UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
EFECTO DE LA LUZ UV-C EN LA INOCUIDAD Y CALIDAD DE LA
NARANJILLA (
Solanum quitoense
) MÍNIMAMENTE
PROCESADA
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERA DE ALIMENTOS
KARLA GEOVANNA RIVERA CAMPAÑA
DIRECTORA: BIOQ. MARÍA JOSÉ ANDRADE CUVI
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2013
DECLARACIÓN
Yo KARLA GEOVANNA RIVERA CAMPAÑA, 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.
_________________________
Karla Geovanna Rivera Campaña
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Efecto de la luz UV-C en
la inocuidad y calidad de la naranjilla (Solanum quitoense) mínimamente procesada”, que, para aspirar al título de Ingeniera de Alimentos fue desarrollado por Karla Geovanna Rivera Campaña, 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.
______________________________
María José Andrade Cuvi
DIRECTORA DEL TRABAJO
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTOS
Debo agradecer de manera especial a mis padres, por brindarme la oportunidad de culminar mi carrera, por su paciencia y por su cariño, gracias también a mi hermana por su apoyo incondicional.
Quiero también expresar mi sincero agradecimiento a la Bioq. María José Andrade, por su apoyo, su disponibilidad y capacidad para guiarme y aclarar mis dudas con su conocimiento durante el desarrollo de esta tesis, muchas gracias por confiar en mí desde el comienzo y permitirme trabajar a su lado.
A Juan Carlos por estar a mi lado en todo momento, ya sea con su ayuda o con sus palabras de aliento.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA RESUMEN
ABSTRACT
ix
xi
1. INTRODUCCIÓN
1.1. OBJETIVOS
1.1.1. OBJETIVO GENERAL 1.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
2. MARCO TEÓRICO
2.1. NARANJILLA
2.1.1. GENERALIDADES
2.1.2. CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA
2.1.3. MORFOLOGÍA 2.1.4. CULTIVO 2.1.5. COSECHA 2.1.6. POSCOSECHA
2.1.7. PÉRDIDAS POSCOSECHA 2.1.8. TECNOLOGÍA POSCOSECHA 2.1.9. VALOR NUTRICIONAL
2.1.10 PRODUCTOS DERIVADOS
2.2. PRODUCTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS 2.2.1. DEFINICIÓN
2.2.2. PREPARACIÓN
ii
PÁGINA
2.2.4. TÉCNICAS DE CONSERVACIÓN DE PRODUCTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS
2.3. RADIACIÓN ULTRAVIOLETA
2.3.1. EFECTO HÓRMICO DE LA RADIACIÓN UV-C 2.4. ANÁLISIS SENSORIAL DE ALIMENTOS
2.4.1. TEST DE TRIÁNGULO
3. METODOLOGÍA
3.1. MATERIAL VEGETAL
3.2. TRATAMIENTO CON LUZ UV-C Y SELECCIÓN DE LA DOSIS ÓPTIMA
3.3. ÍNDICE DE DAÑO
3.4. PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS 3.4.1. PÉRDIDA DE PESO
3.4.2. COLOR SUPERFICIAL 3.4.3. FIRMEZA
3.4.4. MEDICIÓN DE pH 3.4.5. SÓLIDOS SOLUBLES 3.4.6. ACIDEZ TOTAL TITULABLE
3.5. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS
3.5.1.1. PREPARACIÓN DE MUESTRA E INOCULACIÓN
3.5.1.2. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 3.6. ANÁLISIS SENSORIAL
3.7. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
iii
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. SELECCIÓN DE LA DOSIS EFECTIVA DE RADIACIÓN
UV-C
4.2. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE
PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS DE NARANJILLA MINIMAMENTE PROCESADA
4.2.1. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE LA PÉRDIDA DE PESO
4.2.2. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE EL COLOR SUPERFICIAL
4.2.2.1. LUMINOSIDAD
4.2.2.2. PARÁMETROS a* Y b* 4.2.2.3. PARÁMETRO HUE
4.2.3. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE LA FIRMEZA
4.2.4. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE EL pH 4.2.5. EFECTO DEL TRATAMIETO UV-C SOBRE SÓLIDOS
SOLUBLES
4.2.6. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE LA ACIDEZ TOTAL TITULABLE
4.3. EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE
PARÁMETROS MICROBIOLÓGICOS DE NARANJILLA MINIMAMENTE PROCESADA
4.3.1. AEROBIOS MESÓFILOS TOTALES 4.3.2. MOHOS Y LEVADURAS
iv
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1.1. CONCLUSIONES 5.1.2. RECOMENDACIONES
PÁGINA
57
57 58
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
59
v
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA Tabla 1. Clasificación taxonómica de la naranjilla 6
Tabla 2. Requerimientos básicos de clima y suelo para cultivo de la naranjilla
8
Tabla 3. Valor Nutricional de Naranjilla 18
Tabla 4. Características de la luz ultravioleta 24
Tabla 5. Selección de dosis efectiva de radiación UV-C 39
Tabla 6. Cromacidad a* y b* en naranjilla control y tratada (UV-C 13 kJ/m2) durante el almacenamiento
44
Tabla 7. Parámetro HUE de naranjilla control y tratada (13 kJ/m2) durante el almacenamiento
45
Tabla 8. Parámetros físico-químicos en frutos de naranjilla fresca cortada tratada (UV-C) con 13 kJ/m2 y
controles luego de 12 días de almacenamiento a 5°C.
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA Figura 1. Frutos de naranjilla 5
Figura 2. Planta y flor de naranjilla 7
Figura 3. Variedad de naranjilla “INIAP – Quitoense” 9
Figura 4. Colores de frutos como referencia para determinar el índice de madurez de naranjilla
10
Figura 5. Frutos cosechados en bandejas de plástico 11
Figura 6. Fruto de naranjilla defectuoso 12
Figura 7. Marchitez vascular (Fusarium oxysporum) y nematodos del nudo de la raíz (Meloydogyne incognita)
14
Figura 8. Gusano del fruto (Neoleucinodes elegantalis) 14
Figura 9. Naranjilla liofilizada 16
Figura 10. Naranjilla deshidratada 17
Figura 11. Productos derivados de la naranjilla 19
Figura 12. Esquema de preparación productos mínimamente procesados
21
Figura 13. Espectro de energía radiante 24
Figura 14. Lámpara típica de arco de mercurio 25
Figura 15. Forma más común de curva dosis-respuesta hormética válida para curvas que describen desarrollo
26
Figura 16. Representación esquemática de las impresiones que se perciben a través del análisis sensorial
29
Figura 17. Planilla utilizada por los evaluadores para la prueba del triángulo
vii
PÁGINA Figura 18. Cámara de Radiación UV-C 31
Figura 19. Empaque de la fruta en bandejas de plástico tipo “clamshells”
31
Figura 20. Frutos de naranjilla mínimamente procesada control y tratada (7 y 13 kJ/m2) durante el tiempo de almacenamiento a 5°C.
40
Figura 21. Pérdida de peso (%) en naranjilla control y tratadas (UV-C 13 kJ/m2) durante el almacenamiento
41
Figura 22. Luminosidad en naranjilla control y tratada (UV-C 13 kJ/m2) durante el almacenamiento
43
Figura 23. Parámetro HUE de naranjilla control y tratada (13 kJ/m2) almacenadas a 5°C
47
Figura 24. Desarrollo de aerobios mesófilos totales en naranjilla control y tratadas (13 kJ/m2) almacenadas a 5°C
52
Figura 25. Desarrollo de mohos y levaduras en naranjilla control y tratadas (13 kJ/m-2) almacenadas a 5°
54
Figura 26. Defectos en la apariencia global de la naranjilla mínimamente procesada control en día 12 de almacenamiento a 5°C.
55
Figura 27. Evaluación sensorial de naranjilla control y tratada (13 kJ/m2) en día 3 de almacenamiento a 5°C (Método de triángulo).
viii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA ANEXO I.
Fotografías pérdida de peso día 12 de almacenamiento………..…..69
ANEXO II.
ix
RESUMEN
La naranjilla (Solanum quitoense) es una fruta subtropical exótica, conocida por su exquisito aroma y sabor. Es una fruta perecible por lo que requiere un manejo poscosecha adecuado para su conservación en fresco. La naranjilla es utilizada para la elaboración de jugos, mermeladas, helados, entre otros, especialmente para el consumo en el mercado interno como producto fresco. La radiación ultravioleta UV-C es una tecnología alternativa a la esterilización química, ampliamente utilizada para reducir el crecimiento de microorganismos en alimentos. El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto de la radiación UV-C sobre la inocuidad y calidad de la naranjilla mínimamente procesada. Frutos recién cosechados fueron seleccionados por color, tamaño, apariencia y ausencia de defectos. Se retiró la pelusa, lavó, peló y cortó en octavos. Para la selección de la dosis óptima los frutos se dividieron
en tres grupos: frutos tratados con dosis de 7 y 13 kJ/m2 UV-C y frutos no tratados (control). Las muestras se almacenaron en bandejas tipo clamshell a
x sensoriales entre frutos control y tratados (13 kJ/m2) se realizó una prueba de triángulo en el día 3 de tratamiento, en el cuál no se encontró diferencia
xi
ABSTRACT
1
1. INTRODUCCIÓN
La naranjilla (Solanum quitoense) es una fruta tradicional del Ecuador, proveniente de los flancos de la cordillera Andina. Es una fruta de tipo climatérica, es decir que puede madurar después de su cosecha, presenta un proceso de madurez organoléptico rápido llamado climaterio, período donde desarrolla su sabor y aroma característicos (Jara, 2011). A temperatura ambiente la fruta de naranjilla puede alcanzar un diámetro entre 4 y 8 cm, desarrollando sus características organolépticas de maduración a los 5 o 6 días, mientras que bajo condiciones de refrigeración este periodo se inicia después de los 13 días (FAO, 2006).
De acuerdo al II Censo Nacional Agropecuario del 2002, en Ecuador, el 90% del cultivo de la naranjilla comercial está en el valle y las laderas adyacentes al río
Pastaza, afluente del Amazonas. Las principales provincias de la región Andina donde se cultiva la naranjilla son: Imbabura, Pichincha, Cotopaxi, Tungurahua y Chimborazo con una producción total promedio de 507 toneladas (Urbina, 2008).
La naranjilla es una de las frutas con gran potencial por su amplia aceptación en los mercados, por su valor nutritivo y múltiples usos en la agroindustria. Es utilizada como materia prima para pulpas, jugos, concentrados, helados, mermeladas, conservas, salsas, postes y dulces (FAO, 2006). Se puede consumir en fresco para lo cual puede ser mínimamente procesada.
2 La naranjilla mínimamente procesada es una alternativa que proporciona al consumidor un producto muy parecido al fresco, con una vida útil prolongada y
manteniendo su calidad nutritiva y sensorial. Según explica Wiley (1997) el procesado mínimo de la naranjilla tendría como ventaja la reducción de pérdidas poscosecha así como, reducción del espacio durante el transporte y almacenamiento, así como menor tiempo de preparación de las comidas, y ofrecer un producto con calidad uniforme y constante durante todo el año.
Hoy en día existen tecnologías disponibles para prolongar el tiempo de vida útil de productos mínimamente procesados. Recientemente el uso de luz ultravioleta-C (UV-C) ha levantado gran atención siendo estudiada como un tratamiento alternativo novedoso para la preservación de frutas como fresas, manzana, mango, durazno, nectarina, limón, uvas y otros; también en hortalizas como cebolla y zanahoria (González, Villegas, Cruz, Vásquez & Ayala, 2007).
La radiación ultravioleta se utiliza para fines de conservación de los alimentos debido a las propiedades germicidas que esta posee, ya la absorción de la luz UV-C induce la mutación en el ADN. Este mecanismo de inactivación resulta en una curva sigmoidea de reducción de la población microbiana (FDA, 2011).
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 OBJETIVO GENERAL
3
1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar la dosis efectiva de UV-C para incrementar la vida útil de naranjilla mínimamente procesada.
Evaluar el efecto de la luz UV-C sobre índices de calidad físico químicos.
Evaluar el efecto de la luz UV-C sobre la calidad microbiológica.
4
2. MARCO TEÓRICO
2.1 NARANJILLA
2.1.1 GENERALIDADES
La naranjilla (Solanum quitoense), pertenece a la familia de las solanáceas, es una de las doce especies de la sección lasiocarpa del género Solanum. En el Ecuador ha sido llamada naranjilla de Quito o “nuqui” y se la conoce con el
nombre de lulo en países como Colombia y Venezuela (Reina, 1998).
5 Al ser una planta silvestre que crece en ecosistemas abiertos con sombra y una buena humedad, es una planta muy exuberante, muy verde y vigorosa. La
naranjilla, como se observa en la figura 1, es una fruta con corteza lisa de color amarillo intenso, amarillo rojizo, o naranja en la madurez; en su interior se encuentra dividida en cuatro compartimientos separados por membranas, la pulpa es verdosa de sabor agridulce y con un aroma agradable (FAO, 2006).
En el Ecuador la naranjilla es una fruta ampliamente cultivada e industrializada, especialmente para la elaboración de jugos y mermeladas, además posee un alto contenido de vitamina C (Rogg, 2000).
Figura 1. Frutos de naranjilla
6
2.1.2 CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA
En la Tabla 1 se indica la clasificación taxonómica de la naranjilla.
Tabla 1. Clasificación taxonómica de la naranjilla
Reino Vegetal
Sub reino Espermatophyta División Angiosperma Sub División Dicotiledónea Clase Simpétala Subclase Pentaciclica Orden Tubiflorales Familia Solaneceae Genero Solanum
Especie quitoense
Variedad Quitoense (sin espinas) Septentrionale (con espinas)
(Urbina, 2008)
2.1.3 MORFOLOGÍA
7 hojas de forma oblonga, ovalada de color verde oscuro, de 40 cm cubiertas de vellosidades, en algunos genotipos puede presentar espinas; presenta flores de
color blanco y en forma de estrella, como se observa en la figura 2b, en cada racimo puede haber entre 10 y 20 flores. Las frutas son bayas globosas de 5 cm de diámetro, compuestas por cuatro lóculos, su epidermis está cubierta de tricomas de color amarillo o, en algunos casos, rojizos. Es fácil de desprender en la cosecha. Su corteza es muy delgada y susceptible a golpes, es de color amarillo intenso cuando llega a la madurez. La pulpa es verde oscura llena de semillas, con un promedio por fruto de 400 a 800 semillas, la pulpa tiene un sabor agridulce y refrescante, rica en proteínas y minerales.
Figura 2. (a)Plantas y (b) flores de naranjilla
(IICA, 2007)
2.1.4 CULTIVO
8 tamaño del fruto y se requiere suelos ricos en materia orgánica (más de 10%), un pH de 5 a 5.8 y un suelo franco, como se indica en la tabla 2; además se
recomienda evitar repetir la siembra de este cultivo en lotes donde se haya sembrado especies de la misma familia; las plantas inician su producción entre 5 y 7 meses en clima frío lo hacen entre 7 y 9 meses, en promedio (IICA, 2007).
Tabla 2. Requerimientos básicos de clima y suelo para cultivo de la naranjilla
Clima Cálido y sub cálido húmedo
Temperatura 17 °C - 30° C. Humedad 80% - 100%
Pluviosidad 1000 mm – 3000 mm. Altitud 800 – 2100 m.s.n.m.
Suelo Franco, rico en materia orgánica, con buen drenaje.
Acidez pH 5,5 – 6,5
(Díaz, 2008)
9 Para la siembra se necesitan semillas que provengan de cultivos sanos, escogiendo siempre las mejores plantas y los mejores frutos; en cambio para la
siembra de diferentes variedades de naranjilla se necesita adquirir plantas provenientes de propagación in vitro en laboratorios o de viveros reconocidos, como por ejemplo la variedad mejorada de naranjilla “INIAP – Quitoense”, como
se observa en la figura 3, que actualmente se siembra en la provincia de Sucumbíos con recomendaciones de manejo adecuado del cultivo, lo que ha permitido un incremento significativo del rendimiento (10 Kg por planta) y una reducción de costos de producción, en comparación con las prácticas tradicionales de este cultivo (Brito et al., 2012).
Figura 3. Variedad de naranjilla “INIAP – Quitoense”
(Viteri et al, 2009)
2.1.5 COSECHA
10 recolección de frutos en estado óptimo de maduración, como se observa en la figura 4, el cual depende del destino que se va a dar al producto, es preferible
cosechar el fruto en estado pintón que equivale al 50% de la superficie de color amarillo, pues si se cosecha en un estado de madurez más avanzado sufre daños considerables en el manejo poscosecha. Las frutas deben ser recolectadas con mucho cuidado evitando daños mecánicos, ruptura de la superficie, entre otros. La recolección técnica debe realizarse con cuchillos o tijeras adecuadas (Reina, 1998).
Figura 4. Colores de frutos como referencia para determinar el índice de madurez Naranjilla
(Brito et al., 2012)
11
Figura 5. Frutos cosechados en bandeja plástica
2.1.6 POSCOSECHA
El manejo poscosecha busca mantener la calidad del producto, la naranjilla como toda fruta es susceptible al daño físico, enfermedades y plagas, por lo tanto se debe mantener un control adecuado desde su cosecha en el campo, hasta el proceso de empaque y transporte al mercado (IICA, 2007).
Según FAO (2006), la fruta cosechada se debe cumplir con las exigencias del mercado al que va dirigido, por lo que debe pasar por etapas como: selección,
clasificación, limpieza, desinfección y encerado, empaque y almacenamiento, según se detalla a continuación:
12 plagas, además de frutos magullados, podridos o que no se puedan comercializar.
Figura 6. Fruto de naranjilla defectuoso
(IICA, 2007)
Clasificación.- se agrupan los frutos de acuerdo a características que exige el mercado como color, firmeza, tamaño, forma y peso.
Limpieza.- con esta operación se retira polvo, agroquímicos y cualquier sustancia indeseada de la superficie del producto. Además es necesario eliminar la pelusa (vellosidades) de la naranjilla, se puede utilizar un trapo seco y limpiar la pelusa fruta por fruta al momento de la recolección, o también se puede retirar las vellosidades con agua, haciendo un lavado de los frutos.
Desinfección y encerado.- se puede aplicar algún tipo de germicida al fruto, realizando la desinfección del mismo y previniendo el ataque de enfermedades y plagas poscosecha. Algunos métodos de desinfección consisten en la aplicación de luz ultravioleta (UV) (180 μW/cm2
/min), así como soluciones líquidas como Ultradyne-C® (75ppm). Otros métodos
13 El proceso de encerado se lo realiza para evitar la pérdida de agua de los frutos, cerrando sus poros y sirviendo también como barrera para
insectos y enfermedades.
Empaque.- el empaque ayuda a prolongar el tiempo de vida útil de la fruta, manteniendo sus características organolépticas, además de ayudar a su promoción, mercadeo y consumo. Un buen empaque debe proteger los productos perecederos de los peligros que se presentan en el almacenamiento, transporte y distribución.
Almacenamiento.- la naranjilla se puede almacenar a temperaturas entre 5º- 10º C, y humedad relativa entre 70 –80%. Existen también algunos tratamientos como el Nu Coat Flo (similar a las ceras usadas en
otras productos) y el plástico PVC que pueden ayudar a mejorar la vida del producto poscosecha.
2.1.7 PÉRDIDAS POSCOSECHA EN ECUADOR
Según investigaciones realizadas por Reina (1998), el manejo adecuado de la naranjilla desde su cosecha hasta que el producto llega al consumidor final es muy importante ya que en muchos casos se presentan pérdidas que ascienden a un 50% de la producción debida al deterioro del producto por un manejo inadecuado durante el tiempo transcurrido.
En el Ecuador el cultivo de la naranjilla “común” o “de jugo” sufre pérdidas en la
14 se observa en la figura 7, y el gusano del fruto (Neoleucinodes elegantalis), como se observa en la figura 8, que han limitado la superficie de la naranjilla de
jugo al 5% del área total cultivada (Viteri et al., 2009). Como explican los estudios realizados por Vásquez et al. (2011), los principales problemas de cultivo se resumen en la baja productividad, calidad, uso excesivo de pesticidas, la deforestación y la escasa generación de tecnología y poca transferencia de información.
Figura 7. Marchitez vascular (Fusarium oxysporum) y nematodos del nudo de la raíz (Meloydogyne incognita)
(Viteri et al., 2007)
Figura 8. Gusano del fruto (Neoleucinodes elegantalis)
15 Entre las enfermedades que limitan la producción de naranjilla se encuentran: antracnosis causada por el hongo Colletotricum gloeosporioides y la marchitez bacteriana causada por la bacteria Pseudomona solanasearum. Para evitar
estas enfermedades en los cultivos, se ha reemplazado por un híbrido natural entre Solanum quitoense y Solanum sessiliflorum, que es más tolerante a estos
problemas, híbridos desarrollados con investigaciones del INIAP que se han desarrollado en la década de los noventa (Tapia, Velásquez, Estrella & Cazar, 1993).
2.1.8. TECNOLOGÍAS POSCOSECHA
Los cambios poscosecha en productos frescos no pueden ser detenidos pero pueden ser desacelerados dentro de ciertos límites (Kader, 1992). Las tecnologías poscosecha se han desarrollado con el fin de mantener la calidad de los productos, proteger o garantizar la inocuidad alimentaria y reducir las pérdidas entre la cosecha y el consumo (FAO, 2002).
La naranjilla es una fruta climatérica, es decir sigue madurando después de haber sido cosechada, razón por la que es importante tener cuidado con su
16
Control de temperatura.- es la estrategia más efectiva para extender el tiempo de vida útil de frutas frescas. Mantener la naranjilla a temperaturas bajas aumentará la vida de almacenamiento por la disminución de la velocidad de respiración, por su sensibilidad más baja al gas etileno y por la menor pérdida de agua que sufre. Reduciendo la tasa de pérdida de agua se disminuye también la velocidad de marchitamiento y resecamiento, que es una causa seria de pérdidas poscosecha.
Liofilización de la naranjilla.- la liofilización es un proceso de secado, en el que congela el alimento y una vez congelado se introduce a una cámara de vacío, para que se separe el agua por liofilización. Este proceso se ha desarrollado con el fin de reducir las pérdidas de
compuestos responsables de sabor y aroma en los alimentos. Al liofilizar correctamente la naranjilla se puede almacenar por periodos muy largos con pérdidas muy bajas de sus características organolépticas, biológicas y físico-químicas, como se observa en la figura 9 (Díaz, 2008).
Figura 9. Naranjilla liofilizada
17 Deshidratación de la naranjilla.- la deshidratación osmótica es un proceso que busca extender la vida útil de los alimentos mediante la
disminución de contenido de humedad, reduciendo la actividad de agua (aw), inhibiéndose con esto el crecimiento microbiano y la actividad enzimática, evitando así el deterioro de los alimentos (Jara, 2011). La naranjilla por ser una fruta perecible, requiere un manejo poscosecha adecuado para su conservación en fresco, por eso se ha aplicado la deshidratación como un método alternativo para su comercialización en los diferentes mercados como se puede observar en la figura 10.
Figura 10. Naranjilla deshidratada
(Agroapoyo, 2009)
2.1.9 VALOR NUTRICIONAL
18 Según análisis practicados en Colombia (Robledo, 2004), cada 100g de pulpa comestible contiene los componentes que se indica en la tabla 3:
Tabla 3. Valor Nutricional de Naranjilla
Componente Unidad Pulpa pura
Valor energético cal 23
Agua g 22,5
Proteínas g 0,6
Grasa g 0,1
Carbohidratos g 5,7
Fibra g 0,3
Cenizas g 0,8
Calcio mg 8
Fósforo mg 12
Hierro mg 0,6
Vitamina A UI 600
Tiamina mg 0,004
Riboflavina mg 0,004
Niacina mg 1,5
Ác. Ascórbico mg 25
19
2.1.10 PRODUCTOS DERIVADOS
La pulpa de la naranjilla se la utiliza principalmente para refrescos, helados, mermeladas, conservas y otros dulces, como se observa en la figura 11. El jugo tiene sabor dulce-agrio y es de color verde. A nivel mundial tiene demanda por ser considerada una fruta exótica.
La naranjilla de jugo se puede utilizar en fresco (principalmente para jugos) y procesados (pulpas, helados, postres) (Viteri et al., 2009).
Figura 11. Productos derivados de la naranjilla
20 En el mercado no se encuentra naranjilla mínimamente procesada por lo que es importante evaluar la vida útil de este producto y que se convierta en una
alternativa de consumo de la naranjilla. Si bien es común el consumo de la pulpa de naranjilla para la elaboración de jugo, hay sectores de la población que prefieren adquirir productos que mantengan las características de la fruta de la forma más natural posible.
2.2 PRODUCTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS
2.2.1 DEFINICIÓN
Frutas y vegetales mínimamente procesados son aquellos que mantienen atributos de calidad y frescura similar a productos frescos, y que solamente han pasado por procesos de selección, lavado, pelado, cortado y empacado (Pérez, 2008).
A los productos mínimamente procesados se los llama también: productos procesados en fresco, listos para consumir, frescos cortados, alimentos de cuarta gama (González, 2008), el mínimo procesamiento que se aplica a estos productos permite mantener sus características organolépticas y valor nutritivo.
21
2.2.2 PREPARACIÓN
La preparación de los productos mínimamente procesados implica acciones de limpieza, recortado, lavado, descorazonado, rebanado, cortado en tiras (Cantwell & Suslow, 2002), como se explica en la figura 12:
Figura 12. Esquema de preparación productos mínimamente procesados
(Pérez, 2008)
2.2.3 CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS
22 procesado se los mantenga en refrigeración, con el fin de reducir su actividad respiratoria (González, 2008). El daño físico y las heridas causadas al momento
de la preparación incrementan la respiración y la producción de etileno en pocos minutos (Agar, Massantini, Hess-Pierce & Kader, 1999).
Estos productos al tener una tasa de respiración más alta que los productos frescos sin procesar, manifiestan una tasa de deterioro más acelerada y una pérdida más rápida de ácidos, azúcares y otros componentes que determinan la calidad gustativa y el valor nutricional. El grado de procesamiento y la calidad del equipo (el filo de las cuchillas), afectan significativamente la respuesta al daño (Cantwell y Suslow, 2002).
2.2.4 TÉCNICAS DE CONSERVACIÓN DE PRODUCTOS MÍNIMAMENTE PROCESADOS
La vida útil de los productos mínimamente procesados por lo general se prolonga por medio de un almacenamiento adecuado en cadena de frío, envasado en atmósfera modificada y sobretodo, en una buena fabricación y manejo de prácticas de manipulación (Sanz et al., 2007).
Durante un procesamiento mínimo muchas células son dañadas, por lo que
productos intercelulares, como enzimas de oxidación, son liberadas acelerando la descomposición del producto. Adicionalmente el proceso de cortado ayuda a un mejor crecimiento microbiano, por estas razones los procesos de cortado y pelado deben ser realizados con cuchillos o navajas lo más afiladas posibles hechas de acero inoxidable (Watada & Qi, 1999).
23 estudiado nuevas tendencias como: la terapia de inmersión, que consiste en cortar la fruta mientras se encuentra bajo el agua, con el fin de controlar la
presión de turgencia, debido a la formación de una barrera de agua que impide el movimiento de los fluidos de frutas mientras el producto es cortado. Por otra parte, la luz UV-C también ha sido utilizada en las frutas recién cortadas, con el fin de causar una respuesta hipersensible de defensa que tendrá lugar dentro de los tejidos, reduciendo el oscurecimiento y la lesión de los productos recién cortados.
El almacenamiento a bajas temperaturas y el envasado en atmósferas modificadas son métodos ampliamente utilizados para extender el tiempo de vida útil de muchas frutas recién cortadas ya que reducen las tasas de respiración y la decoloración por el corte superficial (Gorny, Hess-Pierce & Kader, 1999).
En los productos mínimamente procesados, el incremento de superficies dañadas por el corte y de la disponibilidad de nutrientes celulares establece condiciones que favorecen el crecimiento microbiano. Más aún, la sobremanipulación durante la preparación de estos productos implica mayor oportunidad para la contaminación con patógenos. El crecimiento microbiano en los productos mínimamente procesados se controla principalmente con un buen manejo de sanitación y de temperatura (Cantwell & Suslow, 2007).
2.3 RADIACIÓN ULTRAVIOLETA
24
Fig.13 Espectro de energía radiante
(Rivera, Gardea, Martínez, Rivera & González, 2007)
Se clasifica en tres tipos de radiación ultravioleta, cada uno con diferentes características, como se explica en la tabla 4:
Tabla 4. Características de la luz ultravioleta
Tipo Longitud de onda Rango Características
UV-A Largo 320-400 nm Cambios de color de piel
(bronceado)
UV-B Medio 280-320 nm Piel quemada (cáncer)
UV-C Corto 200-280 nm Rango germicida (microorganismos)
UV-V -- 100-200 nm Rango de UV de vacio
(Portero, S.F.)
Uno de los principales propósitos de las tecnologías aplicadas en poscosecha en la conservación de frutas y hortalizas, es el retraso en la maduración y senescencia. De acuerdo a investigaciones, la radiación UV-C tiene un efecto
25 La radiación UV-C se utiliza en frutas frescas con dos objetivos, por un lado reducir la carga microbiana inicial de la superficie del producto e inducir la
resistencia del huésped a otros microorganismos (Guerrero & Barbosa, 2009).
La irradiación UV-C tiene su máximo pico de emisión a 254 nm y se ha comprobado que en esta longitud de onda donde presenta su mayor acción germicida, por lo que ha sido ampliamente estudiada en varios tejidos vegetales (Rivera et al., 2007).
Figura 14. Lámpara típica de arco de mercurio
(Wright & Cairns, 1999)
26
2.3.1 EFECTO HÓRMICO DE LA RADIACIÓN UV-C
El término hormesis (del griego “exitar”), es una relación dosis-respuesta
caracterizada por un efecto de estimulación a bajas dosis y de inhibición a altas dosis. Según explica Pérez, Restrepo & Martínez (2009), la dosis-respuesta hormética ha sido típicamente representada en gráficos como una U invertida o una curva tipo J, dependiendo del efecto que se esté evaluando. Por ejemplo, en los casos de crecimiento y proliferación celular, las respuestas horméticas aparecen fundamentalmente como curvas tipo U invertida, como se observa en la figura 15.
Figura 15. Forma más común de curva dosis-respuesta hormética válida para curvas que describen desarrollo
( Calabrese & Baldwin, 2002)
27 El efecto benéfico de la luz UV-C en alimentos frescos se denomina „hormesis‟ y el agente (luz UV) se llama „hormetina‟ o „efecto hormético‟. El uso de dosis
subletales de UV-C ha sido ensayado como una tecnología no química de tratamiento poscosecha en diferentes frutas y hortalizas (Pongprasert, Sekozawa, Sugaya & Gemma, 2011). El uso de este método comezó alrededor de 1901 cuando se logró producir luz artificialmente, pero fue en el 2002 que la FDA aprobó la apliación de luz UV-C como una tecnología de desinfección para alimentos (Manzocco, Da Pieve & Maifreni, 2010). Esta técnica es empleada en la industria alimenticia para la desinfección de cintas transportadoras, láminas y tapas de cierre, envases y se han realizado amplios estudios, sobre su uso destinado para la desinfección de frutas y hortalizas (Dominguez & Parzanese, 2000).
El objetivo de la radiación UV-C es retrasar los procesos de maduración y senescencia de frutas y hortalizas, induciendo a la producción de sustancias funguicidas (fitoalexinas), lo que permite reducir pérdidas poscocsecha de frutas y hortalizas ocasionadas por desórdenes fisiológicos, como daño por frío, daños mecánicos, pérdida de firmeza y otros, mejorando la calidad y el control de decaimiento (Rivera et al., 2007).
El mecanismo directo de acción de la radicación UV-C consiste en la inactivación microbiana, debido a que la radiación absorvida por el ADN puede detener el crecimiento celular y causar la muerte de toda la célula (Guerrero &
Barbosa, 2009). Además la aplicación de irradiación UV-C puede inducir mecanismos de defensa en el tejido vegetal metabólicamente activo de frutas y
hortalizas, como cambios de la pared celular, enzimas de defensa y aumento de la actividad antioxidante (Beltrán, Ramos & Álvarez, 2010).
28 desinfección; sin embargo, los niveles altos de microorganismos deben tomarse en cuenta cuando se usa UV-C para desinfectar (Guerrero & Barbosa, 2009).
2.4 ANÁLISIS SENSORIAL DE ALIMENTOS
Los consumidores esperan que los productos mínimamente procesados sean visualmente aceptables y apetitosos, lo que influye en su decisión de compra. Además la apariencia y la textura tienen relación con el deterioro del tejido y son utilizadas como medida de frescura y calidad en la industria de frutas y vegetales frescos cortados (Cantwell & Suslow, 2002).
El Instituto de Alimentos de EEUU (IFT), define la evaluación sensorial como “la
disciplina científica utilizada para evocar, medir analizar e interpretar las reacciones a aquellas características de alimentos y otras sustancias, que son percibidas por los sentidos de la vista, olfato, gusto, tacto y oído” (Hough, 2013).
Surge como disciplina para medir la calidad de los alimentos, conocer la opinión y mejorar la aceptación de los productos por parte del consumidor. Para el análisis de las propiedades sensoriales se utiliza métodos de medición y cuantificación de los productos o materias primas por medio de los cinco sentidos (Alarcón, 2005).
El proceso sensorial se inicia por la presencia de un estímulo físico o químico que actúa sobre los receptores sensoriales, la interpretación de la sensación se denomina percepción (Sancho, Bota & Castro, 1999).
29 durante la masticación) y gusto (sabor), como se observa en la figura 16. Todos los aspectos de la calidad, tanto externos como internos, son contemplados y
valorados por el consumidor a la hora de decidir sobre la adquisición de un producto para consumo en fresco (Mondino & Ferratto, 2006).
Figura 16. Representación esquemática de las impresiones que se perciben a través del análisis sensorial
(Alarcón, 2005)
Las pruebas de discriminación son herramientas que se utilizan en la evaluación sensorial, entre estas pruebas se encuentran las de diferencia global, estas pruebas, como la del triángulo y la del dúo-trío, están diseñadas para demostrar si los evaluadores pueden detectar alguna diferencia entre las muestras (Hough, 2013).
2.4.1 TEST DE TRIÁNGULO
30 tratamiento puede producir cambios en el producto, y que no puede ser caracterizado simplemente por uno o dos atributos (Hough, 2013).
Al degustador se le presentan tres muestras simultáneamente: dos de ellas son iguales y una diferente; se pide señalar la diferente y en ocasiones se pide además comentar acerca de la naturaleza de la diferencia, como se indica en la figura 17 (Wittig de Penna, 2001).
Figura 17. Planilla utilizada por los evaluadores para la prueba del triángulo
(Hough, 2013)
31
3. METODOLOGÍA
3.1 MATERIAL VEGETAL
Se utilizó la naranjilla cosechada en el cantón Los Bancos (provincia de Pichincha) que fue trasladada al Laboratorio de Biotecnología de la Universidad Tecnológica Equinoccial, donde se clasificó por su color, tamaño, apariencia y ausencia de defectos. A los frutos seleccionados se retiró la pelusa, se lavó, peló y se cortó en octavos.
3.2 TRATAMIENTO CON LUZ UV-C Y SELECCIÓN DE LA
DOSIS ÓPTIMA
32
Figura 18. Cámara de Radiación UV-C
Una vez finalizado el tratamiento, se colocaron 16 octavos de naranjilla en empaques plásticos tipo clamshell, como se observa en la figura 19, posteriormente fueron almacenadas en refrigeración a 5 °C durante 12 días. Las bandejas se retiraron a los 0, 3, 6, 9 y 12 días de almacenamiento de la cámara de refrigeración para evaluar el efecto del tratamiento con luz UV-C sobre el avance del daño mediante el valor de índice de daño (ID), características físico-químicas y microbiológicas.
33 Para la selección de la dosis efectiva se tomó en cuenta dos criterios de selección: avance del índice de daño (deshidratación, oxidación, color y
apariencia global) y análisis microbiológico de mohos, levaduras y aerobios totales.
Una vez seleccionada la dosis óptima, se efectuó el tratamiento a los frutos, como se indicó anteriormente, y se los almacenó junto a los frutos control a 5°C por 12 días. Los días 0, 3, 6, 9 y 12 se retiró de forma aleatoria bandejas tanto de frutos control como de tratados para realizar análisis de color superficial y firmeza, análisis físico químicos (pH, sólidos solubles totales, acidez total titulable), y análisis microbiológicos (recuento de aerobios mesófilos totales y recuento de mohos y levaduras). Para realizar el control de pérdida de peso se separaron siete bandejas de frutos control y siete bandejas de frutos tratados.
3.3 ÍNDICE DE DAÑO
Al inicio del experimento y cada día de muestreo los frutos se evaluaron visualmente, considerando los siguientes parámetros: deshidratación (pérdida de jugo), oxidación (pardeamiento de bordes de corte), color y apariencia global. Usando un índice de daño (ID) con una escala subjetiva de 1 a 4, donde: 4 = daño severo, 3 = daño moderado, 2 = daño ligero y 1 = sin daño.
La evolución de cada síntoma de daño se calculó según la ecuación 1:
34 El índice de daño (ID) se calculó como la sumatoria del índice de cada síntoma de daño evaluado, dividido por 4 (número de síntomas de daño evaluados) de
acuerdo a la ecuación 2:
[2]
3.4 PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS
3.4.1 PÉRDIDA DE PESO
Se utilizaron siete bandejas de frutos control y siete bandejas de frutos tratados. Éstas bandejas se pesaron al inicio del experimento y durante el almacenamiento ( 3, 6, 9 y 12 días) en una balanza analítica. Los resultados fueron expresados como porcentaje de la pérdida de peso con relación al peso inicial, como se indica en la ecuación 3:
[3]
Donde:
= Peso inicial
= Peso final correspondiente a cada periodo de almacenamiento
3.4.2 COLOR SUPERFICIAL
35 Los resultados de medición de color se expresaron en los parámetros L*, a*, b* y ºHue. La escala que se utiliza habitualmente es la CIELab; el índice
fotométrico L* indica la luminosidad (L*=100: blanco; L*=0: negro); los parámetros a* y b* expresan la cromaticidad a* (+a*:rojo; -a*:verde); b*(+b*:amarillo; -b*:azul). La combinación de estos índices permite relacionar los resultados con el grado de madurez de la fruta (Gil, 2010).
3.4.3 FIRMEZA
Se determinó la firmeza utilizando un penetrómetro 53205 Fruit Pressure tester (fruit firmness) Turoni. Las mediciones se realizaron en la corteza externa de los furos y los resultados se expresaron en Newtons (N) (González, 2012).
3.4.4 MEDICIÓN DE pH
Se utilizaron siete bandejas con naranjilla cortada en octavos, se homogenizaron utilizando una licuadora Oster y se filtraron a través de gasa estéril de algodón dispuesta en dos capas hasta obtener un volumen de 20 ml de filtrado. El pH de cada muestra fue determinado con un potenciómetro Thermo Scientific por inmersión de electrodo en el filtrado de la muestra. Las mediciones se realizaron por triplicado (AOAC, 1996).
3.4.5 SÓLIDOS SOLUBLES
El contenido de sólidos solubles se determinó por la medición de °Brix en el jugo filtrado de la muestra de cada tratamiento a lo largo del almacenamiento,
36
3.4.6 ACIDEZ TOTAL TITULABLE
La acidez de la fruta fue obtenida aplicando el método de titulación con el volumen de NaOH 0,1N consumido en 5 ml de muestra (jugo filtrado de
naranjilla) disueltos en 15 ml de agua destilada, utilizando fenolftaleína (0,1%) como indicador. Los análisis se realizaron por triplicado. Los resultados se expresaron como meq H+/kg (González, 2012).
3.5 ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS
Se evaluó el desarrollo de la flora nativa de la naranjilla mínimamente procesada inmediatamente después del tratamiento de radiación UV-C (día 0) y
a los 3, 6, 9 y 12 días de almacenamiento a 5°C, se realizó el recuento de aerobios mesófilos totales, mohos y levaduras.
3.5.1 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA E INOCULACIÓN
Se homogenizaron 25 g de fruta en 225 ml de diluyente (agua destilada estéril) correspondiente a la dilución 10-1 a partir de ésta se realizaron dos diluciones sucesivas (10-2 y 10-3). De cada dilución se tomó una alícuota de 1 ml y se inoculó en placas para recuento de levaduras y mohos, y placas para el recuento de aerobios 3MTM PetrifilmTM. Los ensayos se realizaron por triplicado.
37 Mientras que para el recuento de microorganismos aerobios mesófilos totales las placas se incubaron 48 horas a 35°C según el método Oficial AOAC®
(2004).
3.5.2 INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Se utilizó la Guía de Interpretación Petrifilm para la identificación de colonias de
mohos y levaduras en PetrifilmTM, donde se indica que para diferenciar las colonias de levaduras y mohos se debe observar una o más de las siguientes características:
Levaduras: colonias pequeñas, de bordes definidos, de color rosa tostado a azul verdoso, aparecen abultadas, de color uniforme.
Mohos: colonias grandes, de bordes difusos, color variable, apariencia plana, núcleo obscuro.
La interpretación de las colonias PetrifilmTM para aerobios se realizó utilizando la Guía de interpretación 3M Petrifilm el cual indica que se deberán contar todas las colonias de color rojo, independientemente de su tamaño o intensidad.
3.6 ANÁLISIS SENSORIAL
38
3.7 ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Se utilizó un Diseño de bloques al azar unifactorial donde se analizaron como variables dependientes: índices de calidad físico-químicos (análisis de pH, sólidos solubles, acidez total titulable, color superficial, firmeza, pérdida de peso, pérdida de jugo) y microbiológicos (recuento de microorganismos aerobios mesófilos totales, mohos y levaduras), al igual que variables independientes que incluyen: tiempo de almacenamiento y dosis de radiación UV-C. Los resultados se procesaron mediante un análisis de varianza y las medidas comparadas por el test de DMS (LSD por sus siglas en inglés) con una significancia 0,05 usando el software Statgraphics
39
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1
SELECCIÓN
DE LA DOSIS
EFECTIVA
DE
RADIACIÓN UV-C
Los frutos control presentaron síntomas de daño al día 4 de almacenamiento, diferenciándose de los frutos tratados (7 y 13 kJ/m2) que mantenían una mejor calidad. Al llegar el día 9 de almacenamiento los frutos tratados presentaron mejores características organolépticas con respecto a los frutos control. A los 12 días de almacenamiento, los frutos control sufrieron cambios en sus características organolépticas, como se indica en la tabla 5, alcanzando un
valor de ID de 3.75, correspondiente a un daño severo a moderado; mientras que los frutos tratados con 7 y 13 kJ/m2 alcanzaron valores de ID de 2.75 y 2.25 respectivamente, valores que corresponden a un daño ligero a moderado. En la figura 20 se observan cambios en las características de apariencia global de los frutos control y tratados durante el almacenamiento.
Tabla 5. Selección de dosis efectiva de radiación UV-C
N.D= No detectable
Parámetro
Tiempo de almacenamiento
(día)
Control Dosis UV-C
7 kJ/m2 13 kJ/m2
Análisis microbiológicos
Mohos y Levaduras (Log10 Log10UFC/g)
0 2.7 2.9 2.3
12 3.8 3.0 3.4
Aerobios mesófilos totales (Log10 Log10UFC/g)
0 2.6 1.06 0.8
12 1.8 1.7 N.D.
Índice de daño
0 1 1 1
40 En cuanto al análisis microbiológico, la dosis de 13 kJ/m2 retrasó el crecimiento de aerobios mesófilos totales, así como de mohos y levaduras con respecto a la dosis de 7 kJ/m2 y las muestras control. Por lo tanto, la dosis de 13 kJ/m2 fue seleccionada para posteriores ensayos, como se indica en la tabla 5.
Tiempo de almacenamiento
(días)
0
3
6
9
12
Muestra Control 7 kJ/m2 13 kJ/m2
41
4.2 EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE PARÁMETROS
FÍSICO-QUÍMICOS
DE
NARANJILLA
MÍNIMAMENTE
PROCESADA
4.2.1 EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE LA PÉRDIDA DE PESO
La pérdida de peso se determinó durante los 12 días de almacenamiento y se presentó como el porcentaje de pérdida de masa con relación a la masa inicial.
Figura 21. Pérdida de peso (%) en naranjilla control y tratadas (UV-C 13 kJ/m2) durante el almacenamiento
Letras mayúsculas distintas en un mismo tratamiento indican diferencia significativa a lo largo del de almacenamiento.
Letras minúsculas distintas indican diferencia significativa entre las muestras para un mismo día de almacenamiento con una p < 0,05 LSD = 1.4
0 2 4 6 8 10 12
0 3 6 9 12
% P é rdida de pe s o
Tiempo de almacenamiento (días)
CONTROL
UV-C 13kJ m-2
42 Tanto frutos control como frutos tratados presentaron una pérdida de peso del 1.4% hasta el día 3 de almacenamiento; se observó un mayor porcentaje de
pérdida de peso en frutos control desde el día 6 de almacenamiento hasta el día 12, alcanzando una pérdida de peso de 11,1% respecto al día inicial, como se indica en el anexo I; mientras que los frutos tratados presentaron una pérdida de peso gradual y similar a los frutos control desde el día inicial del tratamiento hasta el día 6, alcanzando una pérdida de peso de 5.9% respecto al peso inicial, como se indica en la figura 21.
Se conoce que la transpiración es el proceso por el cuál se pierde agua en la fruta y constituye la causa principal de pérdida de peso (Reina, 1998). Los resultados demuestran que la radiación UV-C contribuyó a reducir la pérdida de peso de la naranjilla mínimamente procesada. Resultados similares fueron reportados en estudios realizados por Cueva (2010) en mora tratada con UV-C, donde se sugiere que probablemente, la radiación UV-C estaría manteniendo la integridad del tejido por más tiempo.
4.2.2 EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE EL COLOR SUPERFICIAL
4.2.2.1 Luminosidad
43 que los frutos tratados con UV-C sufrieron un descenso de luminosidad inmediato al tratamiento UV-C, desde el día 6 se puede observar que se
mantuvieron valores similares de luminosidad hasta alcanzar un valor de 51.1 en el día 12 de almacenamiento.
Figura 22. Luminosidad en naranjilla control y tratada (UV-C 13 kJ/m2) durante el almacenamiento
Letras mayúsculas distintas en un mismo tratamiento indican diferencia significativa a lo largo del de almacenamiento.
Letras minúsculas distintas indican diferencia significativa entre las muestras para un mismo día de almacenamiento con una p < 0,05 LSD = 2.2
En la figura 22, se puede observar que las frutas tratadas con luz UV-C mantienen menores valores de luminosidad (L*) en comparación con las naranjillas control, y se encontró diferencia estadística (p<0.05) a lo largo del almacenamiento. Dado que la coordenada L* cuantifica la luminosidad, el descenso de este parámetro puede tomarse como un indicador del grado de oscurecimiento de las muestras y por lo tanto, como una medida del avance del
42.0 44.0 46.0 48.0 50.0 52.0 54.0 56.0
0 6 9 12
Luminos
ida
d
(L
*)
Tiempo de almacenamiento (días)
CONTROL
44 pardeamiento; resultados similares fueron obtenidos en papaya tratada con luz UV-C (Calderón, Raybaudi, Mosqueda & Tapia, 2012).
4.2.2.2 Parámetros a* y b*
En la tabla 6 se muestra la variación de los parámetros a* y b* de naranjilla mínimamente procesada tratada con radiación UV-C (13 kJ/m2). Tanto en muestras control como tratadas, existió una disminución de coordenadas colorimétricas a* y b* a lo largo del almacenamiento, resultados similares fueron reportados por Cardoso, Daiuto, López, Figueiredo & Carvalho (2011) en aguacate Hass.
Se observa que los valores del parámetro a* (rojo-verde), en ambos casos, sufrieron una disminución gradual a lo largo del almacenamiento; los frutos control presentaron valores de 0.5 en el día 0, llegando a un valor de 1.2 al día 12 de almacenamiento; mientras que en frutos tratados con luz UV-C el parámetro a* presentó un valor de 1.2 en el día 0 y un valor de 0 en el día 12 de almacenamiento. Lo que determinó que existió diferencia significativa entre la naranjilla control y tratada, como se puede observar en la tabla 6.
Tabla 6. Cromaticidad a* y b* en naranjilla control y tratada (UV-C 13 kJ/m2) durante el almacenamiento
Parámetro a* Parámetro b*
Día Control Tratada Control Tratada
0 0.5 a A 1.2 a A 33.0 b A 35.9 a A
6 0.1 a A -1.4 b C 28.8 a B 25.4 b C
9 -0.2 a AB -0.8 a BC 29.0 a B 27.4 a BC
12 -1.2 b B 0.0 a AB 24.8 b C 29.2 a B
45
Letras minúsculas distintas indican diferencia significativa entre las muestras para un mismo día de almacenamiento con una p < 0,05 LSDa = 0.91 y LSDb= 3.03
Se observa que en los valores de la coordenada colorimétrica b* de naranjilla control y tratadas existió una reducción, con valores de 24.8 en frutos control y 29.2 en frutos tratados en el día 12 de almacenamiento. Estos resultados podrían confirmar que la naranjilla tratada con luz UV-C mantuvo su color natural durante el tiempo de almacenamiento, estos resultados concuerdan con los resultados obtenidos en la papaya maradol con luz UV-C y ácido málico donde se confirma que este tratamiento tiene un efecto positivo en la conservación de color en frutas (Calderón et al., 2012).
4.2.2.3 Parámetro HUE
En la tabla 7 se muestra la evolución de los valores de °HUE de la naranjilla control y tratada con luz UV-C (13 kJ/m2). En general los valores se
mantuvieron constantes a lo largo del almacenamiento, al final del almacenamiento en el día 12 tanto naranjilla control como tratada llega a un valor similar (86,8 y 86,9).
Tabla 7. Parámetro HUE de naranjilla control y tratada (13 kJ/m2) durante el almacenamiento
Parámetro HUE
Día Control Tratada (13 kJ/m2)
0 87.1 a A 86.4 b B
6 85.9 b B 87.9 a A
9 86.5 a AB 87.0 a B
12 86.8 a A 86.9 a B
LSD 0.8
Letras mayúsculas distintas en un mismo tratamiento indican diferencia significativa a lo largo del de almacenamiento.
46 Robles et al. (2007), en su estudio para optimizar el tomate concluyeron que el descenso del parámetro HUE indica un menor avance de la maduración, ya
que los descensos de dicho valor reflejan cambios de coloración hacia tonos más rojizos a diferencia de los resultados obtenidos en este estudio que indicarían que la dosis aplicada de radiación UV-C (13 kJ/m2) no afectaría a este parámetro de color en la naranjilla mínimamente procesada.
4.2.3 EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE LA FIRMEZA
Inmediatamente después de la aplicación de radiación UV-C no se encontró diferencia en la firmeza de los frutos control y tratados. Para el día 3 de almacenamiento; la firmeza de los frutos control disminuyó 51.64% respecto a las muestras tratadas que presentaron un ligero aumento en relación al día 0 (diferencia probablemente debida a deshidratación superficial externa del tejido). A partir de este día y hasta el final del almacenamiento tanto frutos control como tratados presentaron un comportamiento similar en cuanto a la reducción de la firmeza alcanzando valores de 1.1 y 1.3 para los frutos control y tratados, respectivamente, como se observa en la figura 23. Resultados similares fueron reportados por Robles et al. (2007) en tomate tratado con
47
Figura 23.Firmeza en naranjilla control y tratada (UV-C 13 kJ/m2) durante el almacenamiento
Letras mayúsculas distintas en un mismo tratamiento indican diferencia significativa a lo largo del de almacenamiento.
Letras minúsculas distintas indican diferencia significativa entre las muestras para un mismo día de almacenamiento con una p < 0,05 LSD = 1.5
Varios autores explican que la disminución de la firmeza estaría relacionada con la alteración de la estructura de la pared y membrana celular (lípidos y proteínas) debido a la acción de la radiación UV-C (Erkan, Wang & Krizek, 2001; Beltrán et al., 2010) dado que se ha comprobado que la radiación UV-C genera especies reactivas de oxígeno que causan estrés oxidativo afectando la estabilidad de estas estructuras y en estados avanzados de estrés oxidativo se produciría la muerte celular (Pokorny, Ynishlieva & Gordon, 2001) que se vería reflejado con el daño del tejido dado por la desintegración de las membranas celulares. 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0
0 3 6 9 12
Firmeza
(
N
)
Tiempo de almacenamiento (días)
CONTROL
48
4.2.4 EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE EL pH
Después de la aplicación de la radiación UV-C no se observó diferencia en el pH entre los frutos tratados y controles, al final del almacenamiento se observó un pH de 3.5 para los frutos tratados y 3.5 para los frutos control, como se indica en la tabla 8.
El pH es uno de los parámetros que presenta menor variación durante el periodo de almacenamiento de la naranjilla. Estos resultados sugieren que el tratamiento UV-C no afectó los resultados en pH. Resultados similares han sido reportados en investigaciones realizadas en mango (Briceño, Vargas, Camacho de la Rosa, Wacher & Trejo, 2005) donde los parámetros de calidad como pH, acidez, sólidos solubles, firmeza y color no se vieron afectados por los tratamientos con luz UV-C.
4.2.5 EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE LOS SÓLIDOS SOLUBLES
Inmediatamente después de aplicar el tratamiento UV-C en la naranjilla, no se observaron diferencias significativas entre los frutos tratados y controles.
La concentración de sólidos solubles se mantuvo constante a lo largo del almacenamiento, con valores entre 9 y 10°Brix, tanto para frutos control y frutos tratados con luz UV-C, como se indica en la tabla 8.
UV-49 C no estaría ejerciendo efecto sobre sólidos solubles en la fruta, similares resultados fueron reportados por Beltrán et al. (2010).
4.2.6 EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE LA ACIDEZ TITULABLE
Inmediatamente después de la aplicación del tratamiento UV-C la acidez total titulable de la naranjilla control fue 4.37% menor que la naranjilla tratada, diferencia que se mantuvo hasta el día 6 de almacenamiento.
Al final del almacenamiento se encontraron valores de acidez de 30338 y 31738 meq H+/kg para frutos control y tratados, respectivamente. No se encontró diferencia significativa entre las muestras a lo largo del almacenamiento.
50
Tabla 8. Parámetros físico-químicos en frutos de naranjilla mínimamente procesada tratada (UV-C) con 13 kJ/m2 y controles luego de 12 días de
almacenamiento a 5°C.
Tiempo
(días) Tratamiento pH SST (Brix)
ATT (meq H+/kg)
0 C 3.72
aA 9.0 aB 29004.35 aA
T 3.63 aA 9.0 bB 30271.21 aA
3 C 3.53
bB 10.0 aA 27737.49 aA
T 3.62 aA 9.2 bB 30737.94 aA
6 C 3.55
aB 10.0 aA 28204.23 bA
T 3.47 aB
10.0 aA 33204.98 aA
9 C 3.49
aB 9.0 aB 32338.18 aA
T 3.42 aB 9.0 aB 28871.00 bA
12 C 3.50
aB 9.0 aB 30337.88 bA
T 3.50 aB 9.0 aB 31738.09 aA
LSD 0.07 0.3 2814
Letras mayúsculas distintas en un mismo tratamiento indican diferencia significativa a lo largo del de almacenamiento
Letras minúsculas distintas indican diferencia significativa entre las muestras para un mismo
51
4.3 EFECTO DEL TRATAMIENTO UV-C SOBRE PARÁMETROS MICROBIOLÓGICOS DE NARANJILLA MÍNIMAMENTE PROCESADA
4.3.1
AEROBIOS MESÓFILOS TOTALESSe pudo observar que el tratamiento UV-C tuvo una influencia inmediata en la carga inicial de aerobios mesófilos totales con una reducción de 2.6 unidades logarítmicas en las muestras tratadas respecto a las muestras control, como se puede observar en la figura 24.
52
Figura 24. Desarrollo de aerobios mesófilos totales en naranjilla control y tratadas (13 kJ/m2) almacenadas a 5°C
Letras mayúsculas distintas en un mismo tratamiento indican diferencia significativa a lo largo del de almacenamiento.
Letras minúsculas distintas indican diferencia significativa entre las muestras para un mismo día de almacenamiento con una p < 0,05 LSD = 0.8
La naranjilla tratada con luz UV-C mantuvo un menor número de aerobios mesófilos totales en comparación a la naranjilla control hasta el día 6 de almacenamiento, sin embargo desde el día 9 alcanzó valores superiores (sin encontrarse diferencia significativa entre las muestras) a los que presentaron los frutos control. Este comportamiento podría relacionarse con los estudios realizados por Sgroppo & Sosa (2009) en Zapallo Anco (cucurbita moschata, D) fresco cortado tratado con luz UV-C, donde se explica que el almacenamiento prolongado minimiza las diferencias producidas por el estrés generado por la radiación UV-C. 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
0 3 6 9 12
A e robios me s óf il os to tale s (L og 1 0 UF C/g)
Tiempo de almacenamiento (días)
CONTROL UV-C 13 kJ m-2 AB
a
B b
ABC a AB
53
4.3.2 MOHOS Y LEVADURAS
Actualmente se encuentran diversas publicaciones sobre la efectividad de la radiación UV-C, confirmando la reducción de UFC/g de M+L en frutas, además
el efecto de luz UV-C puede mejorar la resistencia al ataque de mohos y levaduras, ya que estimula la producción de sustancias que inducen la formación de compuestos fenólicos (fitoalexinas), tóxicos para estos microorganismos (Tardón, 2011; Vicente et al., 2005; Rivera et al., 2007, Allende & Artes, 2003). En la figura 25 se puede observar que el tratamiento UV-C redujo la carga microbiana de mohos y levaduras inmediatamente luego de su aplicación, con valores de 2.0 y 3.4 Log10 UFC/g en naranjilla tratada y control respectivamente.
Figura 25. Desarrollo de mohos y levaduras en naranjilla control y tratadas (13 kJ/m2) almacenadas a 5°C
Letras mayúsculas distintas en un mismo tratamiento indican diferencia significativa a lo largo del de almacenamiento.
Letras minúsculas distintas indican diferencia significativa entre las muestras para un mismo día de almacenamiento con una p < 0,05 LSD = 0.7
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
0 3 6 9 12
M ohos y Le v a dura s (L og 10 UF C/g)
Tiempo de almacenamiento (Días)
CONTROL UV-C 13 kJ m-2 A a A b A a A a A a A
54 Durante los días de almacenamiento se observó que tanto frutos control y tratados presentaron un comportamiento similar. Las dos muestras mostraron
valores similares en el día 6 luego del cual la población de mohos y levaduras disminuyó alcanzando valores de 1.8 Log10 UFC/g para las muestras tratadas y 2.9 Log10 UFC/g para las muestras control en el día 12, sin observar una diferencia significativa.
Los frutos tratados presentaron menor población de mohos y levaduras que los frutos control durante todo el período de ensayo. Estudios realizados por Erkan et al. (2001) en pepino (Cucurbita pepo), confirmaron la hipótesis de que breves periodos de exposición a la luz UV-C son eficaces en el retraso del envejecimiento y deterioro de los tejidos, mediante la reducción de la población microbiana, mejorando la calidad de almacenamiento de frutas.
Numerosos estudios proponen que la aplicación de esta tecnología como una buena alternativa para el control de mohos y levaduras en la superficie de frutas y hortalizas, teniendo en cuenta que su efecto dependerá de la morfología del producto así como sus condiciones microbiológicas iniciales (Cueva, 2010).
La naranjilla es afectada en una gran cantidad por microorganismos como
Fusarium oxysporum, Pseudomonas solanacearum y nemátodos (IICA, 2007).
Sin embargo, en el mundo biológico existe un grupo de hongos y bacterias que presentan efectos antagónicos con otros microorganismos, entre estos se encuentran las bacterias de los géneros Fusarium, Pseudomonas, Bacillus y hongos de los géneros Gliocladium y Trichoderma. La acción antagónica entre