UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
EFECTO DE LA RADIACIÓN UV – C SOBRE EL TIEMPO DE
VIDA ÚTIL DE CARAMBOLA (
Averrhoa carambola
L
.
)
ALMACENADA EN REFRIGERACIÓN
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA DE ALIMENTOS
NORMA ELIZABETH HUERA ALDÁS
DIRECTORA: ING. CARLOTA MORENO
DECLARACIÓN
Yo HUERA ALDÁS NORMA ELIZABETH, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
___________________
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Efecto de la radiación UV – C sobre el tiempo de vida útil de carambola (Averrhoa
carambola L.) almacenada en refrigeración”, que, para aspirar al título
de Ingeniera de Alimentos fue desarrollado por Norma Huera, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.
___________________
Ing. Carlota Moreno DIRECTORA DEL TRABAJO
El presente trabajo de titulación fue parte del proyecto de investigación:
DEDICATORIA
A mi padre que está en el cielo, por enseñarme a luchar sin claudicar a pesar de los obstáculos, por el aroma tenue de su ejemplo que reluce en la vida de mis hermanos, aunque tuvo que emprender su vuelo hacia la eternidad, su recuerdo latente es el que descifra mi calzada para continuar. A él, quien con todo su amor afrontó batallas para dar a su hogar lo mejor y me permitió vivir en un nido lleno de amor junto a mi madre y hermanos, aunque hoy ya no puedo abrazarle puedo perder mi mirada en las nubes para saber que está siempre conmigo.
A mi hermano Ricardo quien apresuró su partida hacia la eternidad, por enseñarme a valorar cada detalle de la vida, por el fijo recuerdo de su tierna sonrisa que retumba en cada latido de tristeza y alegría, recordándome que la meta es dar lo mejor cada día. Una acrobacia de las olas apartó de mi lado parte de mi vida, el océano le enrolló entre sus aguas llevándolo al sueño profundo pero este ángel aunque ya no está físicamente conmigo es el que me ha dado fuerza para perseguir mis sueños.
AGRADECIMIENTO
A Dios, por ser la luz y el sortilegio de mi vida.
A mi mamita, mi más bella flor, por la grandeza de su amor e incondicional apoyo; su paciencia incomparable frente a mis destellos de estrés. Aunque la distancia me impide tenerle siempre cerca, es ella mi fortaleza, mi alegría y consuelo. Porque a pesar del dolor por la partida de mi padre y hermano fue ella quien abrigó mi corazón para darle una tregua al dolor y abordar el vuelo otra vez. Por cada llamada, en las que se empapaban mis mejillas tras el teléfono al escuchar su voz; era el puñado de sus tiernas palabras salpicándome de fuerzas para continuar.
A mis hermanos: Sandry, Wilmar, Jairo, Alex, Iliana, Roberto y Leito por estar siempre unidos y acrecentar el ejemplo que nos dejó papá. Por sus frases de aliento y sus reprimendas que me hacían huir pero que me ayudaron a ser mejor. Gracias a mis hermanos mayores, los mejores que pude tener, por todo su esfuerzo para darme lo mejor, pero sobretodo; por su ejemplo digno y cariño incondicional. Y a mi hermano menor, Leito, porque fue mi alarma diaria de empuje para ir a mis clases y ejecutar mi tesis, por su ejemplar constancia y responsabilidad; la melódica compañía en las noches de estudio cobijando al frío y sueño con sonrisas de amor.
A todos mis sobrinitos quienes adornan mi vida con el capullo de sus sonrisas y travesuras.
A José Luis, la ilusión latente de alegría en mi corazón, por ser el soporte de verano en la conquista del mejor árbol de carambola. A pesar de la lluvia en la calzada y el juego a escabullirse de la carambola construyó un viaje de otoño rompiendo las leyes del cansancio, gracias por ser el auxiliar de esta conquista pero sobretodo, gracias por su paciencia, sinceridad y cariño; por la naturalidad de florecer en mi refugio siempre que quiero escabullirme del dolor. Gracias por haber estado en la travesía de mi tesis, pero sobretodo, gracias por estar en la travesía de mi vida.
A la Ing. Carlota Moreno, mi directora de tesis, por su excelente apoyo profesional, por permitirme formar parte del equipo de Investigación, pero sobretodo por la valiosa amistad brindada durante mi trayecto universitario.
A la Bioq. María José Andrade, por haber sido un pilar de apoyo no solo en la elaboración de mi tesis, sino en la labor que desempeñé en las prácticas de los Laboratorios de Ingeniería de Alimentos. Gracias por la confianza depositada en mí, por la voz de aliento que me levantó, por los consejos y cariño, gracias por ser una gran amiga.
A la Universidad Tecnológica Equinoccial por constituir un nido de mis sueños, gracias a autoridades y maestros por la formación profesional e integral proporcionada.
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN ... viii
ABSTRACT ... x
1. INTRODUCCIÓN ... 1
1.1. OBJETIVOGENERAL ... 3
1.2. OBJETIVOESPECÍFICOS ... 3
2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ... 5
2.1GENERALIDADESDELACARAMBOLA ... 5
2.1.1. ORIGEN Y DISTRIBUCIÓN ... 7
2.1.2. TAXONOMÍA ... 7
2.1.3. CARACTERÍSTICAS DEL FRUTO Y VARIEDADES ... 8
2.1.4. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL Y USOS ... 9
2.1.5. PRODUCCIÓN EN EL ECUADOR ... 11
2.1.6. CULTIVO ... 11
2.1.7. COSECHA Y CALIDAD ... 12
2.1.8. TRANSPORTE... 15
2.1.9. COMERCIALIZACIÓN ... 15
2.2. POSCOSECHA ... 16
2.2.1. FACTORES INVOLUCRADOS EN EL DETERIORO ... 19
2.2.1.1. Factores Biológicos ... 19
2.2.1.2. Factores físicos ... 23
2.2.1.3. Factores ambientales ... 23
2.3. TECNOLOGÍAPOSCOSECHA ... 23
2.3.1. MANEJO DE TEMPERATURA ... 25
2.3.2. CONTROL DE HUMEDAD RELATIVA ... 26
2.3.3. ATMÓSFERAS MODIFICADAS... 26
2.3.4. RECUBRIMIENTOS ... 27
2.4. RADIACIÓN ULTRAVIOLETA ... 27
ii PÁGINA 2.4.2. APLICACIONES DE LA RADIACIÓN UV – C EN LA INDUSTRIA
DE ALIMENTOS ... 31
2.4.2.1. Aplicación de la radiación UV- C en frutas y hortalizas ... 33
3. METODOLOGÍA ... 35
3.1. MATERIALVEGETAL ... 35
3.2. CARACTERIZACIÓNFISICOQUÍMICA ... 37
3.2.1. PESO ... 37
3.2.2. LONGITUD Y DIÁMETRO ... 37
3.2.3. DENSIDAD ... 38
3.2.4. pH ... 38
3.2.5. ACIDEZ TITULABLE TOTAL ... 39
3.2.6. SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES ... 39
3.3. ANÁLISISPROXIMAL ... 40
3.4. TRATAMIENTOCONRADIACIÓNUV-CYSELECCIÓNDEDOSIS EFECTIVA ... 41
3.4.1. PÉRDIDA DE PESO ... 43
3.4.2. COLOR SUPERFICIAL ... 44
3.4.3. INDICE DE DAÑO ... 44
3.4.4. FIRMEZA ... 47
3.4.5. pH, ACIDEZ TITULABLE TOTAL, SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES E ÍNDICE DE MADUREZ ... 47
3.4.6. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS ... 48
3.4.6.1. Preparación de Muestra e Inoculación ... 48
3.4.6.2. Interpretación de Resultados ... 49
3.5. DISEÑOEXPERIMENTALYANÁLISISESTADÍSTICO ... 50
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 51
4.1. CARACTERIZACIÓNFÍSICOQUÍMICA ... 51
4.1.1. PESO ... 51
4.1.2. LONGITUD Y DIÁMETRO ... 53
iii PÁGINA 4.1.4. pH, SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES, ACIDEZ TITULABLE
TOTAL E ÍNDICE DE MADUREZ ... 55
4.2. ANÁLISISPROXIMAL ... 57
4.3. SELECCIÓNDELADOSISEFECTIVADEUV–C ... 58
4.3.1. PÉRDIDA DE PESO ... 58
4.3.2. COLOR ... 60
4.3.3. ÍNDICE DE DAÑO ... 61
4.3.4. FIRMEZA ... 62
4.3.5. pH, ACIDEZ TITULABLE TOTAL, SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES, E ÍNDICE DE MADUREZ ... 64
4.3.6. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS ... 66
4.4. EFECTODELARADIACIÓNUV-C ... 67
4.4.1. EFECTO DE LA RADIACIÓN UV-C SOBRE LA PÉRDIDA DE PESO ... 67
4.4.2. EFECTO DE LA RADIACIÓN UV-C SOBRE EL COLOR ... 69
4.4.3. EFECTO DE LA RADIACIÓN UV-C SOBRE EL ÍNDICE DE DAÑO ... 70
4.4.4. EFECTO DE LA RADIACIÓN UV-C SOBRE LA FIRMEZA ... 71
4.4.5. EFECTO DE LA RADIACIÓN UV-C SOBRE pH, SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES, ACIDEZ TITULABLE TOTAL E ÍNDICE DE MADUREZ ... 73
4.4.6. EFECTO DE LA RADIACIÓN UV-C EN EL DESARROLLO DE AEROBIOS MESÓFILOS TOTALES, MOHOS Y LEVADURAS . 75 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 80
5.1. CONCLUSIONES ... 80
5.2. RECOMENDACIONES ... 82
BIBLIOGRAFÍA ... 83
iv
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Sinonimia internacional y nombres comunes ... 6
Tabla 2. Composición nutricional de la carambola. ... 10
Tabla 3a.Etapas de cultivo ... 11
Tabla 3b.Exigencias agroecológicas del cultivo ... 12
Tabla 4. Fisopatías, daños físicos y enfermedades que se presentan en la Carambola ... 18
Tabla 5. Tasa de respiración de la carambola ... 20
Tabla 6. Factores ambientales involucrados en el deterioro de productos hortofrutícolas ... 24
Tabla 7. Clasificación de las zonas de estudio ... 35
Tabla 8. Métodos usados en el análisis proximal de carambola ... 40
Tabla 9. Tratamientos y dosis de radiación UV-C ... 41
Tabla 10. Peso de frutos de carambola de diferentes zonas de cultivo del Ecuador ... 52
Tabla 11. Dimensiones de frutos de carambola de diferentes zonas de cultivo del Ecuador ... 53
Tabla 12. Volumen de frutos de carambola de diferentes zonas de cultivo del Ecuador ... 54
Tabla 13. Parámetros químicos de frutos de carambola de diferentes zonas de cultivo del Ecuador ... 55
Tabla 14. Análisis Proximal de frutos de carambola en base a 100 g de porción comestible ... 57
v PÁGINA
Tabla 16. Parámetros de color de frutos de carambola durante el
almacenamiento a 7°C ... 60 Tabla 17. Firmeza en frutos de carambola almacenados a 7°C ... 63 Tabla 18. Parámetros químicos de frutos de carambola durante el
almacenamiento a 7°C ... 65 Tabla 19. Parámetros de color de frutos de carambola durante el
almacenamiento a 7°C ... 69 Tabla 20. Firmeza de frutos de carambola durante el almacenamiento a
7°C ... 72 Tabla 21. Parámetros químicos de frutos de carambola durante el
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Fruta de carambola ... 5
Figura 2. Planta de carambola: a) árbol, b) flores, c) fruto, d) hojas ... 7
Figura 3. Maduración de la carambola ... 13
Figura 4. Escala general de la calidad de la carambola ... 14
Figura 5. Poder de penetración de las radiaciones ionizantes ... 28
Figura 6. Absorción de la luz UV – C por el ácido nucleico ... 29
Figura 7. Transporte de carambola ... 36
Figura 8. Empaque de carambola ... 42
Figura 9. Almacenamiento de carambola ... 42
Figura 10. Peso de frutos de carambola de diferentes zonas de cultivo del Ecuador ... 51
Figura 11. Pérdida de Peso de carambola durante el almacenamiento a 7°C ... 58
Figura 12. Índice de daño de muestras control y tratadas en función del tiempo de almacenamiento a 7 °C. ... 62
Figura 13. Desarrollo de microorganismos aerobios mesófilos totales en frutos frescos de carambola almacenados a 7°C. ... 66
Figura 14. Pérdida de Peso de carambola durante el almacenamiento a 7°C ... 68
Figura 15. Índice de daño de frutos de carambola almacenados a 7 °C ... 71
Figura 16. Desarrollo de microorganismos aerobios totales en carambola almacenada a 7°C. ... 76
Figura 17. Desarrollo de mohos en carambola almacenada a 7°C. ... 78
vii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO I
Mapa de las zonas de producción de carambola ... 96
ANEXO II
Campo de cultivo, cosecha y selección de carambola ... 97
ANEXO III
viii
RESUMEN
x
ABSTRACT
1
1. INTRODUCCIÓN
La carambola (Averroha carambola L.) es una fruta tropical cotizada en los mercados internacionales, conocida popularmente como “fruta estrella”. Su consumo es muy recomendado, ya que constituye una gran fuente de nutrientes, es rica en vitamina A y C, oxalato de calcio, fibra soluble y potasio (Zudaire & Yoldi, 2001). Posee un gran contenido de agua por lo cual es altamente perecible y está sujeta a la deshidratación (marchitamiento, arrugamiento) y a daños mecánicos, haciéndola además, susceptible a los ataques de bacterias y hongos, que ocasionan deterioro patológico (Martínez, 2009).
Muchos factores pre y poscosecha influyen en la composición y la calidad de las frutas y hortalizas. Entre ellos se incluyen factores genéticos (selección de cultivares y patrones); las condiciones climáticas pre-cosecha y las prácticas culturales; la madurez fisiológica en el momento de la cosecha y el método de recolección; procedimientos de manejo poscosecha y métodos de conservación (Goldman, Kader, & Heintz, 1999). Estos factores se traducen en elevadas pérdidas de calidad durante su comercialización y distribución en los mercados (Rivera, Gardea, Martínez, Rivera, & González, 2007).
2 por lo que se están estudiando nuevas tecnologías de tratamiento que permitan inactivar los microorganismos patógenos y de deterioro pero que mantengan las características nutritivas y de calidad de los alimentos tratados (Falguera, Pagán, Garza, Garvín, & Ibarz, 2011). Dentro de estas tecnologías se encuentra la radiación UV- C que constituye una forma de radiación no ionizante que no penetra más allá de las superficies y es generalmente conocida como germicida; puede inactivar bacterias, hongos y virus. El efecto germicida de la radiación UV-C se ha empleado en diferentes alimentos como un método de desinfección superficial, al no dejar residuos en el producto es considerada una buena alternativa de conservación (Fonseca, 2009). Se ha comprobado que su mayor acción germicida se da a una intensidad de 254 nm por lo que ha sido ampliamente estudiada en varios tejidos vegetales (Rivera, Gardea, Martínez, Rivera, & González, 2007).
3 La carambola es una fruta tropical altamente perecedera y frágil si no se mantiene una cadena de control durante su almacenamiento, esto produce alteraciones estructurales, bioquímicas y microbiológicas (Muñoz, 2013); la falta de procesos y aplicación de tecnología poscosecha modernos, económicos y medioambientales proporciona productos de baja calidad fisicoquímica, sensorial y nutricional para el consumidor de diferentes partes del mundo; evitando el desarrollo económico y social de los agricultores u otros agentes vinculados a estos (Castilla, 2007). En Ecuador, se han reportado casos de fracaso en su exportación en estado fresco debido a su corta vida en anaquel y sensibilidad a daños por frío (Muñoz, 2013); aplicar una técnica de poscosecha adecuada constituye un factor relevante para tener éxito en su comercialización (Miravele, 1997). Por esta razón, el presente trabajo de investigación tiene los siguientes objetivos:
1.1. OBJETIVO GENERAL
Estudiar el efecto de la radiación UV-C sobre el tiempo de vida útil de la carambola (Averrhoa carambola L.) almacenada en refrigeración.
1.2. OBJETIVO ESPECÍFICOS
Evaluar las características fisicoquímicas de carambola de distintas zonas de cultivo del Ecuador.
Seleccionar la dosis de radiación UV-C efectiva para prolongar la vida útil de carambola almacenada en refrigeración.
5
2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1 GENERALIDADES DE LA CARAMBOLA
La carambola (Averroha carambola L.) es una fruta exótica subtropical que pertenece a la familia Oxalidaceae y es originaria de Asia Tropical. Su forma
ovoide y elipsoidal con costillas pronunciadas le otorga la forma atractiva de
estrella cuando es cortada en rodajas por su sección transversal, como se
muestra en la figura 1, siendo conocida como “fruta estrella” en el mercado
internacional (SICA, 2001).
Figura 1. Fruta de carambola
6 pueden ser de estilo largo o corto (Bernal, Tamayo, Londoño, & Hincapie, 2001).
En el mundo existen diversos y numerosos nombres bajo los cuales se conoce a la fruta del árbol de carambolo (Averrhoa carambola L.) (Díaz, 2004). La tabla 1 indica una sinonimia internacional y nombres comunes de esta fruta.
Tabla 1. Sinonimia internacional y nombres comunes
País Nombre
Ecuador Fruta china, tamarindo chino, carambola Brasil Lima de Callenas, Camboya
Venezuela Tamarindo chino, tamarindo dulce Colombia Carambolo, caramelo
México Carambola, árbol de pepino, bambolea, carambolo
República Dominicana Cinco dedos
Francia Pomme de Goa, carambole, Camboya China Yangto, durazno extranjero
Filipinas Balimbing, Camboya India Kamranga
USA Starfruit, camboya Inglaterra Averroha, Starfruit Alemania Karambole, Sterfrucht,
Baurnstachelbeere China Yeung toe
India Kam(a)ranga Malasia Blimbing Tailandia Ma-Feung
7 Figura 2. Planta de carambola: a) árbol, b) flores, c) fruto, d) hojas
2.1.1. ORIGEN Y DISTRIBUCIÓN
La carambola (Averroha carambola L.) se cultiva en muchas áreas tropicales y subtropicales cálidas del mundo. En Ecuador se cultiva principalmente en zonas como Quinidé, Chone, Machala, La Maná, Quevedo, Bucay, El Triunfo, Santo Domingo de los Tsáchilas, entre otros (SICA, 2005).
2.1.2. TAXONOMÍA
La carambola (Averroha carambola L.) es un arbusto tropical de hoja perenne y puede tener un tronco simple o ramificado (Galán, 1993). Taxonómicamente se clasifica de la siguiente manera:
8 Nombre científico: Averroha carambola L.
2.1.3. CARACTERÍSTICAS DEL FRUTO Y VARIEDADES
El fruto de carambola es una baya carnosa de forma elipsoidal en el que se aloja una pulpa crujiente, jugosa y aromática. Su piel se caracteriza por un especial brillo y su color varía de verdoso a amarillento de acuerdo a su estado de maduración (Díaz, 2004).
Generalmente los frutos de carambola son muy frágiles y sensibles. Su longitud varía de 6 a 12 cm de largo por 3 a 6 cm de ancho, requieren un manejo especial y buenas condiciones de almacenamiento. El epicarpio es amarillo y brillante; el mesocarpio amarillo carnoso y acídulo. Los racimos del árbol de carambola contienen un promedio de 8 a 10 frutos y las mejores frutas se producen si están protegidos del sol a través del follaje de las hojas (Martínez, 2011).
Su atípica forma frutal, características organolépticas y valor nutricional le hacen una fruta adaptada y explotada en las últimas décadas en la región amazónica del continente americano, teniendo así una gran demanda a nivel mundial (Pinzón, León, & Mejía, 2007).
9 Crane (1994) menciona que dependiendo de la variedad, las prácticas de producción y el tiempo, los frutos se demoran de 60 a 75 días de la floración hasta madurar.
2.1.4. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL Y USOS
En la tabla 2 se muestra la composición nutricional de la carambola en base a 100 g de parte comestible.
La carambola o fruta china puede consumirse como fruta fresca, en bebidas, mermeladas, jaleas, fruta deshidratada, vinos, conservas, entre otros. Constituye una parte importante en la decoración de platos, tanto en forma completa como en rodajas debido a su atractiva forma de estrella mientras que el jugo se considera altamente refrescante (Bernal et al. 2001).
10 Tabla 2. Composición nutricional de la carambola.
Componente
Cantidad (g)
Agua 90.00
Proteínas 0.55
Grasas 0.30
Carbohidratos 9.00
Fibra 0.60
Ceniza 0.40
Minerales: (mg)
Calcio 5.00
Fósforo 18.00
Hierro 0.40
Vitaminas: (mg)
Caroteno (A) 90.00
Tiamina (B1) 0.04
Rivoflavina (B2) 0.02
Niacina (B3) 0.30
Ácido ascórbico (C) 35.00
11 2.1.5. PRODUCCIÓN EN EL ECUADOR
Ecuador presenta condiciones apropiadas para el desarrollo de la carambola o fruta china. Se la cultiva principalmente en la zona subtropical, sin embargo, el consumo interno es limitado, no es una fruta ampliamente conocida (SICA, 2001).
2.1.6. CULTIVO
La planta de carambola se adapta a diferentes climas así como a una gran variedad de suelos. En las tablas 3a y 3b se muestra las etapas de cultivo y los parámetros idóneos para las exigencias agroecológicas (SICA, 2005).
Tabla 3a. Etapas de cultivo
Etapa Descripción
Desarrollo de la plantación 3 años
Inicio de la cosecha Al tercer año
Vida económica
Perenne, depende de factores como la fertilización mineral y orgánica, entre otros.
12 Tabla 3b. Exigencias agroecológicas del cultivo
Parámetro Requisito
Clima: Sub tropical - semitropical
Temperatura:
26 - 28 ºC
Se adapta a regímenes de 18-25 ºC
Susceptible a daño por frío Humedad: 80% - 98%
Pluviosidad: 1200 – 2500 msnm Altitud: 0 – 800 msnm
Tipo de suelo:
Francos
Franco arcillosos con estructura friable, no soporta el
encharcamiento.
Calcáreos provocan deficiencia especialmente en micro nutrientes. Acidez: pH: 5.0 – 6.8
Ventosidad:
El cultivo es altanamente susceptible en sitios de alta ventosidad
Formación ecológica: Bosque húmedo tropical y pre montano
(SICA, 2005)
2.1.7. COSECHA Y CALIDAD
13 En la figura 3 se muestra la maduración de la carambola desde su inicio en estado verde hasta su máximo desarrollo (PRONATTA, 2000).
Figura 3. Maduración de la carambola (PRONATTA, 2000)
La cosecha se realiza en forma manual con precaución de no provocar daños mecánicos debido a la sensibilidad de la fruta y se la recolecta en canastillas evitando roce entre frutas para impedir el desgaste, particularmente en los bordes de sus alas que le dan su forma inusual (PRONATTA, 2000).
Según Kader (2012) la carambola debe presentar los siguientes índices de calidad:
14 - Pulpa jugosa y crujiente
- La dulzura (glucosa, fructosa y sucrosa) y la acidez (ácidos oxálicos y málicos) varía entre cultivares; dulces pH = 3.8 - 4.1 y ácidos pH = 2.2 - 2.6
- Ausencia de magulladuras, daño de insectos, daño de pájaros, cicatrices a causa del viento, y pudriciones
- Fuente rica en vitamina A y C
En la figura 4 se muestra una escala general de la calidad de la carambola.
Figura 4. Escala general de la calidad de la carambola (PRONATTA, 2000)
15 2.1.8. TRANSPORTE
El fruto es susceptible al daño por frío, se sugiere transportar o almacenarlo a una temperatura de 7-10 ºC y de 90 – 95 % de humedad relativa, simultáneamente a los problemas derivados de la exposición a elevadas temperaturas la carambola es más tolerante que otros frutos tropicales. La meta del transporte es trasladar productos perecederos con la mínima pérdida de calidad (Thompson, 2009).
2.1.9. COMERCIALIZACIÓN
En el mercado nacional la carambola es poco conocida y su consumo es escaso, las zonas costeras donde se la cultiva la aprovechan en la elaboración de refrescos y vino. La demanda en el Ecuador se encuentra satisfecha con pocos volúmenes del producto. Su comercialización se genera en el mercado internacional. Los mercados europeos la importan principalmente de Malasia (MAGAP, 2012).
16
2.2. POSCOSECHA
Las frutas frescas son tejidos vivientes que están sujetos a cambios continuos después de la cosecha (Kader, 1992). La poscosecha comprende el periodo que transcurre entre la cosecha de los productos y su consumo; abarca las etapas de selección, clasificación, empaque, embalaje, transporte, y almacenamiento. Sin embargo, su realización total y parcial o la secuencia de ellas depende de cada cultivo (FAO, 2006). La conservación de los productos hortofrutícolas en buen estado constituye el propósito fundamental de la poscosecha (Bernal & Díaz, 2005).
Los defectos en la calidad de las frutas pueden tener un origen anterior a la cosecha como resultado de daños producidos por insectos, enfermedades, aves y agresiones químicas entre otros, sin embargo, se estima que las pérdidas por poscosecha en frutas son de 5 – 25 % en países desarrollados y de 20 – 50 % en países en desarrollo, dependiendo del producto, variedad y manejo (Kader, 2007).
17 Los consumidores de fruta cada vez son más exigentes en la calidad del producto a adquirir, por lo que la investigación actual sobre factores de calidad de frutos es intensa y continua. Entre los métodos poscosecha con mayores posibilidades de aplicación están: el uso de bajas temperaturas (refrigeración), tratamientos térmicos (agua caliente, vapor y aire caliente forzado), atmósferas modificadas o insecticidas y radiación ionizante tomando en cuenta criterios ecológicos que no dañen al medio ambiente, y que además sean económica y socialmente viable (Contreras, Arévalo, Becerril, Vásquez, & Escamilla, s.f.) .
18 Tabla 4. Fisopatías, daños físicos y enfermedades que se presentan en la
Carambola
Desorden Síntomas
Daño por congelamiento
- Picado superficial: cicatrices
pequeñas (1 mm), profundas y café oscuras, o grandes (1-2 mm), superficiales y café claras. - Pardeamiento del borde de las
venas
Daño por calor - Pardeamiento de la piel - Ablandamiento de la pulpa.
Arrugamiento por deshidratación
- Pérdida de peso en un 5% o más debido a un estrés hídrico.
Daños físicos
- Pardeamiento del borde de las venas
- Pardeamiento de la punta terminal - Magulladuras
Enfermedades
- Las enfermedades en los frutos de carambola son causados
19 2.2.1. FACTORES INVOLUCRADOS EN EL DETERIORO
Las pérdidas en poscosecha son consecuencia de la incidencia e interacción de diversos factores biológicos, físicos y ambientales (Kader, 2007).
2.2.1.1. Factores Biológicos
Entre los factores biológicos que causan el deterioro de los productos se incluyen:
Respiración
La respiración es el proceso metabólico por el cual la materia orgánica (carbohidratos, grasas, proteínas) se transforma en compuestos más simples con liberación de energía. Este proceso constituye una variable condicionante de la vida media de las frutas enteras y las mínimamente procesadas ya que es el responsable de la degradación oxidativa de los productos presentes en la célula (Geraldo, 2006).
Las frutas son tejidos vivientes que están sujetas a cambios continuos después de la cosecha, estos cambios están relacionados con la velocidad de respiración y de acuerdo a los patrones de respiración y etileno (C2H4) en
20 Los frutos climatéricos pueden seguir madurando fuera de la planta, aumentan la tasa de respiración y producción de etileno, factores responsables del proceso de maduración y envejecimiento del fruto. Los frutos no climatéricos, una vez separados de la planta apenas siguen madurando, presentan bajos niveles de respiración y producción de etileno, por lo que se los recolecta una vez alcanzada su madurez (Gil, 2010).
En la tabla 5 se indica la tasa de respiración de la carambola a diferentes temperaturas. Según la estructura y ritmo respiratorio, la fruta china es un fruto no climatérico ya que presenta una intensidad respiratoria moderada (Barreiro & Sandoval, 2006; Kader, 1992).
Tabla 5. Tasa de respiración de la carambola
Temperatura (°C) Tasa de Respiración (ml CO2/kg h)
5 5 – 10
10 8 – 15
15 12 – 18
20 20 – 40
(Kader, 1992)
Producción de etileno
21 El etileno opera como un estimulante de la respiración celular acelerando así la maduración de los frutos, los cuales pierden clorofila y sus paredes celulares se degradan. Además, causa un aumento de su propia producción, por lo tanto una vez que comienza la maduración su cantidad se va incrementando (Sadava, Heller, Orians, Purves, & Hillis, 2009).
Según Kader (2007), la tasa de producción de etileno de la carambola a 20°C se estima en un valor menor de 1.0 µL/kg·h. Durante un almacenamiento a 15°C o 20°C el color verde en la fruta desaparece permitiendo mejorar el sabor debido a la pérdida de acidez. Una exposición a etileno de 100 ppm por 24 horas acelera estos cambios, sin embargo, puede incrementar pudriciones.
Cambios composicionales
En las etapas de desarrollo y maduración las frutas experimentan una serie de cambios internos de sus componentes los cuales se evidencian en la madurez de consumo en la textura, color, aroma, sabor y valor nutricional, parámetros que pueden ser deseables o no deseables y están relacionados directamente con la calidad del producto (Aular, 2009).
Crecimiento y desarrollo
22 variantes de estos, existen respuestas geotrópicas que pueden demeritar la calidad del producto (Jordán & Casavetto, 2006).
Desarrollo fisiológico
Kader (1992) manifiesta que el deterioro fisiológico en los productos es generado por diferentes factores: exposición de los productos a temperaturas indeseables, desbalances nutricionales en precosecha, atmósferas con muy bajo O2 (<1%) y alto CO2 (>20%) pueden causar
fisiopatías en la mayoría de los productos hortofrutícolas frescos, y el etileno puede inducir estos desórdenes fisiológicos en ciertos productos. Las interacciones de estos factores afectan la incidencia y severidad de las fisiopatías.
Deterioro patológico
El ataque de los hongos y bacterias constituye uno de los síntomas más comunes de deterioro en los frutos que ocurre principalmente como consecuencia de daños mecánicos, físicos, o desórdenes fisiológicos del fruto. El inicio de la maduración en las frutas y de la senescencia en todos los productos los hace susceptibles a la infección de patógenos (Kader, 2007).
23 conocer el tipo de patógeno, su dinámica en diferentes ambientes y determinar la relación con la actividad fisiológica de la fruta durante la poscosecha (Bernal & Díaz, 2005).
2.2.1.2. Factores físicos
Dentro de los factores físicos causantes de deterioro en las frutas resaltan las raspaduras, magulladuras o golpes entre otros. Estos contribuyen a la pérdida de agua abriendo lugar para el ataque de microorganismos y estimulando la producción de dióxido de carbono y etileno en el fruto. (Ulloa, 2007).
2.2.1.3. Factores ambientales
En la tabla 6 se indica los factores ambientales involucrados en el deterioro.
2.3. TECNOLOGÍA POSCOSECHA
Las pérdidas poscosecha varían por la naturaleza del producto y por el manejo al que está sometido. La tecnología poscosecha incluye diversos procesos o tratamientos que se realizan desde el momento de la recolección del fruto hasta que llegue al consumidor final con el fin de ofrecer productos de excelente calidad (Kader, 2007).
24 factores como: deterioro del producto, comportamiento fisiológico, las técnicas de almacenamiento y las estrategias para retrasar su envejecimiento, entre otros.
Tabla 6. Factores ambientales involucrados en el deterioro de productos hortofrutícolas
Factor Descripción
Temperatura
- Factor de mayor influencia en el deterioro de los productos.
- La exposición a temperaturas inadecuadas provoca diversas fisiopatías.
- Influye en el efecto del etileno, O2 reducido, CO2
elevado, Ia germinación de esporas y tasa de crecimiento de patógenos.
Humedad Relativa
- Efecto directo sumado a la temperatura en la velocidad de pérdida de agua en frutas y hortalizas.
Atmósferas
- Puede atrasar o acelerar el deterioro de productos frescos.
- Las variaciones de O2 y CO2 ya sean
intencionales o no, dependen del tipo de producto, variedad, edad fisiológica, niveles de O2 y CO2, temperatura y período de
almacenamiento.
Tratamientos complementarios
- Productos químicos: fungicidas y regladores de crecimiento
- Pueden afectar uno o más de los factores biológicos
25 Según la FAO (2004) aproximadamente un tercio de la producción mundial de productos hortofrutícolas no llega a ser consumido por la población debido al inadecuado manejo a lo largo de toda la cadena. Las tecnologías poscosecha representan una oportunidad para maximizar la calidad e inocuidad del producto, dentro de estas destacan: el control de temperatura, la humedad relativa, aplicación de recubrimientos y el uso de radiación ultravioleta entre otros.
2.3.1. MANEJO DE TEMPERATURA
El manejo adecuado de temperatura constituye una de las variables más importantes para extender la vida de los productos hortofrutícolas frescos.
Los productos perecederos tienen un intervalo óptimo de temperatura de almacenamiento. Cuando están arriba del óptimo la tasa de respiración es inaceptablemente alta y son más susceptibles a daño por etileno y enfermedades. Mientras que a temperaturas por debajo del óptimo producen daño por frío o congelación. Los productos hortofrutícolas presentan tasas de respiración que se incrementan el doble, triple y hasta el cuádruple, por cada 10°C (18°F) de incremento de temperatura por lo tanto un control adecuado de la temperatura resulta una herramienta vital para mantener la máxima vida de anaquel (Thompson, 2007).
26 2.3.2. CONTROL DE HUMEDAD RELATIVA
Según Kader (2007) la humedad relativa influye en la pérdida de agua, desarrollo de pudriciones, la incidencia de algunas fisiopatías y la uniformidad de la maduración de consumo de los frutos.
Las frutas transpiran cuando existe una diferencia entre la presión de vapor del ambiente y la presión interna de los tejidos. La pérdida de agua y, por tanto, de peso es mayor y más rápida a temperaturas elevadas que a temperaturas bajas, para una misma humedad relativa. Mantener un alto contenido de agua en las frutas depende de la aplicación de temperatura y humedad relativa adecuadas. Una humedad relativa elevada entre 85 a 95 % ayuda a la conservación de los frutos (Gil, 2010).
2.3.3. ATMÓSFERAS MODIFICADAS
Ospina et al. (2008) manifiestan que la atmósfera modificada es una técnica de conservación que consiste en empacar los productos alimenticios en materiales con barrera a la difusión de los gases en los cuales el ambiente gaseoso ha sido modificado para disminuir el grado de respiración, reducir el crecimiento microbiano y retrasar el deterioro enzimático con el propósito de alargar la vida útil del producto. Dependiendo de las exigencias del alimento a envasar, se requerirá una atmósfera con ambientes ricos en CO2 y pobres
en O2, los cuales reducen el proceso de respiración en los productos,
27 2.3.4. RECUBRIMIENTOS
Los recubrimientos para productos hortofrutícolas son películas biodegradables que se adhieren a la superficie del alimento creando una barrera semipermeable a gases como el O2 y CO2 y al vapor de agua. Al
limitar la difusión de estos gases disminuye la velocidad de respiración y por tanto, la pérdida de peso durante su manejo y comercialización será menor (Petit, Terán, Rojas, Salinas, Robles & Báez, 2010).
2.4. RADIACIÓN ULTRAVIOLETA
Las radiaciones son fenómenos físicos que consisten en la emisión, propagación y absorción de energía por parte de la materia (Cortés, 2007).
En el espectro electromagnético se distinguen dos clases de radiaciones: ionizantes y no ionizantes. Las radiaciones ionizantes tienen longitud de onda corta, gran energía y alto poder de penetración por lo que son letales para los microorganismos y también para formas superiores de vida. Se clasifican principalmente en: rayos catódicos, radiaciones gamma y rayos x (Montoya Villafañe, 2008). En la figura 5 se observa el poder de penetración de las radiaciones ionizantes en la materia.
28 Figura 5. Poder de penetración de las radiaciones ionizantes
(Cortés, 2007)
La radiación ultravioleta (UV) es una porción del espectro electromagnético que abarca longitudes de onda entre 100 y 400 nm. Se clasifica principalmente en: UV- Vacío, UV-A, UV-B y UV-C.
En la radiación ultravioleta (UV) se encuentra la zona germicida del espectro la cual sirve para inactivar microorganismos, por esto es utilizada para esterilizar empaques, superficies, agua, alimentos e instrumentos de medicina entre otros (Fine & Gervals, 2004).
Según Montoya (2008) la radiación ultravioleta lesiona el ADN de las células expuestas porque forma enlaces entre bases de pirimidina adyacentes, por lo general timinas, en las cadenas de ADN.
29 La absorción de la luz ultravioleta por el ácido nucleico hace que se formen enlaces de pirimidina como se muestra en la figura 6, provocando una reordenación de la información genética lo que impide la multiplicación y la viabilidad de sus células y por consiguiente, los microorganismos son inactivados por la radiación como resultado del daño fotoquímico que sufre el ácido nucleico (Montoya, 2008).
Figura 6. Absorción de la luz UV – C por el ácido nucleico (Montoya, 2008)
2.4.1.1. Radiación UV – C
30 lo que ha sido ampliamente estudiada en varios tejidos vegetales (Rivera, 2007).
La mayor parte de radiación ultravioleta de alta energía (UVC) procedente de la radiación solar es absorbida por la atmósfera superior lo que le impide que alcance la superficie terrestre, por ello, se la obtiene de fuentes artificiales tales como las lámparas germicidas (Ibarz, 2009). Estas lámparas típicamente usadas para la desinfección con UV-C consisten en tubos de cuarzo que contienen un gas inerte en su interior, como argón, y pequeñas cantidades de mercurio, pueden ser clasificadas en lámparas de baja y media presión de descarga de mercurio y el grado de destrucción o inactivación de los microorganismos es altamente dependiente de la dosis de UV-C utilizada. En el Sistema Internacional (SI) de unidades se expresa en Joules por metro cuadrado (J/m2), mientras que la irradiación o intensidad de la radiación UV se expresa en Watts por metro cuadrado (W m2) (Pombo, 2009).
Este tipo de radiación al poseer poca capacidad para penetrar la materia se la usa principalmente para eliminar microorganismos presentes en superficies, alimentos y fluidos (aire y agua) (Falguera et al., 2011).
31 2.4.2. APLICACIONES DE LA RADIACIÓN UV – C EN LA INDUSTRIA DE
ALIMENTOS
Dentro de las principales áreas en las que se ha aplicado la radiación UV-C se encuentran: la desinfección de aire, esterilización de líquidos e Inhibición de microorganismos en superficie (Falguera et al., 2011).
En los alimentos, los distintos métodos de conservación se enfocan en obtener alimentos con mayor vida comercial y que sean seguros para el consumidor. Generalmente, para tal fin, se han aplicado tecnologías térmicas, pero estos tratamientos pueden incidir negativamente sobre las características, tanto sensoriales (textura, sabor y color), como nutricionales (pérdidas de vitaminas) del alimento. La irradiación ultravioleta constituye una alternativa al tratamiento térmico que se está estudiando y desarrollando para obtener un producto de mejor calidad sensorial final, pero sin descuidar la seguridad alimentaria (Falguera et al., 2011; Rodríguez & Fernández, 2012).
Domínguez (2011) menciona que la radiación UV se aplica en diferentes sectores de la industria de alimentos, debido al efecto nocivo que causa sobre el ADN de muchos microorganismos y por tratarse de un proceso que no altera las propiedades organolépticas y reduce el uso de sustancias químicas.
32 problemas microbiológicos o nutricionales especiales”. Por lo que resulta ser un tratamiento no térmico particularmente interesante en productos sólidos (Raventós, 2005; Chirife, 2013).
La radiación UV-C se ha aplicado con éxito en la desinfección de agua, ya sea para ser comercializada como tal, para la industria de bebidas o en el agua que se utiliza para algunas etapas del proceso. Rodríguez (2012) afirma que la luz ultravioleta mata hasta el 99,9% de los gérmenes totales en cintas transportadoras para frutas y verduras.
En el tratamiento de fluidos, una de las principales limitaciones de los rayos ultravioleta es su baja tasa de penetración que es determinada por las características del líquido irradiado: tipo de líquido, Absorbancia UV-C, solutos solubles en el líquido y de materia suspendida (Falguera et al., 2011).
33 2.4.2.1. Aplicación de la radiación UV- C en frutas y hortalizas
La aplicación de la radiación UV-C en frutas y hortalizas resulta un sistema efectivo para prolongar la vida útil de estos productos, por ser letal para la mayoría de microorganismos (Rivera et al. 2007).
De acuerdo a Beltrán & Barbosa (2009), la luz UV-C se aplica en frutas frescas, vegetales y raíces antes de almacenarse para cumplir dos objetivos principales: uno es el de reducir la carga microbiana inicial en la superficie del producto y el otro es el de inducir la resistencia del huésped a los microorganismos.
Desde el año 2003, se reconoce el concepto de “hormesis” como un fenómeno de relación dosis – respuesta, caracterizada por la estimulación de baja dosis y la inhibición de dosis altas, es decir, se refiere a la utilización de un agente que normalmente es perjudicial para los seres vivos, pero que en bajas dosis permite obtener un efecto benéfico (Calabrese & Balwin, 2003; Pombo, 2009). Según Beltran & Barbosa (2009) el efecto hormético de la luz UV-C puede estimular la producción de fenilialanina amonia-liasa (PAL) que induce la formación de fitoalexinas (compuestos fenólicos), que pueden mejorar la resistencia de microorganismos en frutas y vegetales, sin embargo, se requiere que toda la superficie del objeto se exponga a la luz UV- C durante un tiempo suficiente para alcanzar la dosis letal de los microorganismos presentes (Rodríguez, 2012).
35
3. METODOLOGÍA
La investigación se realizó en los laboratorios de Microbiología y Química de Alimentos de la carrera de Ingeniería de Alimentos de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería, en la Universidad Tecnológica Equinoccial. El estudio constó de tres etapas: caracterización fisicoquímica del fruto, selección de dosis efectiva de radiación UV-C y efecto de la radiación UV-C sobre características fisicoquímicas y microbiológicas.
3.1. MATERIAL VEGETAL
Se emplearon frutos de carambola en estado de maduración “pintón” con color de cáscara verde claro (70 %) – amarillo (30 %); cultivados en diferentes zonas del Ecuador. Las zonas se clasificaron de acuerdo a la tabla 7.
Tabla 7. Clasificación de las zonas de estudio
Zona Localidad
A Calceta – Manabí B Sesme – Manabí
C
Santo Domingo - Santo Domingo de los
Tsáchilas
D Pavón – Manabí
36 Para su transporte cada fruta se envolvió con una manga de malla de espuma y se las apiló en filas utilizando papel de relleno como almohadilla de amortiguación como se muestra en la figura 7, evitando así el roce entre sus aristas o cualquier otro daño mecánico.
Figura 7. Transporte de carambola
Los frutos cosechados inmediatamente se trasladaron a las instalaciones de los laboratorios de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería, donde se seleccionaron, se lavaron con hipoclorito de sodio (100 ppm) y se dejaron secar.
37
3.2. CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA
En las diferentes zonas se analizó: peso, longitud, circunferencia, diámetro, densidad, pH, acidez titulable total y sólidos solubles totales. Se utilizó 50 frutos de cada zona.
3.2.1. PESO
Los frutos fueron pesados de forma individual empleando una balanza digital marca Ohaus Pionner PA313 con precisión 0,01 g.
3.2.2. LONGITUD Y DIÁMETRO
La longitud fue medida con una cinta graduada de 0,1 cm de precisión desde el ápice hasta el pedúnculo del fruto. El diámetro se lo determinó en base al valor del perímetro de la circunferencia, medido alrededor de la zona ecuatorial de la fruta mediante la ecuación 1:
φ
Circunfere
π
ncia
[1]Donde:
38 3.2.3. DENSIDAD
A partir de la relación masa volumen se calculó la densidad y se la expresó en g por ml (ecuación 2). El volumen de la fruta se midió a partir del volumen del fluido desplazado. Se utilizó un recipiente con agua graduado en mililitros y se sumergió completamente cada fruto. Se registró el volumen de agua que se desalojó que corresponde exactamente igual al volumen del fruto sumergido.
V
mρ [2]
Donde:
m: masa de la fruta en gramos V: volumen de la fruta en mL
3.2.4. pH
39 3.2.5. ACIDEZ TITULABLE TOTAL
Se tomó 5 mL de jugo de carambola y se diluyó con 50 mL de agua destilada. Esta solución se tituló con NaOH 0.1 N, usando como indicador fenolftaleína al 0,1 %, hasta el viraje a color rosa. La cuantificación de acidez titulable total se determinó por triplicado según la ecuación 3. Los resultados obtenidos se expresaron como porcentaje de ácido cítrico.
100
V
Meq
N
V
ATT
1(%) [3]
Donde:
ATT: porcentaje de acidez titulable total V1: volumen de NaOH gastado en mL
N: normalidad de la solución de Na OH
Meq: Miliequivalente del ácido predominante ( ácido cítrico = 0,064) V: volumen de la muestra en mL
3.2.6. SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES
40
3.3. ANÁLISIS PROXIMAL
Se realizó el análisis proximal de los frutos de carambola de la zona F (Machala) en los laboratorios de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería de acuerdo a los métodos descritos en la tabla 8.
Tabla 8. Métodos usados en el análisis proximal de carambola
Análisis Método Referencia
Humedad
Método de secado por estufa (70 °C)
925.10 (32.1.03) AOAC 2005
Cenizas Mufla - 550 ºC 940.26 (37.1.18) AOAC 2005
Extracto etéreo (Grasa cruda)
Gravimétrico. Extracción directa con hexano en muestra seca
960.39 (39.1.05) AOAC 2005
Proteína Kjeldahl 2001.11 AOAC
(2005)
Fibra cruda Hidrólisis ácida y básica
41 Los carbohidratos totales se calcularon por diferencia de porcentaje mediante la ecuación 4:
Fibra) + Grasa + Ceniza + Proteína + (Humedad 100
CH [4]
3.4. TRATAMIENTO CON RADIACIÓN UV-C Y SELECCIÓN DE
DOSIS EFECTIVA
Para determinar la dosis de radiación efectiva, se ensayaron tres dosis de radiación UV-C. Los frutos se dividieron en dos grupos: control (fruta fresca no irradiada) y tratados (fruta fresca irradiada). Estableciéndose así cuatro tratamientos de acuerdo a la siguiente tabla:
Tabla 9. Tratamientos y dosis de radiación UV-C
TRATAMIENTOS DOSIS
1 Muestra Control (fruta fresca no irradiada)
2 6 kJ/m2
3 10 kJ/m2
4 13 kJ/m2
42 bandeja se colocó 5 frutos como se muestra en la figura 8. Los frutos se almacenaron durante 28 días a 7 ºC y 90 % HR.
Figura 8. Empaque de carambola
Los frutos de control se empacaron y almacenaron de la misma manera que los tratados como se indica en la figura 9. La temperatura de almacenamiento y humedad relativa se monitorearon con un Datalogger USB.
Figura 9. Almacenamiento de carambola
43 índices de calidad: pérdida de peso, índice de daño, color superficial, textura, características fisicoquímicas y microbiológicas. El ensayo se analizó por duplicado.
Una vez elegida la dosis de 13 kJ/m2, se efectuó el tratamiento sobre los frutos (como se indicó anteriormente) y se los almacenó junto a los frutos control a 7 °C y 90 % HR por 0, 7, 14, 21 y 28 días. Cada día de muestreo se evaluaron los siguientes índices de calidad: pérdida de peso, color superficial, índice de daño, firmeza, pH, acidez titulable total, sólidos solubles totales, índice de madurez, recuento de aerobios mesófilos totales, mohos y levaduras.
3.4.1. PÉRDIDA DE PESO
Se pesó cada fruto al inicio y al término del tiempo de almacenamiento y se comparó con la masa inicial. Se utilizó una balanza digital marca Ohaus Pionner PA313 con precisión 0.01 g. Los resultados fueron expresados como porcentaje de la pérdida de masa en relación con la masa inicial, como se indica en la ecuación 5.
100 Pi
Pf Pi (%) peso de
Pérdida [5]
Donde:
Pi: peso inicial
44 3.4.2. COLOR SUPERFICIAL
El color superficial se registró empleando un colorímetro de superficie modelo RGB–1002 Color Analyzer CTLuton marca TMP® - México, usando la escala HSL que constituye un modelo de representación natural ya que se aproxima a la percepción fisiológica del color que tiene el ojo humano.
H: percepción del color, tono o ángulo de matiz que gira en 360°.
S: intensidad o pureza del ángulo de matiz, los componentes varían desde el completamente saturado hasta el gris equivalente.
L: medida de la luminosidad, su rango va de 0 = negro hasta 100 = blanco, pasando por la tonalidad deseada.
Se analizaron 15 frutos cada siete días por cada tratamiento. Las determinaciones se hicieron en la zona ecuatorial, en cada costilla del fruto y las mediciones registradas fueron promediadas para obtener un valor de cada tratamiento y período de almacenamiento.
3.4.3. INDICE DE DAÑO
El índice de daño se determinó visualmente, observándose los síntomas de daño tanto en la parte interna como externa de cada uno. Se elaboró una escala de 1 a 4, asociada a los síntomas de daño observados en el fruto; donde: 4 = daño severo, 3 = daño moderado, 2 = daño ligero y 1 = sin daño. Los criterios de análisis fueron:
45 1 = sin desarrollo
2 = desarrollo ligero 3 = desarrollo moderado 4 = muy desarrollado
Manchas en la piel: se evaluó visualmente la presencia de manchas en la superficie de la carambola, se utilizó la escala que se indica a continuación:
1 = 0 % no hay manchas 2 = 0 – 10 % ligero
3 = 10 – 20 % moderado 4 = >20 % intenso
Escaldaduras: se determinó el porcentaje de depresiones blandas en la superficie del fruto conforme a la siguiente escala:
1 = 0 % no hay desarrollo 2 = 0 – 10 % desarrollo ligero 3 = 10 – 20 % desarrollo moderado 4 = >20 % intenso
Firmeza: se valoró en el pedúnculo, la base y en cada costilla de la fruta, como una medida táctil de su depresión superficial, se manejó la siguiente escala:
1 = firme (depresión suave)
46 3 = ligeramente firme (fuerte depresión)
4 = blando (sin resistencia a la depresión)
Estado interno: se partió cada fruto por la línea ecuatorial y se valoró su apariencia visual de acuerdo a la siguiente escala:
1 = muy bueno 2 = bueno 3 = regular 4 = malo
Pardeamiento de costillas: se determinó el porcentaje del cambio de color de los bordes o costillas de la fruta siguiendo la escala que se indica a continuación:
1 = 0 % no hay pardeamiento 2 = 0 – 10 % pardeamiento ligero 3 = 10 – 20 % pardeamiento moderado 4 = >20 % pardeamiento intenso
La valoración para cada síntoma de daño se calculó según la siguiente ecuación: evaluados frutos de número nivel) por frutos de (número daño) de (nivel daño de síntoma cada de
47 El índice de daño (ID) se calculó como la sumatoria del índice de cada síntoma de dañó evaluado, dividido por 6 que corresponde al número de síntomas evaluados, como indica la ecuación 7:
evaluados) daño de (síntomas daño) de síntoma cada de (índice (ID) daño de
Índice [7]
3.4.4. FIRMEZA
Se midió la firmeza de la fruta como la fuerza máxima necesaria para penetrar su tejido mediante la compresión en la zona ecuatorial. Se utilizó un penetrómetro manual (Tr. Italy Penetrometer) equipado con un punzón de 5mm de diámetro. Se seleccionaron al azar 10 frutos para cada tratamiento y tiempo de almacenamiento. Cada fruto se colocó en la base del penetrómetro, perpendicular al eje de compresión y se aplicó la fuerza en cuatro puntos diferentes de la línea ecuatorial. Los valores se registraron en Newton (N).
3.4.5. pH, ACIDEZ TITULABLE TOTAL, SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES E ÍNDICE DE MADUREZ
48 Índice de Madurez
La relación entre los sólidos solubles y la acidez titulable permitió determinar el índice de madurez (IM) como se señala en la siguiente ecuación:
Total Titulable
Acidez
Totales Solubles
Sólidos
IM [8]
3.4.6. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS
Los análisis microbiológicos se efectuaron inmediatamente después de la aplicación de radiación UV-C en cada tratamiento y días de almacenamiento. Se realizó el recuento de aerobios mesófilos totales, mohos y levaduras con el fin de evaluar el efecto de la radiación UV-C sobre la fruta fresca de carambola.
3.4.6.1. Preparación de Muestra e Inoculación
49 Se aplicó el método oficial en alimentos 997.02 de la AOAC (2005) para mohos y levaduras el cual sugiere que las placas se deben incubar por 5 días entre 21 °C y 25 °C y para el recuento de aerobios totales las placas se incubaron durante 48 ± 3 horas a 35 °C ± 1 °C, según el método oficial 990.12 (AOAC, 2005).
3.4.6.2. Interpretación de Resultados
Para valorar los resultados se utilizó la guía de interpretación de placas 3M Petrifilm (2004), a continuación se describe la interpretación para cada uno de los microorganismos evaluados:
Mohos y Levaduras
Las colonias de levaduras son típicamente de color azul verdoso uniforme, colonias pequeñas, de bordes definidos, aparecen abultadas y las de mohos se reconocen por ser colonias grandes, colores variables, centro oscuro y forma difusa, apariencia plana.
Recuento de Aerobios Totales
50
3.5. DISEÑO EXPERIMENTAL Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO
i
51
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICOQUÍMICA
En general, para las variables fisicoquímicas evaluadas se encontró que los frutos de carambola presentaron diferencia significativa entre zonas, siendo menor las diferencias entre las zonas que corresponde a una misma provincia.
4.1.1. PESO
El peso de los frutos de carambola varió entre 49.63 g a 106.63 g como se indica en la figura 10.
Figura 10. Peso de frutos de carambola de diferentes zonas de cultivo del Ecuador
52 Se encontró que el peso de los frutos de la zonas C y E que corresponden a Santo Domingo de los Tsáchilas y Los Ríos, respectivamente fueron los más altos comparados con los frutos de las demás zonas. Su peso promedio para la zona C y E fue de 106.63 g y 100.29 g, respectivamente. Estos resultados sugieren ser una variedad de frutos de carambola distinta a la de las otras zonas. En las zonas A, B, D y F el peso promedio de los frutos varía entre 49.63 hasta 60.81 g valores que se encuentran dentro del rango obtenidos en otras investigaciones. Bezerra et. al (1989) reportaron pesos de frutos de carambola que van desde 39.6 hasta 89.5 g mientras que Narain, Bora & Holschuh (2001) obtuvieron valores de peso promedio entre 52.36 y 60.38 g evaluados en frutos de carambola de diferentes estados de madurez.
No se observaron diferencias en el peso entre los frutos cosechados en la misma provincia: Calceta (A), Sesme (B), Pavón (D), en tanto que, existió una gran variación en los pesos de los frutos entre zonas de diferente provincia como se indica en la tabla 10.
Tabla 10. Peso en g de frutos de carambola de diferentes zonas de cultivo del Ecuador 1,2
Zona Peso (g)
A 58.26 ± 11.78 cd
B 60.81 ± 13.17 c C 106,63 ± 23.71 a D 53.2 ± 12.25 de E 100.29 ± 18.63 b F 49.63 ± 11.71 e 1
Valor promedio ± desviación estándar (n= 50) 2
53 4.1.2. LONGITUD Y DIÁMETRO
Las dimensiones de la carambola: longitud y diámetro se presentan en la tabla 11. La longitud de los frutos varió de 7.05 hasta 9.79 cm, los valores más altos correspondieron a la Zona C (Santo Domingo). El diámetro de los frutos varió de 4.74 hasta 6.03 cm. Los datos de longitud y diámetro de la fruta describen su forma oblonga. Bezerra et al. (1989) en un estudio sobre frutos de carambola cultivadas en los estados de Pernambuco y Río Grande do Norte en Brasil reportó un rango de 6.8 a 9.6 cm de largo y 4.1 a 5.5 cm de diámetro de frutas de color amarillo. Oliveira et al. (1989) también informó de valores de 7.74 cm para la longitud y 4.51 cm para el diámetro en frutos maduros. Los valores obtenidos en este estudio están dentro de los rangos de otras investigaciones a excepción de la zona C (Santo Domingo) y E (Machala) que destacan valores superiores en las dimensiones de los frutos.
Tabla 11. Dimensiones de frutos de carambola de diferentes zonas de cultivo del Ecuador 1,2
Zona Longitud (cm) Diámetro (cm) ± σ ± σ
A 7.53 ± 0.68 d 5.04 ± 0.44 b
B 7.96 ± 0.76 c 5.05 ± 0.48 b
C 9.79 ± 1.17 a 6.03 ± 2.70 a
D 8.08 ± 1.35 c 4.84 ± 0.47 bc
E 8.82 ± 0.72 b 5.86 ± 0.69 a
F 7.05 ± 0.69 e 4.74 ± 0.42 c
1
Valor promedio ± desviación estándar (n=50) 2
54 4.1.3. DENSIDAD
Los resultados de densidad de los frutos de carambola para las diferentes zonas variaron en promedio desde 1.00 a 1.15 g/cm3 como se indica en la tabla 12.
Se encontró el mayor valor en la zona F (Machala) con 1.15 g/cm3, mientras que la zona B (Sesme) registró el menor valor con 1.02 g/cm3. Estos valores están cercanos a los determinados por Narain et al. (2001) en frutos de carambola de diferentes estados de maduración que registraron valores entre 1.01 y 1.06 g/cm3.
Tabla 12. Volumen de frutos de carambola de diferentes zonas de cultivo del Ecuador 1,2
Zona
g/cm3
± σ A 1.00 ± 0.11 e B 1.02 ± 0.08 e C 1.07 ± 0.14 bc D 1.05 ± 0.11cd E 1.11 ± 0.12 ab F 1.15 ± 0.19 a
1
Valor promedio ± desviación estándar (n=50) 2
55 4.1.4. pH, SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES, ACIDEZ TITULABLE TOTAL
E ÍNDICE DE MADUREZ
Los valores de pH, sólidos solubles totales, acidez titulable total e índice de madurez en los frutos de carambola de las zonas evaluadas se indican en la tabla 13. Los resultados ponen de manifiesto diferencias mínimas de las variables analizadas entre las diferentes zonas de cultivo.
El valor del pH varía en promedio desde 2.72 a 3.72. Los valores de pH relativamente bajos caracterizan el sabor ácido de la fruta, indicando además, que mientras más alto es el índice de madurez, menor es el pH del fruto.
Tabla 13. Parámetros químicos de frutos de carambola de diferentes zonas de cultivo del Ecuador 1,2
Zona pH
SST (°Brix)
ATT
Ácido cítrico (%) IM
σ σ σ σ
A 2.72 ± 0.02 f 7.37 ± 0.12 c 0.50 ± 0.03 a 14.77 ± 0.80 d
B 3.24 ± 0.03 c 8.13 ± 0.15 b 0.30 ± 0.01 b 27.33 ± 0.90 b
C 3.72 ± 0.03 a 10.84 ± 0.02 a 0.32 ± 0.01 b 34.25 ± 0.72 a
D 2.86 ± 0.08 e 7.27 ± 0.06 c 0.32 ± 0.01 b 16.14 ± 0.24 d
E 3.54 ± 0.03 b 8.07 ± 0.06 b 0.30 ± 0.02 b 27.30 ± 1.13 b
F 3.12 ± 0.12 d 7.30 ± 0.17 c 0.31 ± 0.01 b 23.33 ± 1.25 c 1
Valor promedio ± desviación estándar (n=3) 2
Letras distintas para una misma columna denotan diferencias estadísticamente significativas (p>0.05). DMSpH = 0.12; DMSSST = 0.20; DMSATT = 0.03; DMSIM = 2.47
56 El mayor contenido de sólidos solubles totales fueron obtenidos en frutos provenientes de Santo Domingo de los Tsáchilas, con un promedio de 10.84 °Brix, valor que presentó diferencia en relación al resto de zonas de estudio. Pinzón et al. (2007) obtuvo resultados similares y manifiesta que los frutos con sólidos solubles totales en este rango representa el mejor sabor para el mercado. La cantidad de azúcares en el fruto depende principalmente de la variedad, del rendimiento de las hojas, de la relación hoja/fruto, de las condiciones climáticas durante el desarrollo del fruto, del estado de desarrollo y de la madurez.
En relación a la acidez titulable total, las frutas de la zona A presentaron mayor valor que las demás zonas evaluadas.
Entre las seis zonas evaluadas se encontró diferencias para el índice de madurez. Los resultados obtenidos son similares a los reportados por Narain et al. (2001) los cuales obtuvieron que el índice de madurez en frutos de carambola de diferentes estados de madurez se encuentró en el rango de 6.13 a 10.08.
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4.2. ANÁLISIS PROXIMAL
En la tabla 14, se indica los resultados del análisis proximal de frutos de carambola en base a 100 g de porción comestible.
Los valores registrados en el presente estudio concuerdan con los reportados por Narain et al. (2001) y Tello et al. (2002). Los resultados de humedad (90.46 g) y fibra (0.86 g) son cercanos a los obtenido por Tello et al. (2002) quienes encontraron un porcentaje de 90.00 en Humedad y 0.60 en fibra, mientras que Narain et al. (2001) presentaron valores superiores a los obtenidos en fibra con 1.08 %. En general, los resultados alcanzados mantienen estrecha relación con los registrados por otras investigaciones.
Tabla 14. Análisis Proximal de frutos de carambola en base a 100 g de porción comestible
Resultados Análisis Proximal (g)
Parámetro
Experimental 1 Narain Tello
σ σ
Humedad 90.46 ± 0.14 90.32 ± 0.98 90.00 Ceniza 0.48 ± 0.03 0.28 ± 0.32 0.40 Proteína 0.33 ± 0.01 0.40 ± 0.02 0.50 Grasa 0.31 ± 0.01 0.29 ± 0.02 0.30 Fibra 0.86 ± 0.05 1.08 ± 0.34 0.60 Carbohidratos 7.56 ± 0.11 7.63 ± 0.13 9.00
1
