura 4: Zanahoria en miniaturas

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2013

Nantes: Tipo de raíces de tamaño medio, con un peso cercano a

150 gr. de largo entre 15 a 20 cm. y con un grosor de 3 cm. de

forma cilíndrica y de color naranja intenso.

Figura 5: Zanahoria Nantes

Flakee: Tipo de raíces de gran tamaño, con un peso superior a

25 gr. y de un largo mayor a 25 cm. de forma levemente cónica y

truncada, de color naranja suave, y alto contenido de solidos

solubles.

Figura 6: Zanahoria Flakee

Imperator: Variedad que produce raíces largas, puntiagudas en

su extremo; lisas, con cuello que sobresale un poco del suelo con

un peso cercano a 150 gr. y de un largo superior a 20 cm. de

forma aguzada, de color naranja intenso y acentuado sabor

dulce: Variedad rustica, le convienen tierras sueltas, bien

abonadas.

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2013

Figura 7: Zanahoria Saint Valery

Chantenay: Tipo de raíces de tamaño medio, con un peso

cercano a 150 gr. y de un largo, variable entre 12 y 17 cm. de

forma cilíndrica- cónica obtusa. Follaje desarrollado, con una

inserción ancha en el cuello. Ciclo de precocidad: medio tardía.

Planta rustica, sabor azucarado y agradable; le convienen tierras

sueltas, bien abonadas. Siembras a líneas en terreno definitivo,

aclarar dejando las plantas distanciadas a 6-7 cm.

Figura 8: Zanahoria Royal chantenay

2.1.5.1. Variedades de zanahoria que se cultiva en el Perú:

En nuestro país las variedades de zanahoria más

comerciales que se cultivan son:

Chantenay Royal

Chantenay Red Cored

Super Chantenay

Emperador

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2013

Wronter danwer

A continuación en el cuadro 7 se muestran algunas de las

características más resaltantes de estas variedades.

Cuadro 7: Características principales de las variedades de zanahoria cultivadas en el Perú.

Proceso vegetativoDe 4 a 5 meses, según variedad

( Chantenay Royal de 100-200 días)

Requerimiento de suelo

Franco arenoso, moderadamente

tolerante a la acidez y a la salinidad de

pH 6.0 - 6.9

Época de siembraAbril-Octubre(costa)

Últimos meses del año (sierra)

Época de cosecha A los 120 días

Temperatura optimaClimas templados a cálidos, oscila entre

13 a 24 °C

HumedadRelativa media, con necesidades

hibridas de 690 – 800 mm/ año

Rendimiento nacional 16.12 (TM/Ha)

Rendimiento potencial

25 – 30 (TM/ Ha)

Usos Consume fresco, ensaladas y jugos.

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Fuente: Centro de Documentación e Información Regional (CEDIR-Cipca)

2.1.6. Requerimientos edafoclimáticos:

Temperatura:

Aunque es bastante rustica se desarrolla mejor en climas

templados y como es bianual el primer año se aprovechan sus raíces y

el segundo año inicia la floración y fructificación. Tolera heladas ligeras y

sus raíces se conservan aun con temperaturas de -5 °C, las

temperaturas a los 30 °C pueden dañar a la plata o sus propiedades.

Suelo:

Es preferible suelos arcillo-calizos, frescos y aireados, tierras

negras (ricas en materia orgánica descompuesta con potasio), el pH

comprendido entre 5.7 y 7.1, no se aconseja repetir el cultivo al dentro

de los primeros 4-5 años.

2.1.7. Particularidades del cultivo:

Preparación del terreno:

El lecho de siembra se prepara con una labor de rotocultivador y

un conformador adaptado dependiendo si el cultivo se realiza en llano,

surcos o meseta. Normalmente suelen utilizarse mesetas de 1.5 m. y

cuatro bandas de siembra.

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2013

Siembra:

Se realizó en Abril- Octubre (costa), últimos meses del año

(sierra); se siembra en surcos de unos a dos (1.0-2.5 cm) de

profundidad, espaciadas entre (3.0 – 4.5 cm); cubriéndolas con tierra o

materia orgánica fina.

Riego:

Es bastante exigente en verano y sobre suelos secos.

Abonado:

A modo de orientación se indican los siguientes abonados:

Tierras pobres, por hectárea: estiércol (30 T) , nitrato amónico al

33.5.% (100 Kg), superfosfato de cal al 18%( 400 Kg), cloruro de

potásico al 50% (100 Kg).

Tierras ricas, por hectárea: nitrato amónico al 33.5%(100 Kg),

superfosfato de cal a 18% (300 Kg), cloruro potásico al 50%

(150Kg).

Plagas y enfermedades:

Moscas de la zanahoria (psial roseae Fab: Diptero) cuyas larvas

producen galerías dentro de la raíz.

Gusanos de alambre: Colepteros elaterios del genero Agriotes.

Gusanos grises: Epidópteros noctuidos del genero Agrotis que

mordisquean las bases de las plantillas.

Nematodos: Eterodera, producen abultamientos y deformaciones

radiculares.

Podredumbre negra (Stemphillun radicium Neeg.): Origina

lesiones en la parte superior de la raíz, recubiertas de una

homosidad negruzca.

Reelección:

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2013

La recolección debe hacerse antes que la raíz se desarrolle por

completo. El tiempo entre siembre y recolección depende de la

variedad, el propósito y la época del año. Para su cosecha se afloja la

tierra con pala y se arranca la planta a mano; quitándosele las hojas,

luego se lavan y empacan. La recolección es manual o a máquina.

2.1.8. Consumo, aplicaciones y beneficios de la zanahoria:

Fruto fresco: Se consume cruda entera o en rebanadas y sola o

en ensaladas. Se cocina para consumir sola, en ensaladas,

sopas, postres y purés. Se preparan en juegos caseros sola o

mezclada.

Fruto procesado: Se puede deshidratar, congelar, hacer

encurtidos, envasarla o enlatarla al natural o en salmuera.

Deshidratada, hace parte de alimentos precocidos como las

sopas instantáneas.

Medicinal: Del fruto se puede extraer vitamina A y carotenoides

que actúan como provitamina A, antioxidantes y

anticancerígenos, cicatrizante intestinal.

Beneficios: La vitamina A ayuda al crecimiento, la regulación del

metabolismo, la visión, la estructura celular, la formación de

huesos y dientes fuertes y una piel sana. El beta caroteno en la

zanahoria también protege al organismo del envejecimiento.

La ingestión de 85 gramos diarios de zanahoria ayuda al riñón en la

eliminación de toxinas, sus hojas aportan vitamina C, combate la

anemia y en cantidad menos ofrece vitamina del grupo B6 y E.

La zanahoria posee altas cantidades de antioxidantes hidro y

liposolubles (Vitamina A y beta caroteno), los cuales contribuyen a

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2013

disminuir el nivel de colesterol y triglicéridos en la sangre, además de

que prolongan la vida de los eritrocitos (células que más abundan en el

torrente sanguíneo); las mujeres que se presentan altos niveles de

colesterol en la sangre son más susceptibles de desarrollar cáncer de

mama. También previene la aparición de canceres (especialmente de

pulmón y de boca), impide el desarrollo de células cancerosas, nos

protege contra posibles infartos y otras enfermedades cardiacas.

Por su riqueza en carotenos la zanahoria favorece el bronceado y

ofrece una protección básica a la epidermis cuando la piel se expone al

sol, evitando la influencia negativa de los rayos ultravioleta.

La zanahoria tiene importantes cualidades como:

Antiséptico

Normalizador de la sangre

Combate la caída de cabello

Sirve de alivio en los desordenes digestivos

Ayuda a adelgazar

Es muy bueno para las personas que tienen reumatismo

Ayuda a superar problemas de anemia y mala nutrición.

2.1.9. Postcosecha de la zanahoria (Trevor v. Suslow):

2.1.9.1. Índices de cosecha:En la práctica, las decisiones de cosecha en zanahorias están

basadas en diversos criterios dependiendo del mercado y

punto de venta.

Las zanahorias son típicamente cosechadas en un estado

inmaduro cuando las raíces han alcanzado suficiente tamaño

para llenar la punta y desarrollar un adelgazamiento uniforme.

23


2013

La longitud puede usarse como índice de madurez para la

cosecha de zanahorias para procesado (cortadas y peladas),

de acuerdo a la eficiencia de proceso deseada.

Figura 9: Cosecha de zanahorias.

2.1.9.2. Índices de calidad:

Existen muchas propiedades visuales y organolépticas que

diferencias las diversas variedades de zanahorias para

mercado fresco y mínimo proceso. En general, las zanahorias

deberían ser:

Firmes (no flácidas o lacias)

Rectas con un adelgazamiento uniforme desde los

‘hombros’ hasta la ‘punta’

Color naranja brillante

Debería haber pocos residuos de raicillas laterales

Ausencia de “hombros verdes” o “corazón verde” por

exposición a la luz solar durante la fase de crecimiento.

Bajo amargor por compuesto terpénicos.

Alto contenido de humedad y azucares reductores es

deseables para consumo fresco.

24


2013

Los defectos de calidad incluyen falta de firmeza, forma

desuniforme, aspereza, desarrollo pobre de color, partiduras

o grietas, corazón verde, quemando del sol, y calidad pobre

del corte de tallo.

2.1.9.3. Temperaturas óptimas:

Las zanahorias empacadas en ‘Cello-pack’ son típicamente

inmaduras y pueden ser guardadas exitosamente por 2-3

semanas a 35º. Las zanahorias atadas son muy perecibles

debido a la presencia de los tallos. Generalmente se logra

mantener una buena calidad por solo 8-12 días, aun en

contacto con hielo.

2.1.9.4. Humedad relativa óptima:

Es esencial una humedad relativa alta 98-100% , para prevenir

deshidratación y perdida de crocancia. La humedad libre del

proceso de lavado o la condensación no evaporada, comunes

con bolsas plásticas en (y debido a fluctuaciones de

temperatura), promueven el desarrollo de pudriciones.

2.1.9.5. Tasas de respiración:En el cuadro 08 observaremos las diversas tasas de

respiración de la zanahoria:

Cuadro 8: Tasas de respiración de la zanahoria

TEMPERATURA ml. CO2/ Kg. h

ºC ºF Sin tallo Atadas

0 32 10 – 20 18 – 35

5 41 13 – 26 25 – 51

10 50 20 – 42 32 – 62

25


2013

15 59 26 – 54 55 – 106

20 68 46 – 95 87 - 121

25 77 NA NAFuente: Rodrigo A. Sifuentes

Para calcular el calor producido multiplicar mL CO2/Kg.h por

220, para obtener Btu/ton/día o por 61.2 para obtener Kcal/ton

métrica/día. Na=No aplicable.

2.1.9.6. Tasas de producción de Etileno:

La tasa de producción de etileno de la zanahoria es > 0.1 L/

kg-h a 20ºC (68ºF). La exposición al etileno induce el desarrollo

de un sabor amargo debido a la formación de isocumarina.

Exposición de tan solo 0.5 ppm de etileno externo resulta en un

amargor perceptible al cabo de 2 semanas bajo condiciones

normales de almacenamiento. Por lo tanto, las zanahorias no

se deberían almacenar en conjunto con otros productos que

produzcan etileno.

2.2. BETACAROTENO:

El beta-caroteno es un pigmento anaranjado que se encuentra en

la zanahoria que se encuentra en la zanahoria y otras frutas y vegetales,

pertenece a la familia de sustancias químicas naturales conocidas como

carotenos o carotenoides, fue el primer carotenoide purificado en 1831,

por Wackenroder. El beta caroteno se aisló en forma cristalina a partir de

la zanahoria, dándole el nombre que lleva, derivado de la denominación

latina es (Daucus carota).

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2013

2.2.1. Carotenoides

Los carotenoides tetrateroenoides son una clase de pigmentos

terpenoides son una clase de pigmentos terpenoides con 40 átomos de

carbono derivados biosintéticamente a partir de dos unidades de

geranilpirosfato, en su mayoría son solubles en solventes apolares y de

coloraciones que oscilan entre el amarillo (por ejemplo el β – caroteno) y

el rojo (por ejemplo el licopeno).

Clasificación y Nomenclatura

Los carotenoides se clasifican en dos grupos: carotenos y

xantofilas. Los carotenos solo contienen carbono e hidrógeno (por

ejemplo el β – caroteno, el licopeno, etc.), mientras que las

xantofilas contienen además oxígeno (por ejemplo la luteína)]. A

los carotenoides generalmente se les denomina con nombres

comunes que incluyen las variaciones estructurales de los anillos

laterales, en especial la posición del enlace doble.

Estructura de los Carotenos

Todos los carotenoides pertenecen a la clase de los

“polienos” o sea que son largas cadenas con dobles ligaduras

conjugadas (Braverman, 1996). La presencia de estas ligaduras

explican el porqué del color intenso de los carotenoides que van

desde el amarillo y al púrpura. Otra consideración a tenerse en

cuanta es que todas las estructuras de los carotenoides son de

naturaleza isoprénica; ya que al igual que otros grupos de

sustancia biológicas están constituidos en base a unidades de

isopreno.

2.2.2. Vitamina A.

Pertenece al grupo de las vitaminas liposolubles (soluble en grasa)

es esencial para el organismo. Esta vitamina está presente en los

alimentos de origen animal en forma de vitamina A preformada y se la

27


2013

llama retinol mientras que en los vegetales aparece como provitamina A.

El beta – caroteno es una forma química requerida por el cuerpo para la

formación de la vitamina-A.

Aproximadamente el 80 y 90 % de los ésteres de Retinol se

absorben mientras que los beta carotenos lo hacen ente un 40 a 60%.

La mayor parte de la vitamina A, casi el 90% se almacena en el hígado,

siendo el resto depositado en los pulmones, riñones y grasa corporal.

2.2.3. Ventajas nutritivas y funcionales del beta caroteno

El beta caroteno es una sustancia que está presente en frutas y

verduras, da el color naranja o rojo típico de alguna de ellas, las

naranjas, la remolacha o el tomate entre otros. Se ha demostrado que

este pigmento se convierte en vitamina A y además es un poderoso

antioxidante de las células y por tanto retrasa el envejecimiento de

estas .El gran poder del beta caroteno es su acción antioxidante capaz

de neutralizar la acción negativa de la oxidación de las células; la

oxidación hace que se formen en las células radicales libres,

responsables de nuestro envejecimiento celular.

Algunos estudios demuestran que la ingestión de beta carotenos rebaja

el riesgo a sufrir cáncer, protegen a los ojos de las cataratas y algo

también importante que se ha descubierto hace poco tiempo que es que

reduce las úlceras del estómago. Se recomienda sobre todo para las

personas fumadoras, que en general tienen una cantidad menor en su

organismo de vitamina A

El beta caroteno, al igual que los cientos de antioxidantes que existen en

los alimentos, neutraliza los temidos radicales libres, responsable del

envejecimiento .Pero, además, posee funciones específicas que lo

28


2013

diferencian del resto en primer lugar, es pro vitamina A. Cuando ésta

falta en el organismo la ventaja de consumir beta caroteno en vez de

vitamina A de la necesaria podría ser potencialmente tóxico pues ésta se

acumula en el hígado. En cambio, el exceso de beta caroteno se

acumula en la grasa del cuerpo y ayuda a proteger la piel de rayos

ultravioletas, la única consecuencia podría ser estética, porque la piel se

vuelve algo amarilla. El beta caroteno también influye en el sistema

inmunológico, favoreciendo la reproducción de glóbulos blancos, y

protege del cáncer, pues estimula a las células para que se secreten en

mayor cantidad el “Factor de Necrosis Tumoral”.

2.3. PELICULAS COMESTIBLESSegún Handenburg (1967), la aplicación de las películas

comestibles, para la protección de los alimentos con el fin de prolongar

su vida de anaquel no es nada nuevo, menciona que desde los siglos XII

y XIII en China se utilizaban ceras para recubrir a los cítricos retardando

su desecación. En el siglo XVI, sucedía que el recubrimiento de las

frutas se llevaba a cabo con parafinas previniendo la perdida de

humedad del alimento. (Labuza y Contreras – Medellín, 1981).

A partir del año 1950 hay reportes en la literatura de películas

hechas a base de polisacáridos, proteínas, lípidos y mezclas, las más

exitosas fueron las películas hechas a base de lípidos (monoglicéridos

aceltilados, ceras y surfactantes) y se usaron para bloquear la

transferencia de humedad, reducir la abrasión superficial durante el

mtanipuleo y controlar el escaldado en manzanas; así también, para

productos congelados y procesados (Kester y Fennema, 1988).

Las películas comestibles, según Guibert (1986); se definen

como una o varias capas delgadas de un material que puede ser

ingeridos por el consumidor y provee una barrera a la humedad, oxígeno

y solutos de alimentos. El material puede cubrir completamente el

29


2013

producto, puede cubrir completamente el alimento o puede colocarse

entre los componentes del producto.

2.3.1. Función de las películas comestibles

Kester y Fenema (1986), mencionan que las películas

comestibles no están diseñadas con la finalidad de reemplazar los

materiales de empaques sintéticos ni a las películas no comestibles,

dicen que la importancia de las películas comestibles recae en la

capacidad de actuar como un conjunto para mejorar la calidad del

alimento en general, el tiempo de vida en anaquel y mejorar la

eficiencia económica de los materiales para empaquetamiento.

El uso de estas películas comestibles es numeroso, diferentes

autores han reportado diversas propiedades como la reducción de

perdida de humedad, que es la función más importante debido a que

se deben de mantener ciertos niveles de actividad de agua ya que es

un factor de suma importancia en la calidad y seguridad del alimento

así como también; restricción de entrada de oxígeno, disminución de

la respiración, retardo de producción de etileno y acarreamiento de

aditivos que retardan la decoloración y crecimiento microbiano

(Baldwin 1995; Ghaouth, 1991), retardo de ganancia de sólidos y

mayor pérdida de humedad en deshidratación osmótica. (Cortez,

1998). En el cuadro 6, se mencionan algunas de las funciones que

desempeñan las películas comestibles aplicadas a alimentos frescos.

Cuadro 9: Funciones y propiedades de las películas comestibles

Funciones y propiedades de las películas comestibles

30


2013

- Reducir la perdida de humedad.

- Reducir el transporte de gases (O2 Y CO2)

- Reducir la migración de grasa y aceites

- Reducir el transporte de solutos

- Mejorar las propiedades mecánicas de los alimentos

- Proveer una mayor integridad a los alimentos

- Retener compuestos volátiles

- Contener aditivos

Fuente: Kester y Fennema, (1986)

Modificación de atmosferas internas

Las películas comestibles pueden afectar la velocidad de

respiración y la perdida de agua en los vegetales. Algunas de las

ceras recientes han demostrado reducir la permeabilidad al oxígeno y

dióxido de carbono, resultando en una disminución interna de oxígeno

y un aumento interno de dióxido de carbono (Nisperos - Carriedo et al,

1990). La alta respiración, producción de etileno y pérdida de

humedad que resultan del procesamiento pueden ser reducidas

teóricamente mediante la aplicación de una membrana

semipermeable como lo son las cubiertas comestibles. (Baldwin et al.

1995).

Idealmente las películas comestibles retrasarían la perdida de

volátiles deseables de sabor y vapor de agua, mientras restringen el

intercambio de oxígeno y dióxido de carbono creando así una

atmosfera modificada. Sin embargo, las atmosferas modificadas

creadas por las cubiertas no deben causar respiración anaeróbica, lo

que puede resultar en olores desagradables y crecimiento de

microbios anaeróbicos. Por su puesto que en realidad, lo anterior es

difícil de alcanzar. (Baldwin et al. 1995).

31


2013

2.3.2. Requerimientos y ventajas del uso de películas comestibles

A las películas comestibles en la mayoría de los casos se les

llama aditivos ya que no proveen un valor nutricional significativo al

alimento, por otro lado, si de alguna forma incrementan el valor

nutricional del alimento pueden ser calificadas como ingredientes

(Debeaufort y Quezada – Gallo, 1998), comentan las películas deben

tener tan poco sabor como sea posible o de lo contrario deben de tener

un sabor compatible con el alimento al cual se está recubriendo. Debido

a que estas películas son tanto componentes del alimento como

empaques del mismo, deben reunir algunos requisitos Guilbert (1986).

En el cuadro 7, se mencionan algunos requerimientos y ventajas del uso

de películas comestibles.

Cuadro 10: Requerimientos y ventajas del uso de Películas Comestibles

Requerimientos y ventajas del uso de Películas Comestibles

Requerimientos Ventajas

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2013

- Buenas cualidades sensoriales

- Alta eficiencia mecánica y de barrera.

- Suficiente estabilidad bioquímica, fisicoquímica y microbiana.

- No toxicas.- Tecnología simple.- No contaminantes.- Bajos costos de materiales y

procesos.

- Pueden ser ingeridas por el consumidor.

- Su costo es generalmente bajo.

- Su uso reduce los desechos y la contaminación ambiental.

- Pueden mejorar las propiedades organolépticas, mecánicas y nutricionales de los alimentos.

- Proporciona protección individual a pequeñas piezas o porciones de alimento.

- Pueden ser usadas en alimentos heterogéneos como barrera entre los componentes.

Fuente: (McHugh y Krochta, 1994) y Guilbert (1986)

2.3.3. Componentes de las Películas Comestibles

Las propiedades que ofrecen las películas dependen de los

componentes con los cuales estén elaboradas. Krochta et al.

(1994) clasifica los componentes de las películas y cubiertas en

tres categorías; hidrocoloides, lípidos y mezclas.

2.3.3.1 Lípidos

El recubrimiento con grasa de algunos productos tiene

una larga historia en la industria de los alimentos. Una

variedad de componentes lipídicos se ha utilizado como

cubiertas protectoras, incluyendo las ceras naturales y

surfactantes. Debido a la baja polaridad de estas películas la

función principal es la barrera contra el paso de la humedad.

(Krochta et al. 1994)

Se utilizan como barrera para el vapor de agua, o

como agentes de recubrimiento para darle brillo a productos

33


2013

de confitería o frutas, pero una de las desventajas es que

puede ocurrir rancidez o la superficie se puede poner

grasosa. (Guilbert, 1986). Los ácidos grasos y los alcoholes

grasos son barreras efectivas al vapor de agua. Las

propiedades de barrera son altamente dependientes al

arreglo cristalino que presenten los lípidos (Donhowe y

fenema, 1994).

2.3.3.2 Hidrocoloides

Estas películas poseen buenas propiedades de barrera

para el oxígeno, dióxido de carbono y lípidos.. La mayoría de

estas películas tienen propiedades mecánicas deseables para

trabajar con productos frágiles, no aportan sabor y son sensibles

al calentamiento (Donhowe y fenema, 1994). Los hidrocoloides

usados para películas pueden ser clasificados de acuerdo a su

composición molecular, carga molecular y solubilidad en agua.

Polisacáridos

Las películas de polisacáridos tienen buenas propiedades

de barrera a los gases y pueden adherirse a superficies de

frutas y vegetales seleccionados. La desventaja al utilizar este

tipo de películas es que las propiedades de barrera a la

humedad son muy bajas debido a su naturaleza hidrofílica

(Guilbert (1986).

Se han elaborado películas a partir de celulosa, pectina,

almidón, alginatos, quitosano, carragenina, gomas y mezclas

(Guzmán, 2003). Estas películas, la mayoría de veces son

fuertes, de color claro, resistentes relativamente al paso del

agua, no se ven afectadas por aceites, grasas o solventes

orgánicos no polares (Guilbert, 1986).

34


2013

Las películas de pectina, generalmente están hechas de

pectina de bajo de metoxilo, cloruro de calcio, un plastificante y

en algunos casos ácidos orgánicos. Las pectinas son un grupo

complejo de polisacáridos estructurales que están presentes en

la mayoría de las plantas. Estas películas son de alta

transmisión en comparación con la cera y aceite. Sánchez,

(1998).

Las películas de pectina de bajo de metoxilo son utilizadas

en frutas secas con el objetivo de favorecer su apariencia más

que evitar la transferencia de humedad (Baldwin et al, 1995)

A partir de la celulosa también se obtienen películas, los

derivados de celulosa son buenos formadores de películas

debido a su estructura lineal. Los esteres de celulosa no

iónicos mantienen películas solubles al agua que son duras y

flexibles.

El hidroxipropil e hidropropilmetil celulosa forman películas

que retardan la rancidez oxidativa y la adsorción de humedad

en nueces. Las películas de almidón son estables,

transparentes, flexibles, generalmente permeables al gas y

sensibles a la humedad (Sánchez, 1998). En el cuadro 8, se

mencionan algunas características y composición de películas

de polisacárido.

Cuadro 11: Características y composición de películas de polisacáridos

Composición Solubilidad en agua Barrera

contra agua

Características de la película

1° Etapa

2° Etapa

Fría Caliente

Carboximetilcelulosa1-3%, agua

+ - SuficienteFlexible, suave, transparente, sin olor

Maltodextrina (3) + + Pobre Flexible, sin olor,

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2013

3-10%, aguasin color, suave, transparente

Alginato de sodio 2%, glicerol 20%, agua

CaCl2

4%, agua

- PobreFlexible, sin olor, sin color, suave, transparente

Alginato 2%,glucosa 20%, agua

CaCl2

5%, agua

- Buena

Flexible, suave, transparente, inodora y de sabor aceptable

Alginato 2%,glucosa 41%, agua

CaCl2

6%, agua

- BuenaFlexible, suave, transparente, inodora, dulce

Goma arábica 20-30%, Glicerol 5-10%, agua

+ + PobreFlexible, sin olor, sin color suave, transparente

Películas multicomponente:A (20%) en B (80%)A:cera de carnuba 20%, acido esteárico y palmico 40%, etanol 40% B:Caseina 10% NaOH (pH 8), Glicerol 5-7%, agua O, gelatina 20% glicerol 5-7%, agua

+ + Bueno

Poco flexible, suave, opaca, color amarillo, palido, olor y sabor a cera

Fuente: Adaptada de Guilbert (1986)

Proteínas

Las películas de proteínas poseen mayor resistencia al

vapor de agua que el resto de los hidrocoloides solubles en

agua. Son susceptibles al cambio de pH, pueden proporcionar

un valor nutricional agregado al producto, son buenas

formadoras de películas y se adhieren a superficies hidrófilicas.

36


2013

Las fuentes más comunes son caseína, zeina, soya,

albumina de huevo, lacto albumina, suero de leche, gluten de

trigo y colágeno. (Baldwin et al., 1995).

Las películas de zeina contienen aceite vegetal, glicerina,

antioxidantes y ácido cítrico. Estas previenen la rancidez en

productos como nueces, ya que actúan como barreras a la

humedad, restringen el transporte de oxígeno y sirven como

vehículos para antioxidantes.

Han sido utilizadas en las tabletas farmacéuticas, en

confitería y se ha reportado que retardan la madurez de

tomates enteros. Las películas de albumina y soya, reducen la

perdida de humedad (Baldwin et al., 1995).

Las películas de gluten de trigo son buenas barreras al

oxígeno y dióxido de carbono, tienen alta permeabilidad al

vapor de agua y sus propiedades mecánicas son comparables

con las películas poliméricas. (Baldwin et al., 1995).

En el cuadro 9, se mencionan algunas características y

composición de películas de proteína.

Cuadro 12: Características y composición de películas de proteínas

Composición Solubilidad en agua Barrera

contra agua

Características de la película1°

Etapa2°

Etapa Fría Caliente

Gelatina 20%,

glicerol 0-10%, agua

- + Pobre Flexible, suave, transparente, sin olor y sin sabor

CaCl2

20% - + Pobre Flexible, suave, transparente, ligero, sabor a sal y amargo

Ácido Láctico

50%

- + Suficiente Flexible, suave, transparente, ligero sabor a acido

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2013

Acido Tánico 20%

- +Suficiente

Suave, transparente, color café, resabio astringente

Caseína 10%

NaOH (pH 8), Glicerol 5-10% agua

+ + Pobre Flexible, suave, transparente, ligero, sabor a leche

CaCl2

20% + + Pobre Flexible, suave, transparente, poco amarga

Ácido Láctico

30%- -

SuficienteFlexible, opaca, resabios

amargos ligeramente rugosa

Acido Tánico 20%

+ +Suficiente

Suave, transparente, color café, resabio astringente

Ovoalbúmina 10%

NaOH (pH 8)

+ - Pobre Flexible, suave, transparenteCaCl2

20% + - Pobre Flexible, suave, transparente, de color amarillo

Ácido Láctico

30%- -

BuenaFlexible, suave, transparente,

de color amarillo

Zeina 1-2%

etanol 55-80%

agua

- - Buena Flexible, superficie granulenla, opaca, amarilla

Aislado de soya

10%, glicerol

5% agua

- + Pobre Flexible, suave, transparente, clara

Mezclas

Se pueden hacer mezclas de polisacáridos, proteínas y/o

lípidos. Al mezclar los componentes se tiene la habilidad de

utilizar las distintas características funcionales para cada clase

de formación de la película (Kester y fenema, 1986).

Guilbert, 1986, define los sistemas multifuncional como: dos o

más componentes que mezclan con el propósito de

complementarse y aumentar su capacidad. Las combinaciones

que se hicieron primero, fueron de materiales altamente

38

Fuente: Adaptada de Guilbert (1986)


2013

poliméricos, ejemplos: almidón con alginatos, gomas con

almidón y pectinas con gelatinas.

2.3.4 Formación de Películas Comestibles

Cuando un polímero está siendo aplicado a una

superficie o matriz, existen dos fuerzas operando: Cohesión y

adhesión. El grado de cohesión afecta las propiedades de la

película asi como la densidad, la porosidad, permeabilidad,

flexibilidad y fragilidad de la película (Guilbert, 1986).

2.3.4.1 Aditivos

Guilbert (1986) menciona que varios materiales pueden ser

incorporados dentro de las películas comestibles para

proporcionar estabilidad y resistencia. La adición de

conservadores en la película logra un mayor control microbiano

y tener influencia en las propiedades mecánicas.

2.3.4.2. Plastificantes

Guilbert (1986). Los plastificantes son añadidos en las

películas para incrementar la flexibilidad, resistencia al corte y

dureza, así como para reducir la quebrajosidad. Actúan

disminuyendo las fuerzas intermoleculares en la cadena del

polímero, produciéndose un decrecimiento en la fuerza de

cohesión, en la tensión y en la temperatura de transición vítrea.

2.3.4.3. Ácido Oleico

El aceite de olvida es un compuesto complejo constituido

por ácidos grasos, vitaminas, componentes solubles en agua y

pequeño trozos de oliva. Los ácidos grasos primarios del aceite

de oliva son el ácido oleico y el ácido linoleico.

Cuadro 13: Características y requerimientos del ácido oleico

Características

39


2013

Uso funcional en alimentos

Aditivos de grado alimenticio,

agente antiespumante,

lubricantes y atador

Requerimientos- Valor Acido

- Metales pesados (Pb)

- Valor de Yodo

- Valor de saponificación

- Punto de solidificación

- Materia insaponificable

- Agua

- Entre 196 y 204

- No más de 10mg/kg

- Entre 83 y 103

- Entre 196 y 206

- No superior a 10°

- No más al 10%

- No mayor al 0.4%

2.3.5 Aplicaciones de películas comestibles en alimentos

La mayoría de las películas no pueden ser utilizadas en

productos con aw > 0.94, debido a que se degradan o

disuelven con el contacto de humedad y pueden perder sus

propiedades de barrera, al menos que la utilización de la

película sea para una protección de corto tiempo o el alimento

se congele inmediatamente (Guilbert, 1986).

Las ceras se utilizaron ampliamente para películas en frutas

especialmente cítricos. El deterioro puede ser retardado cuando se

incorporan agentes antimicrobianos en la película, como por

ejemplo las películas de quitosano producen la enzima quitinasa

que actúa como un agente antifúngico natural (El Ghaouth et al.

1991).

2.3.6 Quitina y Quitosano

2.3.6.1 Generalidades

40


2013

La quitina fue transformada por primera vez en 1811 por el

profesor Henri Braconnot en hongos. En 1830 se aisló en insectos y

se le dio el nombre de quitina. El descubrimiento del quitosano en

1859 por C. Rouget supuso el inicio de una investigación intensiva

sobre estos compuestos (Castro, 2000).

La quitina es un polisacárido no toxico y biodegradable que forma

una sustancia cornea y es el principal constituyente del

exoesqueleto de insectos, crustáceos y arácnidos.

2.3.6.2. Propiedades funcionales de quitosano

Numerosos investigadores han dedicado gran interés al estudio

de este polímero y determinado sus propiedades funcionales, lo que

a su vez abre múltiples posibilidades de aplicación del quitosano.

Teniendo en cuenta que los quitosanos pueden reaccionar con los

carbohidratos mediante diferentes mecanismos, dando lugar a

diferentes derivados, en el presente proyecto se pretende

establecer la relación existente entre las propiedades funcionales de

los complejos quitosano-carbohidrato y la estructura de los mismos.

Para ello se llevaran a cabo las síntesis de derivados de quitosano y

carbohidratos mediante alquilación reductora, reacción de Maillard

con aldosas y cetosas, formación de amidas y mediante

glucosilación enzimática. Además, se pondrán a punto nuevos

procedimientos de purificación de los compuestos obtenidos,

mediante la utilización de la extracción con CO2 supercrítico y la

extracción presurizada con disolventes, con el objetivo final de

desarrollar procedimientos óptimos de preparación de ingredientes

alimentarios con propiedades funcionales específicas.

2.3.6.3 Proceso de obtención del quitosano

El proceso de obtención de quitosano consiste en la

desacelilación parcial de la quitina, que es inerte e insoluble, la cual

41


2013

es extraída del caparazón de crustáceos, langostas camarones,

cangrejos KNORR, (1991). Durante esta reacción, los

agrupamientos acetomido de la quitina son transformados, en

grados varios, en grupos amino, dando origen al quitosano. Por lo

tanto, quitosano es el nombre atribuido genéricamente al polímero

donde el número de unidades monomérica contenido al

agrupamiento NH2, es suficiente para hacer al polímero soluble en

ácidos débiles, es reactiva, pudiendo ser caracterizada como un

polielectrolito catiónico, siendo generalmente purificada en la forma

neutra.

2.3.6.4 Calidad del quitosano

La calidad del quitosano es determinada, principalmente, por

dos factores:

El grado de desacelilación

Este está determinado por el número de pasos

involucrados de hidrólisis. La primera hidrólisis

proporciona una desacelilacion cerca del 80%, la

segunda cerca del 95% y una tercera cerca del 9%.

Entre mayor es la acetilación mejor es la calidad.

La viscosidad estándar

La cual refleja el peso molecular. Según knorr (1982),

el quitosano se encuentre libre de grupos amino y esto

genera propiedades policatiónicas, de gelacion y de

dispersión muy deseadas. Es una sustancia químicamente

similar a la celulosa, posee las mismas propiedades que el

resto de las fibras, sin embargo, tiene la habilidad de atar la

grasa.

42


2013

2.3.6.5 Películas de quitosano

El quitosano puede formar cubiertas semi-permeables, que

pueden llegar a modificar la atmosfera interna. Teóricamente,

el quitosano no es toxico, puede inhibir el crecimiento de

hongos y fitopatógenos, y puede inducir a la quitinasa, la cual

es una enzima de defensa (Nisperos – Corriedo, 1994).

Funciones de las películas de quitosano en la industria:

Control de transferencia de humedad.

Control de liberación de sustancias antimicrobianas.

Controlar la liberación de antioxidantes.

Controlar la liberación de nutrimentos, drogas y sabores.

Reducir la presión parcial de oxígeno.

Controlar la temperatura.

Controlar la velocidad de respiración.

2.4. PROCESAMIENTO MÍNIMO

2.4.1. Definición y características del procesamiento mínimo:

Los cambios en toda la sociedad mundial han cambiado en los

últimos años y la demanda de alimentos sanos, seguros, libres de

aditivos se ha multiplicado, puesto que los alimentos sanos o

mínimamente procesados poseen características nutricionales

importantes.

Estos productos son demandados por personas de una edad

joven de entre 25 a 50 años, los motivos principales que inducen

a la compra de estos alimentos es comodidad, nutrición y sabor.

43


2013

La definición de un alimento mínimamente procesado según el

CODEX ALIMENTARIUS es mantener bajo refrigeración,

procesados con métodos alternativos a los tratamientos térmicos

tradicionales, su pH es mayor de 4.6 y su actividad de agua

supera a 0.92.

Entonces podemos concluir que los productos mínimamente

procesados existen productos vegetales, tales como frutas y

hortalizas que han sufrido una o varias operaciones de procesado

por métodos físicos (lavado, deshojado, deshuesado, cortado u

otros), en las que el producto elaborado permanece vivo y

preparado para su consumo inmediato con casi idénticas

características correspondiente al estado físico y entero del cual

proceden y con la disponibilidad de la totalidad de la parte

comestible.

Los vegetales mínimamente procesados son tejidos vivos que

respiran y al ser cortado o pelado u otro tratamiento físico

aumenta su respiración, siendo su vida útil menor que la de los

productos frescos.

2.4.2. Mecanismos para el control de la calidad de un producto mínimamente procesado.

Cuando una fruta u hortaliza se aproxima al momento de

recolección, se encuentra en el estado de desarrollo más sensible

a sufrir daños o heridas que en estados prematuros de desarrollo.

Los vegetales comienzan a envejecer y el balance en las

reacciones degradativas (catabólicas) supera a las de biosíntesis

(anabólicas), este proceso conduce a cambios como el colapso de

lípidos, desorganización de membranas celulares y de sus

orgánulos.

44


2013

Si hablamos de la membrana celular, podemos decir que aumenta

la permeabilidad, se da un trastorno que lleva a la

descompartimentación celular que pone en contacto enzimas y

sustratos.

La fisiología de un producto procesado en fresco es

esencialmente la del tejido dañado. Este comportamiento se

traducirá en un aumento de la respiración (emisión de CO2,

consumo de O2 producción de calor, respiración anaerobia) y

emisión de etileno, acumulación de metabolitos secundarios,

daños físicos y químicos como pardeamientos y oxidaciones

lipídicas. Además, el corte favorece la contaminación microbiana,

la deshidratación, acelera la maduración y senescencia en induce

la biosíntesis de enzimas asociadas con un aumento de la

velocidad de otras reacciones bioquímicas.

2.4.2.1. Inducción en la síntesis de etileno.

La herida o corte que sufre un producto procesado induce en

la síntesis de ACC (ácido 1 – aminociclo – propano – 1 –

carboxílico) sintetasa y por tanto, en la acumulación de ACC, el

cual es oxidado a etileno.

El estado de madurez puede influir en la respuesta fisiológica

al cortado. La producción del “etileno de herida” es

normalmente mayor en preclimatericos y climatéricos que en

postclimatéricos.

En determinadas frutas y hortalizas los niveles de etileno

aumentan en proporción a la intensidad del daño. La emisión

de etileno es proporcional al área dañada y por tanto, a la

intensidad del estrés.

2.4.2.2. Aumento en la Tasa Respiratoria.

45


2013

En un producto intacto, las distintas etapas que componen

el proceso respiratorio y la cadena de transporte de

electrones, se encuentran controladas, sin embargo, cuando

un tejido se procesa, estas etapas se desbloquean. Este

aumento en la respiración en tejidos dañados es

consecuencia del aumento en la emisión de etileno, el cual

estimula la respiración.

2.4.2.3. Pardeamiento.

Un desorden inducido por el procesado es la alteración de

color que sufren determinadas frutas y hortalizas procesadas

en fresco. El Pardeamiento se desarrolla en la superficie

cortada de manzanas, melocotones, peras patatas y lechugas

mientras que en las zanahorias se forma un tejido

blanquecino. El Pardeamiento enzimático consiste en la

oxidación de sustratos fenólicos a o-quinonas, moléculas muy

reactivas que condensan rápidamente, combinándose con

grupos amino y con azucares reductores, dando lugar a

polímeros pardos, rojizos o negros

El proceso de Pardeamiento se desencadena cuando, tras la

operación de corte durante el procesado, se ponen en

contacto los sustratos fenólicos con las enzimas que catalizan

las reacciones de oxidación de los polifenoles de localización

citoplasmática.

2.4.2.4. Firmeza y Deshidratación.

FirmezaUno de los cambios más notables durante el proceso de

maduración, es el ablandamiento irreversible, el cual está

íntimamente relacionado con las alteraciones bioquímicas

en la pared celular, lámina media y membrana plasmática.

46


2013

La pared celular sufre una serie de cambios que son la

causa fundamental del ablandamiento, deterioro del tejido

y susceptibilidad a patógenos.

El procesado de una fruta u hortaliza conlleva,

generalmente a una pérdida de firmeza, debido a un

aumento en la actividad pectinasa, celulasa, esterasa y

peroxidasa, todas ellas inducidas por el etileno.

DeshidrataciónEl agua que pierden en la transpiración no puede ser

reemplazada y deben utilizar únicamente el agua interna.

A pesar de que las frutas y hortalizas están principalmente

compuestas de agua, pequeños cambios en el contenido

de agua conllevan a efectos negativos como mermas en el

producto y reducción en la calidad.

Los productos procesados en fresco son mucho más

vulnerables a la perdida de agua ya que no poseen

ninguna barrera para protegerse frente a la deshidratación.

La corteza o piel en muchos casos cérea, ha sido

eliminada y, evidentemente, convierte al producto

procesado en altamente perecedero.

2.4.2.5. Microorganismos.

Los microorganismos constituyen un factor muy importante en

las frutas y hortalizas procesadas en fresco. Las bacterias,

levaduras y mohos son responsables de hasta el 15% de la

alteración post-cosecha y representan pérdidas económicas

muy significativas para todos los industriales implicados en la

cadena de distribución.

De forma más concreta la población que coloniza a los

vegetales procesados en fresco consiste en Pseudomonas

spp., Xanthomonas spp., Enterobacter spp.,

47


2013

Janthinobacterium spp, levaduras, bacterias ácidos lácticas y

menos frecuentemente Aeromonas hydrophila y

ocasionalmente Listeria monocytogenes.

A pesar de que los productos procesados son lavados con

soluciones cloradas no se eliminan todos los

microorganismos. Estos pueden sobrevivir y hospedarse en el

interior de las células o en zonas donde el desinfectante no

penetra.

2.4.2.6. Temperatura.En los productos procesados en fresco, la temperatura, es el

principal parámetro para mantener una adecuada calidad

visual, reducir la respiración, frenar el ablandamiento y reducir

el crecimiento microbiano y mantener la calidad del producto

mínimamente procesado.

Las bajas temperaturas minimizan las diferencias en la

respiración y emisión de etileno entre un producto procesado

en fresco y el intacto del cual procede. La temperatura de un

producto debe disminuirse a un nivel justo por encima del

punto de congelación del tejido o justo por encima de la

temperatura umbral que produce daño por el frio en productos

sensibles a las bajas temperaturas.

2.4.3. Técnicas de almacenamiento.

2.4.3.1. Envasado en Atmosfera Modificada (EAM).

Una atmosfera modificada puede ser definida como aquella

que se crea por alterar la normal composición gaseosa del

aire (78% N2, 21% O2, 0.03% CO2 y trazas de gases nobles)

para proporcionar una óptima atmosfera que permita

prolongar la conservación, así como la calidad del producto.

48


2013

Esto puede lograrse por el uso de envasado en atmosfera

modificada de forma pasiva o activa.

Uno de los beneficios del EAM es que proporciona una

Humedad Relativa (HR) alta reduciendo, e incluso inhibiendo,

la deshidratación típica en la superficie del corte, de un

producto mínimamente procesado, altamente susceptible a la

deshidratación y pérdida de peso dado que el tejido está

exento de piel o cutícula.

2.4.3.2. Atmosfera Controlada (AC).

Se habla de AC cuando la atmosfera circundante del

producto procesado ha sido alterada y es posible el continuo

control para mantener en cada momento una óptima

concentración. El control de estos sistemas es mucho más

costoso debido a la necesidad constante de mantenimiento de

los niveles gaseosos.

2.5. CALIDAD Y VIDA ÚTIL.

La vida anaquel de un alimento puede ser definida como el periodo

de tiempo dentro de lo cual el alimento es seguro para el consumo y

o/presenta calidad aceptable para los consumidores. De acuerdo con

Vitali y Quast (2002) la vida anaquel de un alimento es el tiempo en él que

puede ser conservado en determinadas condiciones de temperatura,

humedad relativa, luz, etc., sufriendo pequeñas, pero bien establecidas

alteraciones que son, hasta cierto punto, consideradas aceptables por el

fabricante, por el consumidor y por la legislación alimentaria vigente.

2.6. MEDICIÓN INSTRUMENTAL DEL COLOR.

49


2013

Las técnicas de medición instrumental de color suelen ser rápidas

y simples y son usadas en la investigación en el área de alimentos con

el propósito de obtener valores objetivos de memoria.

Sistema CIELAB.

En 1976, con la intención de establecer un patrón, la CIE

recomendó la utilización de la escala de memoria CIE L* a* b* (o

CIELAB). El sistema de memoria CIELAB más próximamente

representa la sensibilidad humana para color, pues es a escala de

memoria más uniforme y lineal. En una escala de color uniforme,

distancias iguales entre dos puntos en el gráfico corresponden a

las diferencias igualmente percibidas por el ojo humano (Miniolta,

1991; Hunterlab, 1996).

Color como parámetro de control de la vida útil de productos mínimamente procesado.

El color constituye un importante factor de calidad y,

muchas veces, se sobrepone al efecto causado por otros atributos

de apariencia y aroma, además de presentar efecto en la

intensidad con que el sabor es percibido (CHAN; MARTINELLI,

1997; CARDOSO et al., 1997). El color es una percepción visual

resultante de la detección de la luz después de interacción con un

objeto.

50

CAPITULO III:Parte Experimental


2013

3. MATERIALES Y MÉTODOS:

3.1. LUGAR DE EJECUCIÓN:

La presente investigación se realizó en los ambientes de la

Universidad Nacional del Santa, siendo estos:

Laboratorio de investigación de la Escuela de Ingeniería

Agroindustrial de la Universidad Nacional del Santa.

Laboratorio de composición y análisis de productos

Agroindustriales de la Escuela de Ingeniería Agroindustrial de

la Universidad Nacional del Santa.

Laboratorio de Microbiología y Tecnología de la Escuela de

Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Nacional del

Santa.

3.2. MATERIALES:

3.2.1. Materia Prima.

La zanahoria pertenece a la familia de las Umbelíferas;

cuyo nombre científico es Daucus Carota. Es muy rica en

Beta caroteno, ácido fólico, vitamina C, B1, B2, B3, B5, B6,

biotina, E, minerales como (calcio, cloro, magnesio, fósforo,

potasio, sodio, azufre, cobre, arsénico, bromo, y zinc), eficaz

antioxidante con propiedades anti cancerígenas

3.2.2. Insumos. Quitosano grado comercial (desacetilación mayor al 87 %)

adquirido de SIGMA.

Ácido cítrico.

Ácido Oleico.

Hipoclorito de Sodio.

3.2.3. Reactivos.

50


2013

Éter de petróleo.

Sulfato sódico.

Hidróxido de potasio.

Etanol absoluto.

Hidróxido de sodio.

Sulfato de cobre.

Agar plate count.

Caldo lactosado verde brillante bilis

Hidróxido de bario.

Ácido oxálico.

3.2.4. Materiales. Canastilla.

Gradilla.

Varilla.

Espátula.

Soporte Universal.

Cuchillos.

Asa bacteriológica.

3.2.5. Materiales de vidrio. Vasos de precipitación.

Pipetas de 10 ml.

Fiolas de 100 ml.

Balones de 250 ml.

Probetas de 100, 250, 500 ml

Matraces.

Buretas.

Placas petri.

Tubos de ensayo

Crisol.

Mortero.

Pera de succión.

51


2013

Embudo de decantación de 250 ml.

Desecador.

Termómetros: -10 a 150 ° C.

Sistema reflujo.

3.2.6. Materiales de Empaque. Bandejas de tecknopor (poliestireno).

Film (polietileno de baja densidad).

3.2.7. Equipos. Espectrofotómetro.

Ph metro.

Refrigeradora.

Balanza analítica.

Mufla.

Bomba oxigenada.

Estufa.

Cronómetro.

Incubadora.

Extractor de jugos.

Balanza electrónica.

Contador de colonias.

3.3. MÉTODOS DE ANÁLISIS FÍSICOS Y QUÍMICOS.

3.3.1. Análisis físico químico de la materia prima y producto final

3.3.1.1. Determinación de acidez.

Donde:

B= ml de NAOH.

52

%acidez = ((B x N x E)/ W) x 100


2013

N= Normalidad de NAOH

E= Peso equivalente del ácido ascórbico.

W= Peso muestra en ml.

3.3.1.2. Determinación de grados BrixLa determinación del contenido de sólidos solubles se realizó con

un refractómetro (marca: Hand. Held Atago), haciendo lectura de °

Brix directamente del equipo.

3.3.1.3. Determinación del β caroteno de la zanahoria mínimamente procesada cubiertas con películas de quitosano.

Se tomo 10 ml de muestra.

Luego se colocó en un balón y agregar 30 ml de etanol

absoluto mas 3 ml de KOH al 50 % y saponificar por 30 min a

reflujo.

Enfriar y transvasar el líquido amarillo a embudo de

decantación.

Añadir al embudo 30 ml de éter de petróleo y agitar evitando

que emulsione.

Luego juntar las capas etéreas y lavar con agua destilada

Secar las capas etéreas con 10g de Na2SO4 y filtrar, luego los

extractos etéreos enrasarlos en una fiola hasta 100 ml con éter

de petróleo.

Tomar una alícuota y llevar al espectrofotómetro.

3.3.1.4. Determinación instrumental de color.

El color se midió mediante un colorímetro C 400 (Kónica Minolta

Sensing INC, Japón).

3.3.1.5. Determinación de la humedad.

53


2013

La humedad de la zanahoria se determinó por el secado y

diferencias de pesos de acuerdo al método 934.06 (37.1.10) del

AOAC (1996).

3.3.1.6. Determinación de pH

El pH se determinó con un potenciómetro digital (marca: Inolab)

por inmersión de electrodo en el jugo de la zanahoria previa

calibración con solución buffer de pH 4 y 7 a 25°C.

3.3.1.7. Determinación de la medición de la respiración.

Se utilizó un respirómetro.

3.3.1.8. Determinación de Rendimiento:

Donde:

PHe: Peso de la hortaliza entera.

PHc: Peso de hortaliza cortada.

3.3.2. Análisis microbiológico de la materia prima y producto final.

3.3.2.1. Recuento de hongos y levadura propuestos por la AOAC, 1975 Y APHA, 1976.

La muestra a ser analizada será diluida., para lo cual se

necesitará 10 gramos de muestra en un matraz conteniendo

90 ml de solución fisiológica (dilución 10-1).

De la dilución 10-1 ese extrae 10 ml, añadiéndola en un

matraz que contiene 90 ml de solución fisiológica,

obteniéndose así la dilución 10-2,, para luego extraer de esta

dilución 10 ml de muestra y depositarlos en otro matraz que

contiene 90 ml de la solución fisiológica, obteniéndose la

dilución 10-3, todo esto en condiciones asépticas.

54

R = (PHe / PHc) x 100


2013

Se procede luego a sembrar en las placas petri previamente

esterilizadas, depositando 1 ml de las diluciones una en

cada placa, haciendo una repetición de cada una, dejando

así mismo dos placas sin cultivo que nos servirán como

banco.

Agregar 15 ml de Agar saboraud Dextrosa, previamente

esterilizado y enfriado a 45 °C.

Homogenizar bien la mezcla por agitación manual

(movimientos circulares), y dejar enfriar sobre una superficie

plana hasta que solidifique.

Invertir las placas e incubarlas a temperatura ambiente por

48 horas.

Después de la incubación examinar las placas y hacer el

recuento de las colonias desarrolladas.

3.3.2.2. Recuento total de bacterias aeróbicas mesófilas viables

La muestra analizar fue diluida en tres diluciones, para lo

cual se añadió 10 g de muestra en un matraz conteniendo

90 ml de solución fisiológica (dilución 10-1).

De la dilución 10-1 se extrajo 1º ml y se añadió a otro matraz

con 90 ml de solución fisiológica obteniendo la dilución 10 -2

para luego extraer de esta dilución 10 ml y añadir a un

último matraz con 90 ml de solución fisiológica para

obtener la dilución 10-3 , todo este procedimiento se hace

en condiciones asépticas.

Se procedió a sembrar asépticamente en las placas petri,

previamente esterilizadas, depositando 1 ml de dilución por

placa con una repetición de cada dilució, dejando dos

placas sin cultivo (blanco).

Agregar 15 ml de Agar Plate Count previamente

esterilizado y enfriado a 45°C.

55


2013

Homogenizar bien la mezcla pro agitación manual suave

(movimientos circulares y dejar enfriar sobre una superficie

plana hasta que solidifique.

Invertir las placas e incubarlas a 37°C por 48 horas.

Después de la incubación examinar las placas y hacer el

recuento de las colonias desarrolladas.

3.3.2.3. Determinación de Coliformes Totales

Preparar las diluciones de la muestra 10-1, 10-2 y 10-3 para lo

cual se añade 10 g de muestra en un matraz conteniendo

90 ml de solución fisiológica (Dilución 10-1).

De la dilución 10 se extrajo 10 ml y se añadió a otro matraz

con 90 ml de so fisiológica, todo este procedimiento se

hace en condiciones asépticas

Agregar de las diluciones preparadas, a los tubos que

contienen 9 ml de Caldo Verde Brillante Bilis: para cada

dilución hacer el cultivo en tres tubos de ensayo.

Incubar a 37°C por 48 horas.

Observar y anotar el número de tubos que presentaron

formación de gas hasta 2/3 partes de la campaña como

positivos.

Ir a la tabla y determinar el número más probable de

Coliformes totales.

3.3.3. Análisis organoléptico

El diseño e interpretación correcta de los resultados de la

evaluación sensorial, requiere del conocimiento de los aspectos

psicológicos y fisiológicos de los analizadores humanos, que se definen

como un mecanismo nervioso complejo, que empieza en un aparato

receptor externo y termina en la corteza cerebral.

56


2013

La evaluación sensorial está dada por la integración de los valores

particulares de cada uno de los atributos sensoriales de un alimento, por

tanto no debe absolutizarse que una propiedad en particular es la que

define la calidad de un producto dado; sino que existe una interrelación

entre ellas, que no permite menos preciar el papel de ninguno de estas.

3.3.3.1. El sabor y sentido del gusto.

El sabor se percibe mediante el sentido del gusto, el cual

posee la función de identificar las diferentes sustancias químicas

que se encuentran en los alimentos. El gusto se define como las

sensaciones percibidas por los receptores de la boca,

específicamente concentrados en la lengua, aunque también se

presentan en el velo del paladar, mucosa de la epigliotis, en la

faringe, la laringe y en la garganta

3.3.3.2. El olor y el sentido del olfato:

El olor desempeña un papel muy importante en la

evaluación sensorial de los alimentos, sin embargo su

identificación y las fuentes de las que provienen son muy

complejas y aún se desconocen muchos aspectos de este campo.

3.3.3.3. El color y sentido de la vista:

La importancia del color en la evaluación sensorial se debe

fundamentalmente a la asociación que el consumidor realiza entre

este y otras propiedades de los alimentos, por ejemplo, el color

rojo se asocia al sabor fresa, el verde a la menta, el anaranjado a

la zanahoria, etc., demostrándose además que en ocasiones solo

por apariencia y color del alimento un consumidor puede aceptarlo

o rechazarlo.

3.3.3.4. La textura y su relación con los sentidos.

57


2013

El término textura es de uso tan común que muchas

personas lo emplean y saben qué quiere decir en el ámbito de la

evaluación sensorial de los alimentos. Se han establecido

diferentes conceptos de textura, como los que se expone a

continuación:

Conjunto de propiedades físicas que dependen de la

estructura tanto macroscópica como microscópica del alimento y

que puede ser percibida por medio de receptores táctiles de la piel

y los músculos bucales, así como también a través de los

receptores químicos del gusto y los receptores de la vista

Szczesnlak (1963).

Conjunto de propiedades mecánicas, geométricas y de

superficie de un producto perceptible por los mecanoreceptores,

los receptores táctiles y donde sea apropiado visual y auditivo

(NC-ISO 549: 2002).

58

“Efecto de la aplicación de las películas de quitosano en la vida útil de la zanahoria (Daucus canota L.) mínimamente procesada” 2013

3.4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ZANAHORIAS MINIMAMENTE PROCESADAS CUBIERTAS CON PELICULAS DE QUITOSANO

59

Materia Prima Recepción Clasificación

Lavado y Sanitizaci

ón (1)Pelado Cortado

Lavado y Sanitización

(2)

Lavado de EnjuagueDrenado

Inmersion en solucion de quitosano

Seleccion final

Pesado y Empacado

Almacenamiento

Color, tamaño grado de madurez

Hipoclorito de sodio 200 ppm, 10 min, 5ºC.

Cortadora afiladas de acero inoxidable

Rodajas



Quitosano: 1.0 - 2.0%

Acido Oleico: 0.6 - 1.0%

Acido cítrico: 0.5 - 1.5%

Bandeja de

tecnopor + film


2013

3.4.1. Recepción:

La materia prima fue recepcionada en el laboratorio de

investigación de la escuela de Agroindustria, procedente del

mercado “La perla”. El principal criterio que se tomo en cuenta fue

ver que la materia prima muestre una apariencia a fresco, libre de

la presencia de insectos, libre de daños fisiológicos causado por la

presencia de microorganismos, daños mecánicos, etc.

3.4.2. Clasificación:

Esa operación tuvo por finalidad la agrupación de la materia

prima en base a las propiedades físicas diferentes (color, tamaño,

forma, textura, maduración) que dan las características de

diferentes cualidades. El rol de esta operación fue uniformizar la

materia prima para estandarizar todas las operaciones de proceso;

así como eliminar los materiales impropios como tallos, raíces ,

tubérculos e inflorescencias dañadas.

3.4.3. Lavado y Sanitización de la materia prima entera:

La efectividad del lavado de un producto procesado puede

optimizarse con una limpieza previa del producto entero, se

recomienda utilizar de 5-10 L. H2O. Kg-1 de producto entero. Tanto

el agua de lavado del material entero como aquella utilizada tras el

cortado y/o pelado deben tener una adecuada calidad

microbiológica. Además, se recomienda que su temperatura sea

inferior a 5ºC (Ready-to use fruit and vegetables flair-flow ., 2002)

60


2013

Figura 10: Lavado de las zanahorias

Después del lavado se realizo una sanitización, durante 10 min a 5ºC.

Figura 11: Sanitización

3.4.4. Pelado:

La eliminación de la capa más externa de una fruta u hortaliza se

denomina pelado, descortezado, descascarillado, etc.

Algunas frutas y hortalizas requieren de un pelado antes de ser

cortadas. El pelado puede hacerse manual, con vapor o agua

caliente, por medios mecánicos, con vapor a presión elevada.

61


2013

El pelado debe hacerse de la forma más delicada posible. El

método ideal es el pelado a mano con cuchillos afilados pero es el

lento y costoso.

(Beirne, 1998), observo en zanahoria un aumento en la respiración

del 15% cuando eran peladas a mano en comparación con una

zanahoria no pelada, sin embargo, el pelado por abrasión doblaba

la tasa de respiratoria en comparación al pelado a mano, además

de aumentar el crecimiento microbiano y disminuir la calidad

sensorial. Se realizo empleando peladora de acero inoxidable

desinfectadas con hipoclorito de sodio a 150 ppm. (Ahvaenin,

2002).

Figura 12: Pelado

3.4.5. Cortado:

El cortado debe realizarse con cuchillos u hojas tan afiladas

como sea posible y deben ser de acero inoxidable.

(Huxsoll, 1991) Demostraron en zanahorias que el cortado con

cuchillas afiladas a mano eran mejor que si se realizaba con

maquinas comerciales de cortado, tanto desde el punto de vista

microbiológico como en la calidad visual. La operación de cortado

se realizo empleando cortadoras de acero inoxidables, en formas

de rodajas aproximadamente de 2 cm de espesor, con cuidado de

62


2013

no dañar los tejidos del producto; procediendo a ubicarlos

inmediatamente en mallas de 20x 30 cm; inmersas en agua fría a

5ºC.

3.4.6. Lavado y Sanitización de la zanahoria cortada:

Normalmente, tras el pelado y/o cortado, debe realizarse un

segundo lavado. Éste constituye un paso critico en la línea de

procesado, e influirá de forma decisiva en la calidad seguridad y

vida útil del producto terminado (Yildiz, 1997). Tiene como objetivo

disminuir la temperatura del producto, eliminar la suciedad del

producto, la carag microbiana y los fluidos de los tejidos, para

reducir durante el subsiguiente almacenamiento el crecimiento

microbiano y desordenes fisiológicos, como la oxidación

enzimática. Sin embargo, (Massa y Torriani , 1994), comprobaron

que el lavado de zanahorias con agua clorada (20 mg. L-1 de cloro

libre) redujo de forma significativa los coliformes sin afectar al

número de bacterias aerobias, el lavado exige un control preciso de

la concentración del desinfectante utilizado, pH, tiempo de

contacto, temperatura y contenido de materia orgánica.

Si se subestima este control, probablemente, la operación de

lavadora será ineficaz e incluso podrá contaminar el producto

( (Garg et. al, 1990)

En el presente trabajo esta operación consistió en inmersión del

producto cortado y enjuagado en solución acuosa con 20 ppm de

cloro libre, a 5ºC durante 3min. con un pH de la solución de 6,5-7

( (Massa y Torriani , 1994) y (Ahvaenin, 2002).

3.4.7. Lavado de enjuague:

Tras el lavado es necesario un enjuague para reducir el

agua superficial, eliminar los jugos celulares que pueden ser

sustrato del crecimiento microbiano y posteriores actividades

enzimáticas.

63


2013

Consistió en la inmersión del producto cortado y enjuagado en

solución acuosa con 5 ppm de cloro libre, a 5ºC durante 3 min. Con

un pH de la solución de 6.5-7; para minimizar los efectos del corte

sobre el metabolismo del tejido vegetal. (Sanguansri, 1997)

3.4.8. Drenado:Las rodajas de zanahoria fueron drenados por aproximadamente 2

minutos en mallas de 20 x 30 cm.

3.4.9. Inmersión en solución de Quitosano:

64

Quitosano (1%-2%)

100 m de Solución

Homogenización completa

Inmersión de la zanahoria

Secado

Ac. Oleico: 0.4-1.6%Ac. Cítrico: 0.5-1.5%

Agitación a T= 40ºC

θ= 1min.

θ= 30 min. a T=º ambiente


2013

Las zanahorias en rodajas se sumergieron durante 1 minuto en la

solución de quitosano y se secaron durante 30 minutos a temperatura

ambiente.

Figura 13: Quitosano

3.4.10. Selección Final:Antes de ser embaladas, fueron seleccionadas, donde se retiraron

pedazos con defectos y/o daños. En esta etapa, fue importante

desinfectar todos los recipientes, áreas, equipos y utensilios a 150

ppm de hipoclorito de sodio y secarlos antes de usarlos.

3.4.11. Pesado y Empacado:

Después de haber retirado el exceso de agua y haberlos

seleccionados fueron distribuidos en bandejas cubierta con filmes,

que tiene ciertas propiedades de permeabilidad a los gases y al

vapor de agua ( (Gava et al, 1984), con aproximadamente 250 gr

de zanahoria.

Figura 14: Zanahoria para empacar

65


2013

3.4.12. Almacenamiento:

Se realizo a temperatura de refrigeración, evaluándose las

características fisco-químicas y microbiológicas de las muestras

cada 2 días de 10 muestras cubiertas con quitosano y 10

muestras sin recubrir.

3.5. DISEÑO EXPERIMENTAL

3.5.1. Determinación de la formación de la película de quitosano utilizadas en zanahoria mínimamente procesada.Después de realizado el lavado y la sanitización, se procede a pelar la

hortaliza, empleando una peladora de acero inoxidable; luego se

procede a cortar en forma de rodajas, colocándolas en mallas de 20 x

30 cm aproximadamente 800 gr. Por bolsa. Inmediatamente se le

somete a un lavado y sanitizado con hipoclorito de sodio a 20 ppm

durante 3 min a 5 ºC, luego a un lavado de enjuague con agua

clorada de 5 ppm a 5ºC. Y finalmente se le sumerge en las diferentes

concentraciones de quitosano (1-2%), Ácido Oleico (0.4-1.6%) y Acido

Cítrico (0.5-1.5%) para posteriormente drenarlos por un periodo de 2

min, y secarla a temperatura ambiente por 30 min. Luego se

selecciona y embala en bandejas de poliestireno cubiertas con bolsas

de polietileno (250 gr. Por bandeja). Por último se almacenan las

muestras a temperaturas de refrigeración, evaluando sus

características de calidad cada 2 días durante el periodo de

almacenamiento.

3.5.2. Evaluación de la zanahoria mínimamente procesada durante el almacenamiento a temperatura de refrigeración.Una vez seleccionada la formulación optima (quitosano: 1%, Ácido

Cítrico: 0.5% y Ácido Oleico: 0.6%) para preparar las películas de

quitosano que cubrirán las zanahorias mínimamente procesadas se le

66


2013

procederá a preparar 10 muestras cubiertas con películas de

quitosano y 10 muestras sin recubrir con la finalidad de someterlos a

un análisis físico químico (pH, humedad, brix, beta caroteno, acidez,

color, tasa de respiración), microbiológico (mohos. Levaduras,

coliformes totales) y un análisis sensorial y lo comparamos a lo largo

del periodo de almacenamiento a temperatura de refrigeración, los

análisis se realizaran cada 2 días hasta el día que sea aceptable.

3.5.3. Determinación de la vida útil de la zanahoria mínimamente procesada.Se determinara en base a las muestras que presenten una mayor

conservación de las características de calidad, la cual será

establecida en el análisis de almacenamiento. Para la determinación

de la vida útil se usara el método desarrollado por (Gacula & Singh,

1984).

3.6. ELECCIÓN Y CREACIÓN DEL DISEÑO ESTADÍSTICO

3.6.1. Variables

3.6.1.1. Variables independientes:A: Concentración del quitosano. (%)

B: Concentración de Ácido Oleico (%)

C: Concentración de Ácido Cítrico (%)

3.6.1.2. Variables Respuesta

V1: Concentración de β-Caroteno (%)

V2: Razón de pérdidas de peso (P1/P0)

V3: Color

67


2013

3.6.2. Justificación del diseño

De acuerdo al capítulo I, parte II (Sistema de Hipótesis), según las

variables dependientes e independientes ahí mostradas, decidimos

utilizar el diseño 2k para evaluar el efecto de los factores:

Concentración del quitosano. (%), Concentración de Ácido Oleico (%)

y Concentración de Ácido Cítrico (%), en nuestras variables

respuestas: Concentración de β-Caroteno (%), Razón de pérdidas de

peso (P1/P0) y Color.

Para esto utilizamos el Software Statgraphics Centurion XVI, el cual

es un software muy utilizado en el área de metodología de la

investigación a que nos permitirá conocer, a través de cuadros y

graficas estadísticas el efecto que ha tenido nuestros factores en

nuestras variables respuestas anteriormente mencionadas,

3.6.3. Elección del diseñoEl diseño que utilizaremos según la forma de los factores y variables

respuesta será el diseño Factorial 2k, donde k vendría a ser los 3

factores antes mencionados.

3.6.3.1. Diseño factorial 2k

Muchos experimentos se llevan a cabo para estudiar los

efectos producidos por dos o más factores. Puede mostrarse

que en general los diseños factoriales son los más eficientes

68

23

A

B

C

V1

V2

V3


2013

para este tipo de experimentos. Por diseño factorial se

entiende aquel en el que se investigan todas las posibles

combinaciones de los niveles de los factores en cada ensayo

completo o réplica del experimento. Por ejemplo, si existen “a”

niveles del factor A y “b” niveles del factor B, entonces cada

réplica del experimento contiene todas las “ab” combinaciones

de los tratamientos. A menudo, se dice que los factores están

cruzados cuando éstos se arreglan en un diseño factorial.

El efecto de un factor se define como el cambio en la

respuesta producida por un cambio en el nivel del factor. Con

frecuencia, éste se conoce como efecto principal porque se

refiere a los factores de interés primordial del experimento.

Numéricamente los diseños factoriales son ampliamente

utilizados en experimentos en los que intervienen varios

factores para estudiar el efecto conjunto de estos sobre una

respuesta. Existen varios casos especiales del diseño

factorial general que resultan importantes porque se usan

ampliamente en el trabajo de investigación, y porque

constituyen la base para otros diseños de gran valor práctico.

En los últimos años se ha observado un creciente interés por

algunas de las ideas del profesor Genechi Taguchi acerca del

diseño experimental y su aplicación al mejoramiento de la

calidad.

3.6.3.1.1. Características: El diseño factorial fraccionario 2 k-p se usa en

experimentos de escrutinio para identificar con

rapidez y de manera eficiente el subconjunto de

factores que son activos, y para obtener alguna

información sobre la interacción.

69


2013

El diseño 2k es particularmente útil en las

primeras fases del trabajo experimental, cuando

es probable que haya muchos factores por

investigar.

Conlleva el menor número de corridas con las

cuales pueden estudiarse k factores en un diseño

factorial completo.

Debido a que sólo hay dos niveles para cada

factor, debe suponerse que la respuesta es

aproximadamente lineal en el intervalo de los

niveles elegidos de los factores.

El primer diseño de la serie 2k es aquel que tiene

sólo dos factores, A y B, cada uno con dos

niveles. Arbitrariamente, los niveles del factor

pueden llamarse "inferior" y "superior".

3.6.3.1.2. Ventajas del diseño factorial 2k Permite el estudio de los efectos principales,

efectos de interacción de los factores, efectos

simples y efectos cruzados.

El diseño factorial 2k tiene la posibilidad de

determinar si los factores actúan de manera

independiente o interaccionan entre ellos para

afectar las unidades experimentales.

Si todos los factores son independientes en sus

efectos, el método factorial significa un ahorro

considerable de tiempo y material dedicado a los

experimentos.

El Error Experimental es más probable que más

alto para un experimento factorial grande, que

para un experimento similar con uno o dos

factores como el 2K.

70


2013

Son la estrategia experimental óptima para

estudiar simultáneamente el efecto de varios

factores sobre la respuesta y sus interacciones.

3.6.3.1.3. Desventajas del diseño factorial 2k Requiere mayor número de unidades

experimentales en relación con los experimentos

simples y por consiguiente mayor trabajo en la

ejecución del experimento. Así, cuando el

número de factores y tratamientos es por ejemplo

42 (3 factores con 4 niveles cada uno) con 5

repeticiones, el número de unidades

experimentales requerido sería de 4 x 4 x 4 x 5 =

320, número que es elevado para la mayor parte

de los experimentos.

Como en los experimentos factoriales cada uno

de los tratamientos de un factor debe combinarse

con todos los tratamientos de cada uno de los

otros factores a fin de que exista balance en el

análisis estadístico, el resultado es que algunas

de las combinaciones en algunos experimentos

no tienen interés practico pero hay que incluirlas

para mantener el balance.

El análisis estadístico es más complicado que los

experimentos simples, y la interpretación de los

resultados se hace más difícil a medida que

aumenta el número de factores y tratamientos en

el experimento.

71


2013

3.6.4. Optimización de los parámetros

Una vez creado el diseño este se puede optimizar con el fin de

simplificar los cálculos estadísticos, principalmente cuando se

manejan grandes volúmenes de información, y para liberar al analista

de cálculos tediosos y a veces complicados y poder dedicarle un poco

más de tiempo a las labores de análisis, se han desarrollado una serie

de programas (software) de tipo estadístico, en este caso utilizaremos

el software Statgraphics Centurión XVI. (Martin Fernandez, 2001)

El Statgraphics Centurión XVI es un paquete para análisis de datos

estadísticos. El diseño del Statgraphics es intuitivo y provee un

conjunto de aspectos que lo hacen atractivo para profesionales que

trabajan en cualquier industria. Entre los principales aspectos del

programa merecen destacarse el StatAdvisor, que da una

interpretación de los resultados; StatFolio, que permite guardar y

reutilizar los análisis realizados previamente; gráficos interactivos;

StatGallery que permite combinar textos y gráficos en múltiples

páginas; StatWizard, que guía en la selección de los datos y los

análisis, y StatReporter que permite organizar reportes del

Statgraphics Centurión XVI.

En Statgraphics, los datos se almacenan en variables que se

guardan en Hojas de Datos. Una variable se define como una

característica o propiedad de una unidad individual de la población.

Una variable describe cualquier hallazgo (un atributo o una

característica), que puede cambiar, puede variar, o puede expresarse

por más de un conjunto de datos, o en varios valores o categorías.

Una variable contiene las observaciones o valores de los datos, que

miden cierta característica de una población.

Es sumamente importante conocer el tipo de datos o el significado de

la información específica que se está trabajando porque, aunque se

pueden procesar varios tipos de datos en los análisis del Statgraphics,

72


2013

los resultados pueden carecer parcial o totalmente de sentido si los

análisis no son apropiados para el tipo particular de datos. (Calderon

C.)

Nuestro objetivo principal es determinar a qué porcentaje de

quitosano va a influenciar la vida útil de la zanahoria, para eso

utilizamos la optimización a fin de poder obtener valores óptimos en

cada uno de los factores tomados en cuenta, los cuales como

consecuencia se logrará el alargamiento de la vida útil en la

zanahoria.

73

CAPÍTULO IV:Resultados y

Discusión


2013

4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA:La caracterización de la materia prima se hizo en base a sus

características físicas y fisicoquímicas de la zanahoria de variedad Royal

Chantenay la cual presento forma cilíndrica-cónica, con punta semi

redondeadas, firmes y uniformes. De las zanahorias adquiridas para el

experimento se tomaron 10 muestras para determinar sus características

físicas y químicas, las mismas que están exentas de material extraño, no

presentan picaduras, golpes, manchas y otra característica que afecte la

calidad de la hortaliza. Las características físicas como: tamaño, peso,

se muestran en el cuadro 14.

Cuadro 14: Características físicas de la materia prima Zanahoria (Royal Chantenay)

Nº de muestra Longitud(cm) Diámetro (cm) Peso (gr)

1 16.1 4.1 210.0

2 16.9 5.3 232.5

3 16.4 4.8 206.5

4 15.8 4.4 210.0

5 15.4 5.7 211.5

6 16.3 4.7 207.0

7 16.8 5.3 203.0

8 16.7 5.5 212.0

9 16.2 4.9 208.0

10 15.8 4.8 209.7

Promedio 16.14 4.95 211.02

Fuente: Propia

74


2013

Según el cuadro 14 las zanahorias presentaron: con respecto al

tamaño, los datos promedios obtenidos fueron 16.14 cm; diámetro

4.95 cm; encontrándose para el caso de longitud y diámetro dentro de

los parámetros reportados por (Huamani, 2004) y (Reina, 1997)

Codex Stan 140-1983, el cual reportaron una longitud entre 17.27 y

15.83, un diámetro entre 5.49 y 5.48 cm; respectivamente,

dependiendo de la variedad. Con respecto al peso promedio 211.02

gr. Nuestros resultados se encuentran dentro de los rangos obtenidos

por estos investigadores.

La caracterización físico-química de la materia prima se realizó en el

Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Productos

Agroindustriales y el Laboratorio de Análisis y Composición de

Productos Agroindustriales, de la E.A.P. de Ingeniería Agroindustrial

de la Universidad Nacional del Santa, y se hizo en base al contenido

de humedad, solidos solubles (ºBrix), acidez titulable, pH, contenido

de beta caroteno y tasa de respiración. Los valores promedio se

reportaron en el cuadro 15.

Cuadro 15: Composición Físico-químico de la Materia Prima

Zanahoria (Royal Chantenay)

Análisis Físico Químico Cantidad

Acidez titulable (%ac. ascórbico) 0.36

Contenido Beta caroteno 13.80

ColorL= 64.13a= 23.13b= 46.99

Humedad (%) 88.65

Ph 6.55

Sólidos Solubles (ºBrix) 6.75

Tasa de respiración mgCO2/Kg.Hr. 16

Rendimiento (%) 85.70

Fuente: Propia

75


2013

Según el cuadro 15; el porcentaje de acidez titulable de la zanahoria

obtenida fue de 0.36 (en % de acido ascórbico) el cual es ligeramente

a la diferencia menor a los datos reportados por (Reina, 1997) que

establece una cantidad encontrada de 0.387(en % de acido

ascórbico) esta variación se debe ligeramente a la diferencia de la

variedad o al método empleado para su determinación. El rendimiento

(%) de la materia prima luego de haber sido lavados y pelados se

obtuvo un 85.70%, un contenido de humedad 88.56%; el contenido de

solidos solubles en la zanahoria fue de 6.75 ºBrix; el cual es

ligeramente mayor a los datos reportados por (Reina, 1997) que

establece una cantidad de 6.40 ºBrix, dichas diferencias se pueden

atribuir a que las muestras tengan este ascenso debido a la

conversión de los almidones presentes en la zanahoria a azucares

(estado de madurez de la zanahoria).

El pH obtenido para la zanahoria fue de 6.55; el cual es ligeramente

menor al reportado por (Reina, 1997) que obtuvo una cantidad de

6.91. Sin embargo (Huamani, 2004) reporto un promedio de 6.2; los

cuales se encuentran dentro del rango (5.5-6.5) establecido por (Sims

et al., 2003).

Debido a que estas hortalizas son ricas en agua y carbohidratos y por

tener valores bajos de pH es muy común su contaminación por mohos

y levaduras los cuales son capaces de desdoblar los azucares

formando alcohol y CO2 durante la fermentación.

En el cuadro 16; se muestra los resultados de los análisis

microbiológicos realizados a la zanahoria fresca, no habiéndose

identificado carga microbiana.

76


2013

Cuadro 16: Análisis Microbiológico de la materia primaZanahoria Royal Chantenay

Análisis Microbiológico UFC

Recuento de Hongos y Levaduras < 10

Recuento total de bacterias aeróbicas mesófilos viables

< 10

Recuento de coliformes totales Ausencia

4.2. TRATAMIENTO DE LA ZANAHORIA MÍNIMAMENTE PROCESADA CUBIERTAS CON PELÍCULA DE QUITOSANO.

Después de realizar los 18 experimentos bajo las condiciones

especificadas en la matriz del diseño de Statgraphics Centurion XVI para

cada variable independiente se obtuvieron los siguientes resultados en

función del color, beta caroteno y pérdida de peso. Los experimentos se

hicieron en forma aleatoria para prevenir tendencias sistemáticas por

variables no controladas o desconocidas.

4.2.1. Efecto de la concentración de quitosano, ácido oleico y ácido cítrico en β−caroteno :

La descripción cuantitativa de los efectos de las concentraciones

físicas en Beta caroteno fueron reportados mediante un modelo empírico

como se muestra en el cuadro 17, gráficos de interacción y de contorno

de respuesta. Donde las variables independientes fueron; concentración

de quitosano, ácido oleico y ácido cítrico, cuya variable respuesta fue el

β−caroteno.

77


2013

Cuadro 17: Resultados de la conservación de β-caroteno en Zanahoria Mínimamente Procesadas cubiertas con Películas de Quitosano en diversas concentraciones Según El Diseño de STATGRAPHICS CENTURION XV, en el Día 12.

RUNCONCENTRACIÓN

DE QUITOSANO

CONCENTRACIÓN DE

ACIDO OLEICO

CONCENTRACIÓN DE ACIDO

CITRICO

CONSERVACIÓN DE β-

CAROTENO DIA 12

1 1.00 1.00 1.50 83.862 1.00 0.60 1.50 89.263 2.00 0.60 1.14 81.624 1.35 0.60 0.50 77.705 2.00 0.86 1.11 77.166 1.00 0.60 1.50 90.067 1.37 0.85 0.50 72.458 2.00 0.86 0.50 62.709 1.00 1.00 1.50 84.0310 1.60 0.76 1.50 78.9011 1.59 1.00 0.91 72.3012 1.00 0.70 0.50 78.3413 1.00 0.76 0.90 85.3214 2.00 1.00 1.50 87.3115 1.00 1.00 0.50 71.5316 2.00 0.60 0.50 66.7517 1.61 0.75 0.89 72.2318 2.00 1.00 1.50 88.92

Los resultados fueron analizados usando el análisis de la varianza

(ANOVA) para el plan experimental usado. La ecuación de regresión

obtenida después del análisis de varianza, da los niveles de conservación

de β-caroteno en zanahorias mínimamente procesadas como una función

de las diferentes variables: Concentración de quitosano, Concentración de

ácido oleico, Concentración de ácido cítrico.

78


2013

Análisis de la varianza de la respuesta en contenido de β-carotenoEn el cuadro 18, se muestra el análisis de la varianza (ANOVA) para

las respuestas en la conservación de β-caroteno de zanahorias

mínimamente procesadas en el día 12 (β12), indicando que los

componentes A, B, C, representa los efectos lineales de la

concentración de quitosano, ácido oleico y ácido cítrico

respectivamente. Los términos AB, AC y BC son las interacciones

lineales del factor concentración de quitosano con la concentración

ácido oleico, concentración de quitosano con la concentración ácido

cítrico y la concentración ácido oleico con la concentración ácido

cítrico respectivamente.

Cuadro 18: Análisis de la varianza para la respuesta de Conservación de β-caroteno en el día 12

FuenteSuma de Cuadrad

osGl Cuadrado

Medio Razón-F Valor-P

A:CONCENTRACIÓN DE QUITOSANO 153.477 1 153.477 15.87 0.0021

B:CONCENTRACIÓN DE ACIDO OLEICO 62.7845 1 62.7845 6.49 0.0271

C:CONCENTRACIÓN DE ACIDO CITRICO 609.461 1 609.461 63.03 0.0000

AB 24.1161 1 24.1161 2.49 0.1426AC 81.8144 1 81.8144 8.46 0.0142BC 30.4877 1 30.4877 3.15 0.1034

Error total 106.364 11 9.66946Total (corr.) 1101.35 17

R2 = 0.903424Se observa que la significancia de cada efecto fue determinado

usando el valor p-valor (P˂0.05), donde el valor p-valor más pequeño

indica la significancia alta del coeficiente para nuestro caso los

valores P indican que los términos A, B, C, AB, AC, BC, son

79


2013

significativos, los cuales tienen un efecto notable en la tasa de

conservación de β-Caroteno.

El ajuste del modelo fue expresado por el coeficiente de regresión R2

el cual fue de 0.903424. El estadístico R2 indica que el 90.3424% de

la variabilidad en la respuesta puede ser explicada por el modelo. El

valor también indica que sólo el 9.6576% de la variación total no se

explica por el modelo. La siguiente parte del análisis estadístico en

STATGRAPHICS CENTURION XV se podrá apreciar en el Cuadro 18

y un modelo conveniente para describir la respuesta del experimento

que indica el porcentaje de conservación de β-Caroteno.

Validación del modelo de la respuesta en contenido de β-Caroteno para el día 12.El supuesto a comprobar es la normalidad.

Supuesto de NormalidadLa distribución aleatoria de los residuos, presentada en la Figura

15, confirmada la validez de la correlación y los puntos parecen

respetar las probabilidades de una distribución normal.

Figura 15: Grafica de probabilidad normal y de efectos estandarizados de la Conservación de β-Caroteno a los 12 días (β12)

Gráfico de Probabilidad Normal para Conservacion Beta12

-4 -2 0 2 4 6 8Efectos estandarizados

0.1

1

5

20

50

80

95

99

99.9

porc

enta

je

80


2013

Ecuación final en términos de factores Actuales:

Cuadro 19: Coeficiente de Regresión para la Conservación de β-Caroteno a los 12 días (β12)

Coeficiente EstimadoConstante 140.654A:CONCENTRACIÓN DE QUITOSANO -34.353B:CONCENTRACIÓN DE ACIDO OLEICO -59.5828C:CONCENTRACIÓN DE ACIDO CITRICO -19.7497AB 17.8689AC 12.8851BC 19.6795

Figura 16: Diagrama de Pareto Estandarizada para Conservación de β-Caroteno a los 12 días (β12)

Diagrama de Pareto Estandarizada para Conservacion Beta12

0 2 4 6 8Efecto estandarizado

AB

BC

B:CONCENTRACIÓN DE ACIDO OLEICO

AC

A:CONCENTRACIÓN DE QUITOSANO

C:CONCENTRACIÓN DE ACIDO CITRICO +-

81

β12= 140.654 – 34353*A – 59.5828*B – 19.7497*C + 17.8689*AB + 12.8851*AC + 19.6795*BC


2013

En este diagrama observamos como la variable concentración de ácido

cítrico tiene mayor efecto en el experimento a comparación con la

interacción de AB. Las 3 variables A, B, C y la interacción de AC tuvieron

una alta significancia en el experimento y se puede decir que tiene un

efecto notable en la Conservación de β-Caroteno hasta el día 12.

Figura 17: Grafica de superficie y contornos de Respuesta Estimada Estandarizada para Conservación de β-Caroteno a los 12 días (β12)

Superficie de Respuesta EstimadaCONCENTRACIÓN DE ACIDO CITRICO=1.0

1 1.2 1.4 1.6 1.8 2CONCENTRACIÓN DE QUITOSANO

0.590.690.790.890.991.09

CONCENTRACIÓN DE ACIDO OLEICO

73

76

79

82

85

88

Con

serv

acion

Bet

a12

Contornos de la Superficie de Respuesta Estimada CONCENTRACIÓN DE ACIDO CITRICO=1.0


0.59

0.69

0.79

0.89

0.99

1.09

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

DE A

CID

O O

LEIC

O

Conservacion Beta1273.074.576.077.579.080.582.083.585.086.588.089.591.0

82


2013

En esta grafica observamos como las variables de entrada de

concentración de quitosano, concentración de ácido oleico con una

concentración de ácido cítrico a 1.0 % llega a la variable respuesta

Conservación de β-Caroteno a los 12 días con un porcentaje mayor de

86%.

Podemos mencionar que hay una disminución de la conservación de β-

caroteno para la concentración de quitosano 2.00 % y una

concentración de ácido oleico de 1.00 %, debido que en altas

concentraciones de quitosano no diluye bien la película por lo tanto

dicha formación de ésta no es homogénea, perdiendo así las

propiedades de conservación del producto mínimamente procesado.

Se puede decir que para concentraciones bajas de quitosano y ácido

oleico con concentraciones altas de ácido cítrico existe una alta

conservación de β-caroteno esto se debe a que el quitosano es un

antimicrobiano conjuntamente con el ácido cítrico que actúa como

antioxidante retardando las reacciones bioquímicas y así conservar el

producto y mantener sus propiedades fisicoquímicas.

4.2.2 Efecto de la Concentración de quitosano, ácido oleico y ácido cítrico en la Razón de Pérdida de peso.

La concentración cuantitativa de los efectos de las

condiciones físicas en la pérdida de peso fueron reportados

como se muestra en el cuadro 20, mediante un modelo

matemático empírico y graficas de superficies de respuesta. La

metodología de superficie de respuesta es una técnica de

modelamiento empírico usado para evaluar la relación entre un

conjunto de factores experimentales controlables, para nuestro

experimento dichas variables son: Concentración de quitosano,

ácido oleico y ácido cítrico cuya variable respuesta será la

razón de pérdida de peso.

83


2013

RUNCONCENTRACI

ON DE QUITOSANO

CONCENTRACION DE ACIDO

OLEICO


CITRICO

RAZON DE PERDIDA DE PESO

DIA 121 1.00 1.00 1.50 0.920

2 1.00 0.60 1.50 0.962

3 2.00 0.60 1.14 0.934

4 1.35 0.60 0.50 0.958

5 2.00 0.86 1.11 0.926

6 1.00 0.60 1.50 0.964

7 1.37 0.85 0.50 0.938

8 2.00 0.86 0.50 0.910

9 1.00 1.00 1.50 0.924

10 1.60 0.76 1.50 0.952

11 1.59 1.00 0.91 0.944

12 1.00 0.70 0.50 0.942

13 1.00 0.76 0.90 0.942

14 2.00 1.00 1.50 0.928

15 1.00 1.00 0.50 0.950

16 2.00 0.60 0.50 0.918

17 1.61 0.75 0.89 0.932

18 2.00 1.00 1.50 0.938

Cuadro 20: Resultados de la razón de pérdida de peso en zanahorias mínimamente procesadas cubiertas con películas de quitosano en diversas concentraciones según el diseño D- Óptimo en el Día 12

Los resultados fueron analizados fueron analizados usando

el análisis de la varianza (ANOVA) para el plan experimental

usado. La ecuación obtenida después del análisis de la varianza,

da los niveles de la razón de pérdida de zanahoria mínimamente

84


2013

procesadas como una función de las diferentes variables:

Concentración de quitosano, ácido oleico y ácido cítrico, se

muestra a continuación en donde la razón de pérdida de peso de

cada experimento se resume en el cuadro 20.

En el cuadro 21. Se muestra el análisis de la varianza

(ANOVA) para la respuesta Razón de pérdida de peso. La

significancia de cada efecto fue determinado usando el P-v alor

(P<0.05), donde el p- valor más pequeño indica significando alto

del coeficiente. Para nuestro caso, dos de los efectos tienen los p-

valores inferiores a 0.05. Estos efectos, son la concentración de

ácido oleico y la concentración de quitosano; que tienen un efecto

notable en la Razón de Pérdida de Peso. Puede observarse que

las variables no significativas fueron la concentración de ácido

cítrico, cuyo efecto es negativo, comprobándose la sensibilidad de

la razón de pérdida de peso frente a esta variable.

Cuadro 21: Análisis de Varianza para la respuesta RAZÓN DE PERDIDA DE PESO DIA 12

R-Cuadrada = 94.2555 %

85

Factor Coeficiente de Estimado

Grados de libertad

Error Estándar

Intercepto 1.11464 1 0.0632008A =Concentración de Quitosano 0.0654685 1 0.042868

B =Concentración de Ácido Cítrico 0.0038905 1 0.0310147

C =Concentración de Ácido Oleico -0.508185 1 0.142618

A*B 0.0327122 1 0.00784618

B*C 0.0509141 1 0.0206008

B*C -0.0757493 1 0.020033

A2 -0.0515225 1 0.0128609

B2 0.0073618 1 0.0136617

C2 0.293903 1 0.0831848


2013

R2 = 0.9425

Nivel de Significancia 95%; p significancia (0.05)

Dado que el valor-P en la primer tabla ANOVA para RAZON DE

PERDIDA DE PESO DIA 12 es menor que 0.05, hay una relación

estadísticamente significativa entre RAZON DE PERDIDA DE PESO DIA

12 y las variables predictoras con un nivel de confianza del 95.0%.

La tabla ANOVA para RAZON DE PERDIDA DE PESO DIA 12

prueba la significancia estadística de cada factor conforme fue

introducido al modelo. Nótese que el valor-P más alto es 0.9033, que

corresponde a B. Dado que el valor-P es mayor o igual que 0.05, ese

término no es estadísticamente significativo con un nivel de confianza

del 95.0%. Consecuentemente, debería considerar eliminar B del

modelo. El estadístico R-Cuadrada indica que el modelo, así ajustado,

explica 94.2555% de la variabilidad en RAZON DE PERDIDA DE PESO

DIA 12. El estadístico R-Cuadrada ajustada, el cual es más adecuado

para comparar modelos con diferente número de variables

independientes, es 87.793%. El error estándar del estimado muestra

que la desviación estándar de los residuos es 0.00540138. Este valor

puede utilizarse para construir límites de predicción para nuevas

observaciones seleccionando la opción de Reportes del menú de texto.

Cuadro 22: Coeficiente de Regresión para el Modelo Matemático Empírico Ajustado para el Día 12

86


2013

Suma de Cuadrados

Grados de

libertadCuadrado

MedioRazón-

F Valor-P

Modelo 0.00382964 9 0.000425515 14.58 0.0005A =Concentración de

Quitosano0.00006804

69 1 0.0000680469 2.33 0.1652

B =Concentración de Ácido Cítrico 4.5909E-7 1 4.5909E-7 0.02 0.9033

C =Concentración de Ácido Oleico

0.000370428 1 0.000370428 12.70 0.0074

A*B 0.000507121 1 0.000507121 17.38 0.0031

B*C 0.000178205 1 0.000178205 6.11 0.0386

B*C 0.000417134 1 0.000417134 14.30 0.0054

A2 0.000468229 1 0.000468229 16.05 0.0039

B2 0.000008471 1 0.0000084717

2 0.29 0.6046

C2 0.000364191 1 0.000364191 12.48 0.0077

Residual 0.000233399 8 0.0000291749

Analizando los efectos de cada variable se encuentran que las

variables que tienen un efecto positivo sobre la respuesta razón de

pérdida de peso son la Concentración de Ácido Oleico; la

interacción de Ácido cítrico con la concentración de Ácido Oleico y

el efecto Cuadrático de Concentración de Quitosano. El resto de

las variables tienen un efecto negativo sobre la respuesta.

El ajuste del modelo fue validado por el coeficiente de

regresión R2 el cual fue de 0.9425, indicando que el 94.25% de la

variabilidad en la respuesta puede ser explicada por el modelo.

El valor también indica que solo el 5.75% de la variación total no

se explica por el modelo. Esto muestra que la ecuación es un

modelo conveniente para describir la respuesta del experimento

que indica la razón de pérdida de peso. Un valor alto de

coeficiente de correlación (R2 = 0.9425), justifica una correlación

buena entre las variables independientes.

87


2013

Validación del modelo de la respuesta razón de pérdida de pesoLos supuestos a comprobar son normalidad y

predicción

- Supuesto de NormalidadLa distribución aleatoria de los residuos,

presentada en las Figuras 18 y 19 , confirma la validez

de la correlación, pues los residuos están distribuidos

aleatoriamente en torno del cero, sin ninguna

observación muy contradictoria y los puntos parecen

respetar las probabilidades de una distribución normal.

Figura 18: Gráfica de Probabilidad normal y de puntos los residuales de la razón de pérdida de peso a los 12 días

Ecuación Final en términos de factores ajustados

88

RP12 = 1.03976 - 0.0859449* X1 - 0.0417572* X2 + 0.00830155* X3 + 0.0439159* X1* X2 + 0.0338401* X1 * X3 - 0.0633237* X2* X3

Gráfico de Probabilidad Normal para RAZON DE PERDIDA DE PESO DIA 12

-3.2 -2.2 -1.2 -0.2 0.8 1.8 2.8Efectos estandarizados

0.1

1

5

20

50

80

95

99

99.9

porc

enta

je


2013

Dónde:

RP12 = RAZON DE PERDIDA DE PESO DIA 12

X1 = CONCENTRACION DE QUITOSANO

X2 = CONCENTRACION DE ACIDO OLEICO

X3 = CONCENTRACION DE ACIDO CITRICO

Figura 19: Grafico de contorno de los factoresConcentración Ácido Cítrico – Concentración Quitosano: Ácido Oleico = 0.5% sobre la respuestaRazón de pérdida de peso Días -12

Figura 20: Diagrama de Pareto Estandarizada para Razón de Pérdida de Peso día 12

89

Contornos de la Superficie de Respuesta Estimada CONCENTRACION DE ACIDO CITRICO=1.0

1 1.2 1.4 1.6 1.8 2CONCENTRACION DE QUITOSANO

0.59

0.69

0.79

0.89

0.99

1.09

CO

NC

EN

TR

AC

ION

DE

AC

IDO

OLE

ICO

RAZON DE PERDIDA DE PESO DIA 120.920.9240.9280.9320.9360.940.9440.9480.9520.9560.960.964

Diagrama de Pareto Estandarizada para RAZON DE PERDIDA DE PESO DIA 12


AB

C:CONCENTRACION DE ACIDO CITRICO

BC

B:CONCENTRACION DE ACIDO OLEICO

AC

A:CONCENTRACION DE QUITOSANO +-


2013

4.2.3 Efecto de la Concentración de quitosano, ácido oleico y ácido cítrico en el Color.

La descripción cuantitativa de los efectos de las condiciones

físicas en el color fueron reportados como se muestra en el

cuadro 23; mediante un modelo matemático empírico y gráficos

de superficies de respuesta. La metodología de superficie de

respuesta es una técnica de modelamiento empírico usado

para evaluar la relación entre un conjunto de factores

experimentales controlables, para nuestro experimento dichas

variables son: Concentración de quitosano, ácido oleico y ácido

cítrico cuya variable respuesta será el Color.

RUN

CONCENTRACION DE

QUITOSANO


OLEICO


CITRICO

CAMBIO NETO DE COLOR

(∆E) DIA 12

90

Diagrama de Pareto Estandarizada para RAZON DE PERDIDA DE PESO DIA 12


AB

C:CONCENTRACION DE ACIDO CITRICO

BC

B:CONCENTRACION DE ACIDO OLEICO

AC

A:CONCENTRACION DE QUITOSANO +-


2013

1 1.00 1.00 1.50 14

2 1.00 0.60 1.50 5.67

3 2.00 0.60 1.14 18.06

4 1.35 0.60 0.50 20.64

5 2.00 0.86 1.11 14.52

6 1.00 0.60 1.50 5.06

7 1.37 0.85 0.50 18.97

8 2.00 0.86 0.50 14.67

9 1.00 1.00 1.50 9.22

10 1.60 0.76 1.50 17.86

11 1.59 1.00 0.91 18.05

12 1.00 0.70 0.50 10.63

13 1.00 0.76 0.90 14.42

14 2.00 1.00 1.50 6.58

15 1.00 1.00 0.50 6.81

16 2.00 0.60 0.50 18.69

17 1.61 0.75 0.89 21.27

18 2.00 1.00 1.50 6.87

Cuadro 23: Resultados de la razón de cambio neto de color (∆E) en las zanahorias mínimamente procesadas cubiertas con películas de quitosano en diversas concentraciones según el diseño D- Óptimo en el Día 12

Los resultados fueron analizados usando el análisis de la varianza

(ANOVA) para el plan experimental usado. La ecuación de regresión

obtenida después del análisis de varianza, da los niveles de cambio neto

de color en zanahorias mínimamente procesadas como una función de

las diferentes variables: Concentración de quitosano, ácido oleico y

ácido, se muestra a continuación en donde el cambio neto de color de

cada experimento se resume en el cuadro 23.

En el cuadro 24; se muestra el análisis de varianza (ANOVA) para

la respuesta: Cambio de color. La significancia de cada efecto fue

determinado usando P- valor (P<0.05), donde el p- valor más pequeño

91


2013

indica significado alta del coeficiente. Para nuestro caso, dos de los

efectos tienen el p- valores inferiores a 0.05. Estos efectos, son: la

concentración de quitosano; que tienen un efecto notable en la

respuesta Cambio neto de color. Puede observarse que las variables no

significativas fueron la concentración de ácido cítrico, cuyo efecto es

negativo, comprobándose la sensibilidad del cambio neto de color frente

a esta variable.

Cuadro 24: Análisis de Varianza para CAMBIO NETO DE COLOR DIA 12

Fuente Suma de Cuadrados Gl Cuadrado

MedioRazón-

FValor-

PA:CONCENTRACIÓN DE

QUITOSANO 48.5469 1 48.5469 2.00 0.1848

B:CONCENTRACIÓN DE ÁCIDO OLEICO 27.8654 1 27.8654 1.15 0.3068

C:CONCENTRACIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO 52.8927 1 52.8927 2.18 0.1678

AB 44.6173 1 44.6173 1.84 0.2022AC 1.5096 1 1.5096 0.06 0.8076BC 9.71747 1 9.71747 0.40 0.5397

Error total 266.839 11 24.2581Total (corr.) 527.861 17

R-cuadrada = 49.449 %

La tabla ANOVA particiona la variabilidad de CAMBIO NETO DE

COLOR DIA 12 en piezas separadas para cada uno de los efectos.

Entonces prueba la significancia estadística de cada efecto comparando

su cuadrado medio contra un estimado del error experimental. En este

caso, 0 efectos tienen una valor-P menor que 0.05, indicando que son

significativamente diferentes de cero con un nivel de confianza del

95.0%.

Analizando los efectos de cada variable se encuentra que las

variables que tiene un efecto positivo sobre la respuesta cambio netos

de color son la concentración de quitosano, concentración de ácido

oleico; la interacción concentración de quitosano, con la concentración

de ácido oleico con la concentración de quitosano, el efecto cuadrático

92


2013

de la concentración de ácido cítrico. El resto de las variables tiene un

efecto negativo sobre la respuesta.

El ajuste del modelo fue validado por el coeficiente de regresión R2

el cual fue de 0.9621, indicando que el 96.21 % de la variabilidad en la

respuesta puede ser explicada por el modelo. El valor también indica

que sólo el 3.79% de la variación total no se explica por el modelo. Esto

se muestra que la ecuación 11 es un modelo conveniente para describir

la respuesta del experimento que indica l razón de pérdida de peso. Un

valor alto de coeficiente e correlación (R= 0.9621), justifica una

correlación buena entre las variables independientes.

Figura 21: Grafica de Predicción y de los puntos actuales de la conservación del Cambio neto (∆E) = 12 días.

Validación del modelo de la respuesta cambio neto de Color (∆E)

Los supuestos a comprobar son normalidad y predicción.

- Supuesto de Normalidad

93

Gráfico de Probabilidad Normal para CAMBIO NETO DE COLOR DIA 12

-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5Efectos estandarizados

0.1

1

5

20

50

80

95

99

99.9

porc

enta

je


2013

La distribución aleatoria de los residuos, presentada en las

Figuras 21, confirma la validez de la correlación, pues residuos

están distribuidos aleatoriamente en torno a cero, sin ninguna

observación muy contradictoria y los puntos parecen respetar las

probabilidades de una distribución normal.

Cuadro 25: Coeficientes de regresión para CAMBIO NETO DE COLOR DIA 12

Coeficiente Estimado

Constante -3.80928

A:CONCENTRACIÓN DE QUITOSANO 25.2284

B:CONCENTRACIÓN DE ÁCIDO OLEICO 16.6199

C:CONCENTRACIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO -10.7765

AB -24.305

AC -1.75027

BC 11.1104

Ecuación final e términos de factores codificados.

94

(∆E)12= 22.38 + 1.356 X1 – 1.61 X2 – 1.21 X3 – 2.47 X1X2

-1.15 X1X3 + 2.05 X2X3 – 7.03 X21 -2.27 X2

2 -3.17 X23


2013

Ecuación final en términos de factores Actuales.

Donde:

X1= Concentración de Quitosano.

X2= Concentración de Ácido Oleico.

X3= Concentración de Ácido Cítrico.

En los gráficos de interacción y de contorno ayudan a evaluar el

efecto de cualquiera de las dos variables en combinación con el cambio

neto de color, así pues se obtienen los efectos Concentración de ácido

oleico concentración de ácido cítrico sobre la respuesta. Dicha gráfica se

muestra a continuación.

Figura 22: Grafico de contorno de los factores Concentración Ácido Cítrico – Concentración Quitosano: Ácido Oleico = 1.0 % sobre la respuesta. Razón de cambio neto de color Días -12

95

(∆E)12= -105. 18035+ 11.593X1+99.25818X2+13.49345X3-24.69905X1X2-4.60811X1X3+20.47528X2X3-28.10042X2

1-56.69765X2

2-12.69066X22

Contornos de la Superficie de Respuesta Estimada CONCENTRACIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO=1.0


0.59

0.69

0.79

0.89

0.99

1.09

CO

NC

EN

TRA

CIÓ

N D

E Á

CID

O O

LEIC

O CAMBIO NETO DE COLOR DIA 129.010.211.412.613.815.016.217.418.619.821.022.2


2013

Figura 23: Grafica de superficie Respuesta Estimada Estandarizada para Razón de cambio neto de color Días -12 a los 12 días

A mayor concentración de Quitosano y menos concentración de ácido

oleico observamos que el número de cambio de color va a ser mayor

por lo tanto a una concentración de 1.0 de concentración de

Quitosano y 0.59 de ácido oleico obtenemos un cambio de color de

11.

Cuadro 26: Optimizar Respuesta

Meta: Minimizar CAMBIO NETO DE COLOR DIA 12

Valor óptimo = 23.648

96

Superficie de Respuesta EstimadaCONCENTRACIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO=1.0


0.590.690.790.890.991.09

CONCENTRACIÓN DE ÁCIDO OLEICO

9111315171921

CA

MB

IO N

ETO

DE

CO

LOR

DIA

12

Factor Bajo Alto Óptimo

CONCENTRACIÓN DE QUITOSANO 1.0 2.0 2.0

CONCENTRACIÓN DE ÁCIDO OLEICO 0.6 1.0 0.6

CONCENTRACIÓN DE ÁCIDO CÍTRICO 0.5 1.5 0.5


2013

En el cuadro 26 el programa de Statgraphics Centurion XV nos

muestra los valores óptimos para cada variable respuesta que nos

resulta un CAMBIO NETO DE COLOR DIA 12 ideal. Los valores

óptimos de concentración de quitosano, concentración de ácido

oleico, concentración de ácido cítrico son: 2.0, 0.6, 0.5. Obteniendo un

CAMBIO NETO DE COLOR de 18.69.

4.3. DETERMINACIÓIN DE LAS CONDICIONES ÓPTIMAS PARA LA ZANAHORIA MINIMAMENTE PROCESADA.

Las figuras anteriores, nos muestran los resultados de cómo las

diversas concentraciones de quitosano, ácido oleico y ácido cítrico

para la formación de películas de quitosano influyen en la vida útil de

la zanahoria mínimamente procesada a través de la conservación del

β−caroteno, se reduzcan la perdida en peso y el cambio neto de color.

La determinación de estas condiciones se hizo de forma analítica

empleando el software Statgraphics Centurion XVI , el cual analizo

gráficamente la interacción de las tres variables bajo diferentes

condiciones en el espacio, para cada una de las respuestas tanto de

conservación de β−caroteno, razón de pérdida de peso y cambio neto

de color. Los rangos a evaluar de las diferentes variables fueron:

concentración de quitosano 1.0-2.0%, concentración de ácido oleico

0.6-1.0%m concentración de ácido cítrico 0.5-1.5%. Todos los

procesos se realizaron a una temperatura de refrigeración. Los

resultados se muestran en el cuadro 17.

La optimización muestra la combinación de los niveles de los factores,

la cual maximiza La Conservación β-Caroteno a los 12 Días sobre la

97


2013

región indicada. Puede establecer el valor de uno o más factores a

una constante, estableciendo los límites alto y bajo en ese valor.

Cuadro 27: Optimización de Respuesta para la Conservación de β-Caroteno a los 12 días (β12)

Meta: Maximizar Conservación de β-Carateno a los 12 DíasValor óptimo = 88.6873

Factor Bajo Alto ÓptimoCONCENTRACIÓN DE

QUITOSANO1.0 2.0 1.0

CONCENTRACIÓN DE ACIDO OLEICO

0.6 1.0 0.6

CONCENTRACIÓN DE ACIDO CITRICO

0.5 1.5 1.5

En el cuadro 27 el programa de Statgraphics Centurion XV nos

muestra los valores óptimos para cada variable respuesta que nos

resulta una Conservación de β-Caroteno a los 12 días (β12) ideal. Los

valores óptimos Para recubrimiento de zanahorias mínimamente

procesadas cubiertas con película de quitosano, concentración de ácido

oleico, concentración de ácido cítrico son 1.0%, 0.6% y 1.5%;

obteniendo una Conservación de β-Caroteno a los 12 días (β12) de

88.68%. Podemos decir que niveles bajos de quitosano y ácido oleico y

nivele altos de ácido cítrico, resulta que la Conservación de β-Caroteno

a los 12 días es alto.

4.4. EVALUACION DE LA ZANAHORIA MINIMAMENTE PROCESADA Y CUBIERTA CON PELICULAS DE QUITOSANO

Una vez determinada las condiciones óptimas de la zanahoria

mínimamente procesada y cubiertas con películas de quitosano, se

98


2013

analizaron bajo las condiciones ya establecidas. Las evaluaciones

fueron fisicoquímicas, microbiológicas y sensoriales.

4.4.1. Análisis de pérdida de peso durante almacenamiento.

Cuadro 28: Resultados de la Pérdida de peso en (gr) para las muestras con quitosano y control con respecto al tiempo de almacenamiento.

Figura 24: Pérdida de peso en (gr) para las muestras con quitosano y control con respecto al tiempo de almacenamiento.

99

Día

s

Datos de Pesos en

el Tiempo

Pérdida de peso en

(gr)

Razón de Pérdida de

Peso (Pt/Po)

Quitosano Control Quitosano Control Quitosano Control

0 500 500 0 0 1 1

2 499 496 1 4 0,998 0,992

5 493 482 7 18 0,986 0,964

7 489 478 11 22 0,978 0,956

9 482 467 18 33 0,964 0,934

12 479 457 21 43 0,958 0,914

14 473 454 27 46 0,946 0,908

16 468 451 32 49 0,936 0,902


2013

Observamos que la perdidas de peso de las muestras tanto para

las zanahorias recubiertas con peliculas de quitosano como para

las zanahorias control duranye el tiempo al cual llegaron antes de

ser tomadas para su estudio. Cabe recalcar que dichga perdida de

pespo se atribuye a la migracion de vapor de agua de la zanahoria

fuera del empaque.

Se puede ver que las muestras tienen una tendencia constante a la

perdida de peso, siendo un poco mas constante la muestra

recubierta de quitosano.

La muestra control perdio peso en un 9.8% mientras que la

muestra con quitosano perdio solo un 6.4%.

100

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

10

20

30

40

50

60

QuitosanoControl

Dias

Pero

dida

de

Peso

(gr)


2013

Figura 25: Razón pérdida de peso para las muestras con quitosano y control con respecto al tiempo de almacenamiento.

En la figura 25, se calculó la razón de pérdida de peso (Pt/Po)

durante el almacenamiento y se comparó entre las muestras con

películas de quitosano y las muestras control donde Pt es el peso

den el tiempo t; y Po es el peso inicial. La pérdida de peso en

zanahorias cubiertas con quitosano fue menor en comparación a la

muestra control, lo que indica una mayor retención de humedad y

menor deshidratación.

Estos resultados refuerzan la idea que bajo las condiciones de

estudio del presente trabajo, los cambios de color naranja

observados son producto de las respuestas fisiologicas debido al

corte o procesamiento. Si la perdida de carotenoides no puede

explicar los cambios de color, seria necesarios los estudios

enzimaticos relacionados a la formacion de lignina para establecer

las relaciones con los cambios observados en el color naranja.

Estudios sobre inactivacion enzimatica han demostrado que el

escaldado inhibe enzimas asociadas a la lignificacion.

101

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180.84

0.86

0.88

0.9

0.92

0.94

0.96

0.98

1

1.02

QuitosanoControl

Dias

Razó

n de

per

dida

(Pt

/Po)


2013

El tiempo de almacenamiento tambien influye en la perdida de

peso, ya que las perdidas aumentan en el tranascurso del

almacenamiento.

4.4.2. Análisis de cambio de color durante el almacenamiento

Cuadro 29: Resultados del análisis de la Variación del cambio de color durante el almacenamiento

102

DIA L a b

ANGULO

HUECOCROM

A IB (E)

QU

ITO

SAN

O

0 54,66 27,72 29,78 47,052 40,685 39,082 0

2 56,06 29,12 30,89 46,689 42,817 38,903 2,27

5 57,87 28,36 30,41 46,998 42,893 40,805 3,333

7 57,36 27,36 27,83 45,488 42,567 42,196 3,35

9 59,02 26,65 28,88 47,23 43,09 43,223 4,579

12 58,38 26,36 28,69 47,423 43,832 42,99 4,108

14 59,88 28,07 27,86 46,143 44,991 43,664 5,642

16 59,96 28,98 28,56 47,708 46,028 42,915 5,71

CO

NTR

OL

0 54,66 27,72 29,78 47,052 40,685 39,082 0

2 57,82 28,52 31,39 47,743 42,043 40,185 3,636

5 59,61 26,71 32,18 50,307 40,475 41,859 5,593

7 61,79 24,49 32,61 53,094 37,071 44,115 8,323

9 63,61 20,81 33,86 58,426 35,596 46,113 12,021

12 64,81 19,68 35,02 60,666 34,791 46,596 13,969

14 64,31 17,55 35,16 63,471 32,927 46,915 15,017

16 65,68 17,02 35,76 64,548 33,247 47,595 16,483


2013

Figura 26 : Variación del parámetro L de Hunter con respecto al tiempo de almacenamiento.

La tendencia del parámetro L de Hunter para las zanahorias

control, el cual aumento en un 16.79% (de 54.66 a 65.68) lo

que nos indica que el producto se volvió más blanco, lo cual fue

muy notable aun a simple vista. Las zanahorias cubiertas con

quitosano presentaron un aumento mucho menor en este

parámetro, el cual fue de 8.84% (de 54.66 a 59.96).

Figura 27: Variación del parámetro a de Hunter con respecto al tiempo de almacenamiento.

103

0 2 4 6 8 10 12 14 16 1850525456586062646668

QUITOSANOCONTROL

DIAS

L

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

5

10

15

20

25

30

35

QUITOSANOCONTROL

DIAS

a


2013

El cambio más notable en el color que se observó durante el

almacenamiento fue en el parámetro a de Hunter; para las

zanahorias con quitosano se mantuvo más o menos constante,

aumentando al final del tiempo de almacenamiento en un

4.35% (de 27.72 a 28.98). Para el caso de las zanahorias

control, este mismo parámetro también disminuyo en un

38.60% (de 27.72 a 17.02) lo que indica que el tono va

disminuyendo notablemente.

Figura 28: Variación del parámetro b de Hunter con respecto al tiempo de almacenamiento.

El parámetro b de Hunter fue el menos afectado tanto para las

zanahorias cubiertas como para las zanahorias control, cuya

tendencia fue de mantenerse más o menos constante

aumentando al final del tiempo de almacenamiento en un

4.10% (de 29.78 a 28.56) para las zanahorias con quitosano y

un 16.72% (de 29.78 a 35.76), para las zanahorias control, lo

que significa que el color amarillo aumenta su intensidad.

Figura 29: Variación de la diferencia neta de color (E) con respecto al tiempo de almacenamiento.

104

0 2 4 6 8 10 12 14 16 1805

10152025303540

QUITOSANOCONTROL

DIAS

b


2013

Se calculó también la diferencia neta de color (E) y se

obtuvo que al final del tiempo de almacenamiento se alcanzó

un valor de E de 5.71 para las zanahorias recubiertas, lo

cual fue mucho más bajo que el valor para las zanahorias

control, que fue de 16.48, lo cual nos demuestra que hubo

una variación importante en el color de las muestras de

quitosano y las muestras control para el final del tiempo de

almacenamiento. El valor de E vario con el tiempo y a

medida que este aumentaba, el valor de E también lo hacía.

Figura 30: Variación del índice de blanqueamiento con respecto al tiempo de almacenamiento

105

0 2 5 7 9 12 14 16

02468

1012141618

QUITOSANOCONTROL

Dias

Dife

renc

ia n

eta

de co

lor


2013

Se calculó también el índice de blanqueamiento (IB) y se

obtuvo que al final del tiempo de almacenamiento se alcanzó

un valor de (IB) de 44.378 para las zanahorias recubiertas con

quitosano, lo cual fue mucho más bajo que el valor para las

zanahorias control, que fue de 47.595, lo cual nos demuestra

que hubo un incremento del índice de blanqueamiento para

las muestras control, lo cual se verifico a simple vista a partir

del día 12 de almacenamiento. El valor de (IB) vario con el

tiempo y a medida que este aumentaba, el valor (IB) también

lo hacía.

Según (Uquiche Carrasco & Cisneros Zevallos, 2002), cuando

el índice de IB se encuentra entre valores de 31 y 37, no se ve

formación blanca en la superficie de la zanahoria, pero si un

cambio de color de naranja intenso a naranja pálido.

106

0 2 4 6 8 10 12 14 16 1835

37

39

41

43

45

47

49

QUITOSANOCONTROL

TIEMPO (DIAS)

INDI

CE D

E BL

ANQ

UEAM

IEN

TO


2013

Según (Vitti, Kluge , Yamamoto, & Jacomino, 2003) , el tejido

blanqueado que se forma en la superficie de al zanahoria

mínimamente procesada, denominada “White blush” por

algunos investigadores, forma un producto con apariencia

envejecida y no atrayente. En cuanto para algunos

investigadores los blanquimientos es resultado de la

deshidratación de las células superficiales, debido a los daños

causados por el procesamiento, para otros es debido a la

formación de lignina y la superficie de los cortes. Para un

tercer grupo el blanqueamiento es causado por la

combinación de dos procesos una deshidratación y una

formación de lignina. Una deshidratación se refleja en una

pérdida de color reversible que es tanto más acentuada

cuanto mayor pérdida de agua. En cuanto a la activación del

metabolismo felinico y una producción de lignina, resultan en

una pérdida de color irreversible.

(Howard & Dewi, 1995), observaron para mini zanahorias

almacenadas a 2 ºC y embaladas en film de polietileno,

valores de IB de 43.6 después de 4 semanas de

almacenamiento, valores semejantes a este fueron

observados en el presente trabajo de investigación, pero en

un tiempo menor. No en tanto debe llevar en consideración

las posibles diferencias existentes entre las materias primas,

en lo que se refiere principalmente, en este caso una forma de

presentación del producto, estando la zanahoria mínimamente

procesada en trozos, es más susceptible blanqueamiento

para las mini zanahorias.

4.4.3. Análisis de la conservación de -caroteno durante el almacenamiento.

107


2013

Cuadro 30: Resultados de Tasa de conservación de -caroteno con respecto al tiempo de almacenamiento

Figura 31: Tasa de conservación de -caroteno con respecto al tiempo de almacenamiento

108

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

20

40

60

80

100

120

QutosanoControl

Tiempo (dias)

Cons

erva

cion

del

-car

oten

oDIAS

TASA DE CONSERVACION DE -CAROTENO (%)

Quitosano Control

0 100 100

2 98,07 96,65

5 97,43 89,36

7 94,48 84,35

9 88,34 79,22

12 84,53 73,88

14 81,26 68,65

16 78,34 61,02


2013

En cuanto a la conservación de -caroteno podemos observar

que durante los primero días (3 a 9) esta va en descenso para

las dos muestras que se analizaron, pero observamos

también que hay mayor pérdida de -caroteno en la muestra

control llegando a tener una tasa de conservación de 61.02%

de conservación de -caroteno a comparación de las

muestras cubiertas con quitosano que tuvo una tasa de

conservación de -caroteno de 78.34%.

4.4.4. Análisis de la Tasa de Respiración durante el almacenamiento.

La velocidad de respiración se realizó para cada análisis, las

muestras cubiertas con quitosano y las muestras control. La

respiración se monitoreo aproximadamente cada dos o tres

días durante el tiempo de almacenamiento.

Cuadro 31: Resultados de Tasa de Respiración con respecto al tiempo de almacenamiento

109

DIAS

TASA DE RESPIRACION mg

CO2/kg*hr

Quitosano Control

0 20,28 18,12

2 31,14 30,05

5 37,04 33,34

7 36,1 28,09

9 35,58 23,68

12 30,35 17,33

14 19,22 11,8

16 10,54 4,38


2013

Figura 32: Tasa de Respiración con respecto al tiempo de almacenamiento

Observamos que en el día 0 la tasa respiratoria en el control y

luego con el quitosano fueron 18.12 y 20.28 mgCO2/kg*hr

respectivamente. Durante los primeros dos días las

concentraciones de gases son más variables y luego se

estabilizan cambiando más lentamente. En las primeras 48

horas, las muestras cubiertas con quitosano tuvieron una

mayor velocidad de generación de CO2 que las muestras

control.

Se puede mencionar que se tienen mayores concentraciones

de CO2 para las muestras cubiertas con quitosano que las

110

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

5

10

15

20

25

30

35

40

QutosanoControl

Tiempo (dias)

Tasa

de

resp

iracio

n m

g CO

2/kg

*hr


2013

muestras control durante el periodo total de análisis, que fue

de 16 días.

Esto muestra que la utilización de quitosano como película de

recubrimiento para las zanahorias mínimamente procesadas

aumenta la cantidad de CO2 por lo tanto hay un incremento en

la velocidad de respiración. Sin embargo, según la literatura,

niveles de dióxido de carbono mayores al 5% prevendrán o

retrasaran muchas respuestas del tejido vegetal al etileno,

como es la maduración.

Según (Catarina Udlap) los niveles de O2 no deben caer por

debajo del 1% porque se genera respiración anaeróbica lo

que resulta en malos olores, maduración irregular y deterioro,

sin embargo esto depende del tipo de vegetal que se trate y el

tipo de empaque. Para ello caso de las zanahorias cubiertas

con quitosano no se detectó ningún olor desagradable ni

signos de deterioró durante al menos 14 y antes de 9 días

para las zanahorias control.

Se demuestra que durante el almacenamiento con la

atmosfera modificada generada en las zanahorias recubiertas

con quitosano se produce una disminución de oxigeno mayor

y más rápido que las zanahorias sin recubrir. De acuerdo con

la bibliografía concentraciones bajas de oxígeno y altas de

dióxido de carbono disminuyen y retardan la producción de

etileno.

4.4.5. Análisis de pH durante el almacenamiento

Cuadro 32: Resultados de Evaluación del pH con respecto al tiempo de almacenamiento.

111

DIAS pH

Quitosano Control

0 6,42 6,55

2 6,33 6,5

5 6,22 6,43

7 6,15 6,34

9 6,11 5,8

12 6,04 5,72

14 5,9 5,4

16 5,86 5,2


2013

Figura 33: Evaluación del pH con respecto al tiempo de almacenamiento.

En cuanto al pH de la zanahoria cubierta con películas de

quitosano presento un descenso en los valores durante el

almacenamiento, hay una disminución del pH para las

zanahorias control que esta entre 6.55 y 5.20 mientras que las

zanahorias con quitosano estuvieron entre 6.42 y 5.86, en

donde el pH del control en el día nueve tuvo un descenso

considerable por lo que de acuerdo a los investigadores se le

puede atribuir al aumento de las producción del ácido málico,

ascórbico y acético por bacterias lácticas.

Muchos microorganismos presentan pH óptimos de

crecimiento que se marcan entre 5.4 a 6.3, las lácticas entre

112

0 2 4 6 8 10 12 14 16 184.95.15.35.55.75.96.16.36.56.7

QutosanoControl

Tiempo (Dias)

pH


2013

5.5 a 6.0 para los alimentos la línea de demarcación es de

4.5.

En las muestras con quitosano en el pH disminuyo

ligeramente manteniendo el producto en un estado aceptable;

por su parte la muestra control tuvo una tendencia más a

acidificarse por lo que algunos microorganismos como los

mohos, las levaduras y las bacterias acido lácticas son

aciduricos por lo

que crecen en

alimentos de alta

acidez y por lo tanto el

producto se

expondrá al

deterioro.

4.4.6. Análisis de la Acidez Titulable

durante el almacenamiento.

Cuadro 33: Resultados de Evaluación de la Acidez Titulable con respecto al tiempo de almacenamiento.

113

DIASACIDEZ TITULABLE

Quitosano Control

0 0,571 0,3812

2 0,615 0,3448

5 0,6808 0,335

7 0,7514 0,3026

9 0,7833 0,4418

12 0,772 0,4582

14 0,8221 0,5724

16 0,8365 0,692


2013

Figura 34: Evaluación de la Acidez Titulable con respecto al tiempo de almacenamiento.

La acidez de la zanahoria cubierta con quitosano tuvo un

incremento con respecto al periodo de almacenamiento en

donde tuvieron valores entre 0.5710 hasta 0.8365 (% de ácido

ascórbico) y de muestra control que están entre 0.3812 hasta

0.6920.

Se puede indicar que las muestras con quitosano mantiene la

acidez en incremento esto debido a los ácidos orgánicos que

aumentan como resultado una reducción de los valores de la

textura, que se caracteriza por el reblandecimiento de los

tejidos durante el almacenamiento y en el cual el ácido

ascórbico que es el principal componente de la zanahoria.

Este aumento de la acidez puede ser influenciada por la

respiración que puede acelerar durante los días de

almacenamiento.

4.4.7. Análisis de Solidos Solubles (ºBrix) durante el almacenamiento.

114

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

QutosanoControl

Tiempo (dias)

Acid

ez ti

tula

ble


2013

Cuadro 34: Resultados de Evaluación de Solidos Solubles (ºBrix) con respecto al tiempo de almacenamiento

Figura 35: Evaluación de Solidos Solubles (ºBrix) con respecto al tiempo de almacenamiento

Para el contenido de solidos solubles para la zanahoria

cubiertas con películas de quitosano, se observa un

incremento mínimo desde el primer día para las muestras con

quitosano desde 7.2 hasta 8.0 para luego seguir en forma

lenta en todo el periodo de almacenamiento por otro lado las

115

0 2 4 6 8 10 12 14 16 185

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

QuitosanoControl

Tiempo (dias)

º Br

ixDIAS

SOLIDOS SOLUBLES (ºBRIX)

Quitosano Control0 7,2 6,752 7,05 7,35 7,4 7,627 7,52 89 7,78 8,28

12 7,7 8,1514 7,85 7,6816 8 7,25


2013

muestras control tuvieron una aceleración hasta el día noveno

en el cual descendió en adelante hasta el final del periodo de

almacenamiento sus valores fueron 6.75 hasta 7.25, esto

demuestra que al muestra control tuvo una mayor alza den su

velocidad de azucares pero decayó porque empezó a

deteriorarse en cambio la velocidad de azucares de la muestra

con quitosano no altero significativamente el contenido de

solidos solubles hasta el final de todo el periodo de

almacenamiento por lo tanto mantuvo el producto en buen

estado de conservación.

4.5. ANALISIS MICROBIOLOGICO DURANTE EL ALMACENAMIENTO

Con respecto a la evaluación microbiológica se hicieron tres

diluciones para sembrar cada muestra (10-1, 10-2, 10-3) y se sembró

por duplicado para cada dilución, esperando el crecimiento de

levaduras, hongos y crecimiento de bacterias.

Los resultados del cuadro siguiente son el promedio de UFC de cada

muestra para cada día de análisis.

Cuadro 35: Resultados de Análisis de UFC con respecto al tiempo de almacenamiento.

116

DIAS UFCQuitosano Control

0 0 02 2500 30005 6000 70007 7800 86009 9000 10000

12 14900 1800014 16000 3540016 20000 38500


2013

Figura 36: Análisis de UFC con respecto al tiempo de almacenamiento.

Como se observa claramente, el quitosano inhibió el crecimiento

microbiano de manera importante de levaduras y bacterias en

comparación con las zanahorias control en el cual el quitosano

cumple la función de protector cubriendo al producto y evitando el

ataque microbiano.

117

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

UFC QuitosanoUFC Control

Tiempo (Dias)

UFC


2013

Para el caso de los hongos, estos desaparecieron un poco más

rápidamente en las zanahorias cubiertas que en las sin recubrir. Esta

desaparición se debe probablemente a la inhibición competitiva por

parte de las bacterias o a una acción fungistática más efectiva contra

los hongos, ya que los hongos comienzan a desaparecer conforme el

número de UFC de bacterias se vuelva mayor.

4.6. ANALISIS SENSORIAL CON RESPECTO AL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO

El análisis sensorial se realizó a través de pruebas de comparación

múltiple con un panel semi-entrenado compuesto por 15 personas,

esta evaluación se llevó a cabo a través del periodo de

almacenamiento de las zanahorias mínimamente procesadas

cubiertas con películas de quitosano, la preferencia por los productos

con respecto a su apariencia general fue realizada comparando tres

muestras y un control almacenadas durante los días 0, 7, 12 y 16

respectivamente a temperaturas de refrigeración donde se determinó

si existe diferencia significativa para un nivel de significancia de 0.05 y

0.01 (Anexo 1)

Cuadro 36: Resultados del Análisis Sensorial para muestra cubierta con Quitosano.

118


2013

Cuadro 37: Análisis de Varianza para la muestra cubierta con quitosano

F calculado = 20.45 > F (tablas) 3.34 al 5% y 5.45 al 1% entonces

existe diferencia significativa.

Los valores-P prueban la significancia estadística de cada uno de los

factores. Puesto que un valor-P es menor que 0,05, este factor tiene

un efecto estadísticamente significativo sobre Grado de diferencia

con un 95,0% de nivel de confianza.

119

JUEZ MUESTRASTOTALNº A B C

1 1 0 4 52 0 1 5 63 1 2 4 74 1 1 3 55 1 1 5 76 0 2 4 67 0 1 5 68 1 0 1 29 0 2 2 4

10 0 1 2 311 0 0 1 112 1 2 4 713 0 1 3 414 1 2 0 315 0 3 2 5

Suma 7 19 45 71Media 0,47 1,27 3

Fuente Suma de Cuadrados

Gl Cuadrado Medio

Razón-F Valor-P

EFECTOS PRINCIPALES

A:Jueces 16,3111 14 1,16508 0,95 0,5233B:BLOQUE 50,3111 2 25,1556 20,50 0,0000RESIDUOS 34,3556 28 1,22698

TOTAL (CORREGIDO)

100,978 44


2013

Al realizar la evaluación si es que existe diferencia o no, durante los

días de almacenamiento 0, 7, 12 y 16, se determinó que existe

diferencia significativa en la muestra con quitosano a partir del

décimo segundo día hacia delante, se determinó que existe

diferencia significativa en la muestra con quitosano a partir del

décimo segundo día hacia delante, estableciendo así la vida útil de

la zanahoria mínimamente procesadas y cubiertas con películas de

quitosano.

4.7. EVALUACION DE LA VIDA UTIL DE LA ZANAHORIA MINIMAMENTE PROCESADA CON CUBIERTAS PELICULAS DE QUITOSANO ALMACENADA EN REFRIGERACION.

La vida útil de la zanahoria mínimamente procesada cubiertas con

películas de quirosano se realizó a partir de análisis de la tasa de

conservación de - caroteno, razón de pérdida de peso y cambio de

color, Microbiológicos (hongos. Bacterias y levaduras), análisis

sensoriales y fisicoquímicos los cuales se realizó desde el primer día

de almacenamiento y luego fueron realizados a intervalos del 7, 9, 12

y 16 días.

Se realizó una evaluación sensorial hecha por 15 jueces

semientrenados que hicieron una comparación donde decidieron si

hallaban diferencia significativa entre loa muestra control y la muestra

cubierta con películas de quitosano respectivamente, para el análisis

organoléptico el resultado de los jueces fue de doce como máximo,

fue fijado hasta donde el producto se considera apto para su consumo

en donde no se encuentra diferencia significativa donde no se

encuentra diferencia significativa alguna por otro lado se observó que

se hubo diferencia significativa en el día 16 para las muestras con

quitosano, a un nivel de significancia 5%.

120

CAPÍTULO V:CONCLUSIONES

Y RECOMENDACIONES


2013

CONCLUSIONES

Las operaciones de procesamiento mínimo son: recepción, clasificación,

lavado y sanitizacion (1), pelado, cortado, lavado y sanitizacion (2),

lavado de enjuague, drenado, inmersión en la solución de quitosano,

selección final, pesado y empacado, almacenamiento.

Las características fisicoquímicas de la materia prima fueron:

rendimiento 85.70%, humedad 88.56%, color L: 64.13 a: 23.13 y b:

46.99, sólidos solubles 6.75, acidez titulable 0.36, pH 6.55, conservación

de beta caroteno 13.83 y una tasa respiración de 16.00 mgCO2/Kg*hr.

Los componentes para la formación de películas de quitosano, que

tienen efectos significativos sobre la conservación de caroteno, Razón

de pérdida de peso y Cambio neto de color, en el procesamiento mínimo

de la zanahoria son: Quitosano, Ácido Oleico, Ácido Cítrico.

Los valores óptimos para la composición de películas de quitosano

según las variables significativas son: Concentración de quitosano 1.0%,

Concentración de ácido oleico 0.6% y Concentración de ácido cítrico

1.5%.

Hubo un efecto deseable sobre el cambio de color en las zanahorias con

quitosano, ya que las zanahorias sin la película se pusieron blancas

debido a la deshidratación la cual fue disminuida por la película de

quitosano resultando por lo tanto en la conservación del color durante el

tiempo de almacenamiento.

La pérdida de peso fue comparablemente mayor en la zanahorias sin

recubrir que en las que contenían la película, con lo cual puede decirse

que la cubierta de quitosano aplicada en las zanahorias, impide que el

115


2013

agua salga de estas y migre fuera del empaque, provocando pérdidas

tanto de textura como en color.

Las muestras cubiertas con quitosano obtuvieron un porcentaje máximo

de la fase de conservación de caroteno en un 89.62%

Las muestras cubiertas con quitosano obtuvieron un porcentaje máximo

en la razón de pérdida de peso de 0.9633.

Las muestras cubiertas con quitosano obtuvieron un porcentaje mínimo

del cambio neto de color en un 5.605.

El producto final de las muestras cubiertas con quitosano bajo las

condiciones óptimas presento las siguientes características

fisicoquímicas: Tasa de respiración 30.35, Brix 7.7, pH 6.04, Acidez

0.7720, conservación de caroteno 84.53%, razón de pérdida de peso

0.9580.

Las condiciones de almacenamiento a temperatura de refrigeración para

la zanahoria mínimamente procesada con películas de quitosano resulta

tener diferencia estadística significativa a partir del día 12 hacia delante

en la conservación del caroteno, razón de pérdida de peso y cambio

neto de color.

116


2013

RECOMENDACIONES

Aplicar películas de quitosano con diferentes plastificantes

Manejar diferentes temperaturas en el proceso de almacenamiento

Aplicar películas de quitosano a otras frutas y verduras mínimamente

procesadas y estudiar qué efecto tienen cobre la vida útil de anaquel.

117


2013

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120

ANEXOS:


2013

ANEXO 1

MEDICIÓN DE LA RESPIRACIÓN

Objetivo:

Medir la respiración de algunas frutas y hortalizas, mediante la captura

del CO2 que es liberado por el vegetal.

Materiales:

Frasco de almacenamiento de la fruta o reactor

Trampas espiralazas de Ba(OH)2 , o tubo de petenkoffer

Bomba oxigenadora de acuario.

Trampas de KOH

Balanza

Mangueras de látex

Cronometro

Soportes

Solución de KOH al 9%

Solución de Ba(OH)2 0.1N

Acido oxálico 0.1 N

Fenolftaleína

Para evaluar respiración: 500 gr de la muestra

Métodos:

Montar el respirometro según el diagrama adjunto en la figura 2.

Pesar y Colocar la fruta u hortaliza (promedio de 1kg) en el reactor

Colocar 90 ml de KOH al 9% en las trampas

Regular el flujo de aire de la bomba de pecera.

Efectuar barrido en las cámaras durante 10 minutos

Colocar 30 ml de Ba(OH)2 en las trampas

Dejar las frutas respirando durante 15 a 25 minutos

121


2013

Suspender el paso de aire

Pasar a un erlenmeyer limpio la solución de Ba(OH)2

Titular rápidamente con solución de ácido oxálico

Hacer un blanco para cada determinación

Calcular la intensidad respiratoria según la siguiente fórmula:

Formula: Intensidad Respiratoria

(Vb – Vm) x N x 22 x 60IR =

W x t

Donde:

Vm = Volumen de ácido oxálico para titular la muestra (ml)

Vb = Volumen de ácido oxálico para titular el blanco (ml)

N = Normalidad del ácido oxálico (meq/L)

W = Peso de la muestra

t = Tiempo de barrido

60 = Factor de conversión para el tiempo (min/Hr)

22 = Peso miliequivalente del CO2 (g/meq)

I. R. = Intensidad respiratoria (mg CO2/Kg.Hr)

ANEXO 2

122


2013

MEDICIÓN INSTRUMENTAL DEL COLOR

Objetivos

Evaluar la maduración o el grado de desarrollo de frutas y hortalizas Determinar del color de frutas y hortalizas, mediante el método arbitrario y el

método analítico usando un colorímetro.

Materiales

Cuchillos Balanza Colorímetro konikaminolta cr400 Computador Frutas en diferentes estadios de madurez y que varíen de color (mango,

tomate, manzana, plátano, papaya)

Métodos Por referencia a una clasificación creada por el interesado:

Clasificar las frutas en sus diferentes estadios de madurez de acuerdo

a la tabla que se muestra.

Una vez ya clasificados las frutas, describirlas.

Tomar fotografías e insertarlas a la tabla según su clasificación

Comparar con el método analítico las frutas analizadas.

Determinación de Color por método analítico:

Calibrar el colorímetro con el blanco.

Determinar la luminosidad descrita por L*. El color negro presenta una

luminosidad de 0 mientras que el blanco presenta una luminosidad de

100. Los parámetros a* y b* se utilizan para evaluar la saturación y el

tono. La saturación nos da la pureza de un color y el tono es el color

propiamente dicho. Para el cálculo se utilizara la siguiente expresión:

123


2013

Saturación=¿¿Tono en variedades rojas = arctg b*

a*

Tono en variedades Verdes y Amarillas = a*+b* Seleccionar el espacio de color en el cual se va realizar la lectura.

Tomar una muestra de fruta y colocarlo en Colorímetro y realizar la

lectura, realizar de 3 a 4 lecturas en diferentes lugares de la muestra,

según la figura 04.

Limpiar el objetivo del colorímetro después de realizada cada una de

las lecturas.

Anotar los valores de los parámetros L*, a*, b*

Promediar las lecturas

Incluir los resultados la tabla 4 de color.

ANEXO 3

124


2013

PRUEBA DE COMPARACION MULTIPLE DURANTE LA ETAPA DE ALMACENAMIENTO

Nombre:

Fecha:

Instrucciones: Usted va a recibir una muestra patrón marcado con P y 3

muestras codificadas. Compare las muestras con el patrón enseguida señale el

grado de diferencia de acuerdo con la escala. Gracias.

Grado de diferencia:

COMENTARIOS:----------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------------------

ANEXO 4

125

Ninguno 0

Ligero 1

Regular 2

Mucho 4

Extremo 5

MUESTRA PUNTAJEABC


2013

PERFIL DE STATGRAPHICS CENTURION XVI – CREACIÓN DEL DISEÑO

DDE CREAR DISEÑO DISEÑO NUEVO

Llenamos las opciones de creación de diseños:

DE CRIBADO #Variables # Factores Comentario ACEPTAR

126

De Cribado: Para determinar la influencia en la respuesta considerando su significancia estadística.

Se colocan el número de variables que tenemos

Se colocan el número de factores que tenemos


2013

Luego describimos cada una de los factores:

127

Se colocan los nombres de los factores, sus niveles y sus unidades.


2013

Continuamos con la definición de las variables respuestas, las cuales son 3:

128

Se colocan los nombres de las variables y sus unidades (si las tuviera)


2013

Elegimos el diseño adecuado con respecto a nuestra definición 23= 8 tratamientos

Ahora tenemos nuestro diseño ya casi terminado:

129

Modelo fijado al inicio


2013

Ahora tenemos nuestro diseño creado:

Aquí observamos nuestra hoja de datos, en la cual llenaremos nuestras variables respuestas finalizado el experimento.

130

Documents

Proyecto de Investigacion Final