UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
EFECTO DEL USO COMBINADO DE RADIACIÓN UV-C Y
ATMÓSFERA MODIFICADA SOBRE EL TIEMPO DE VIDA ÚTIL
DE MORA DE CASTILLA
(Rubus glaucus)
SIN ESPINAS.
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
ANDREA ESTEFANÍA TERÁN GUERRERO
DIRECTORA: ING. CARLOTA MORENO
© Universidad Tecnológica Equinoccial.2013
DECLARACIÓN
Yo ANDREA ESTEFANÍA TERÁN GUERRERO, 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.
_________________________ Andrea Terán
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Efecto del uso combinado de radiación UV-C y atmósfera modificada sobre el tiempo de vida útil de mora de Castilla (rubus glaucus) sin espinas”, que, para
aspirar al título de Ingeniera de Alimentos fue desarrollado por Andrea Terán, 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 Titulaciónartículos18 y 25.
___________________
Ing. Carlota Moreno
DIRECTORA DELTRABAJO
El presente trabajo de investigación es parte del proyecto:
“EFECTO DE LA RADIACIÓN UV-C Y ATMÓSFERA MODIFICADA SOBRE LA ACTIVIDAD RESPIRATORIA Y LA CALIDAD POSTCOSECHA DE MORA DE CASTILLA SIN ESPINAS (Rubus glaucus) ALMACENADA EN
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTO
A mis padres, Gustavo Terán y Dolores Guerrero por siempre guiar mi camino, estar a mi lado en los momentos difíciles, por su paciencia, amor incondicional y por siempre ser un ejemplo a seguir.
A mi hermano Diego, gracias ñaño te quiero mucho, gracias por ser un buen hermano, yo se que siempre podemos contar el uno con el otro, a mi sobrina Doménica, por ser una luz en mi vida que siempre me llena de amor.
A mí enamorado Andrés por escucharme y estar siempre a mi lado dándome fuerzas, mostrándome una salida cuando yo no la encuentro y darme su amor.
A mí directora de tesis la Ing. Carlota Moreno, por brindarme la oportunidad de ser parte del grupo de investigación, por hacer posible el finalizar esta etapa de mi vida, por siempre brindarme su ayuda, consejos y confianza. A la Bioq. María José Cuvi, por su ayuda prestada, consejos y ayuda en la parte experimental del proyecto.
A Lorena, que me ayudo mucho en el proceso experimental, gracias por pasar conmigo días enteros en los laboratorios, siempre brindándome la ayuda y apoyo que necesitaba.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN VIII
ABSTRACT X
1.INTRODUCCIÓN 1
2. MARCO TEÓRICO 4
2.1MORADECASTILLA(Rubus glaucus) 4 2.1.1 CLASIFICACION TAXONÓMICA 4 2.1.2 DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA 5 2.1.3 CARACTERÍSTICAS DEL FRUTO 6 2.1.4 COMPOSICION Y VALOR NUTRICIONAL 8
2.1.5 VARIEDADES 9
2.1.6 ZONAS DEL ECUADOR PARA EL CULTIVO 10 2.1.7 PRINCIPALES PLAGAS Y ENFERMEDADES EN LA
MORA DE CASTILLA (Rubus glaucus) 11
2.1.8 COSECHA 12
2.1.9 MANEJO POSCOSECHA DE MORA DE CASTILLA SIN
ESPINAS 14
2.2CAMBIOSDURANTELASETAPASPOSTCOSECHA 15
2.2.1 PROCESOS METABÓLICOS 16
2.2.1.1 Respiración 16
ii PÁGINA
2.2.2.3 Radiación UV-C como tratamiento postcosecha 20 2.2.2.4 Atmósfera Controlada y Modificada 22 2.2.2.5 Atmósfera Modificada 23
3. METODOLOGÍA 28
3.1MATERIALVEGETAL 28
3.2TRATAMIENTOS 29
3.2.1 ANÁLISIS DE GASES 31
3.2.2 ÍNDICE RESPIRATORIO 31
3.2.3 PÉRDIDA DE PESO 32
3.2.4 ÍNDICE DE DAÑO 33
3.2.5 COLOR SUPERFICIAL 35
3.2.6 FIRMEZA 35
3.2.7 ANÁLISIS QUÍMICOS 36
3.2.8 ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO 37 3.3DISEÑOEXPERIMENTALYANÁLISISESTADÍSTICO 37
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 39
4.1ANÁLISISDEGASES 39
4.2ÍNDICERESPIRATORIO 40
4.3PÉRDIDADEPESO 42
4.4ÍNDICEDEDAÑO 43
4.5COLOR 45
4.6FIRMEZA 47
4.7ANÁLISISQUÍMICOS 50
4.8ANÁLISISMICROBIOLÓGICO 52
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 55
5.1CONCLUSIONES 55
iii PÁGINA
BIBLIOGRAFÍA 57
iv
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Clasificación taxonómica de la mora de Castilla 5
Tabla 2. Composición Nutricional de la mora de Castilla 8
Tabla 3. Variedades de mora cultivadas en Ecuador 9
Tabla 4. Requisitos para el cultivo 10
Tabla 5. Principales plagas que afectan a la mora de Castilla 11
Tabla 6. Principales enfermedades en la mora de Castilla 12
Tabla 7. Características de las clases de radiación ultravioleta 21
Tabla 8. Componentes básicos para la aplicación de atmósfera
modificada 24
Tabla 9. Tratamientos 29
Tabla 10. Parámetros de calidad evaluados 33
Tabla 11. Escala de evaluación para ID 34
Tabla 12. Efectos de la variación de Luminosidad, Hue y Croma
durante el almacenamiento 48
Tabla 13. Variación de parámetros químicos en pH, Sólidos Solubles y Acidez Titulable Total durante el
almacenamiento 51
Tabla 14. Desarrollo de microorganismos aerobios mesófilos
totales en mora de Castilla sin espinas 53
Tabla 15. Desarrollo de mohos y levaduras en mora de Castilla sin
v
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Tallos y hojas de la mora de Castilla sin espinas 6
Figura 2. Mora de Castilla sin espinas 7
Figura 3. Estados Fenológicos de la mora de Castilla 13
Figura 4. Cosecha de mora de Castilla sin espinas 14
Figura 5. Espectro electromagnético 21
Figura 6. Grados de madurez de mora de Castilla sin espinas 28
Figura 7. Procedimiento de radiación UV-C en mora 29
Figura 8. Empacado en atmósfera modificada de mora de Castilla
sin espinas 30
Figura 9. Medición de Tasa de Respiración 32
Figura 10. Escala de evaluación IDI 34
Figura 11. Concentraciones de O2 y CO2 dentro de los empaques
durante el tiempo de almacenamiento 40
Figura 12. Índice Respiratorio de mora de Castilla sin espinas
durante el almacenamiento 41
Figura 13. Pérdida de peso de mora de Castilla sin espinas durante
el almacenamiento 42
Figura 14. Evaluación de Índice de Daño en mora de Castilla sin
espinas 44
Figura 15. ID e IDI en los diferentes tratamientos durante el
almacenamiento 46
Figura 16. Variación de la firmeza de mora de Castilla sin espinas
durante el almacenamiento 49
Figura1.1. Plantación de mora de Castilla sin espinas 64
Figura1.2. Recolección de mora de Castilla sin espinas 65
Figura1.3. Bandejas de recolección de mora de Castilla sin espinas 65
Figura1.4. Aplicación de radiación UV-C en mora de Castilla sin
vi PÁGINA
Figura 1.5. Empacado de mora de Castilla sin espinas en bandejas
plásticas 66
Figura 1.6. Pre-enfriamiento de mora de Castilla sin espinas 66
Figura 1.7. Empacado con atmósfera modificada de mora de Castilla
sin espinas 67
vii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO I. Secuencia del proceso de recolección, aplicación de radiaicón UV-C y atmósfera modificada en mora de
castilla sin espinas 64
viii
RESUMEN
El objetivo del presente trabajo fue investigar el efecto del uso combinado de radiación UV-C y atmósfera modificada con almacenamiento en refrigeración, sobre el tiempo de vida útil de la mora de Castilla sin espinas. El estudio se realizó con mora de Castilla cosechada manualmente en el sector de la Magdalena, Provincia de Tungurahua. La fruta fue inmediatamente trasladada hasta los laboratorios de la carrera de Ingeniería de Alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial, donde fue seleccionada y dividida en tres grupos: frutos sin radiación UV-C y sin atmósfera modificada (control), frutos no irradiados y con atmósfera modificada (5%O2-5%CO2 y 10%O2-5%CO2) y frutos irradiados más
atmósfera modificada (2 kJ/m2 5%O2-5%CO2; 2 kJ/m2 10%O2-5%CO2). Se
colocaron 160 g de mora de Castilla sin espinas en bandejas de plástico PVC con 8 perforaciones en la tapa y 8 a los lados. Para el empacado en atmósfera modificada se utilizó bolsas de polietileno de baja densidad y de permeabilidad selectiva (PEAKfresh). Previo al empaque se realizó un pre-enfriamiento de los frutos. El estudio se realizó durante 20 días de almacenamiento a 4°C. Cada 5 días se tomaron aleatoriamente 4 bandejas de cada tratamiento para evaluar el efecto de la radiación UV-C y atmósfera modificada sobre los parámetros de calidad: análisis de gases al interior de los empaques (O2% y CO2%), índice respiratorio (mg CO2/kg*h), pérdida de
peso, índice de daño, color superficial (escala CIEL*a*b*), firmeza, análisis químicos: Sólidos Solubles Totales (°Brix), acidez total titulable (meq de NaOH), pH y análisis microbiológicos (recuento de aerobios mesófilos totales, mohos y levaduras). Durante los 20 días se presentó un incremento en el porcentaje de oxígeno y se mantuvo constante la concentración de dióxido de carbono, mientras que el índice respiratorio se redujo sin existir diferencias significativas entre los tratamientos. La pérdida de peso en los frutos tratados con 5%O2-5%CO2 fue menor en comparación con los demás
ix
color, se observaron variaciones en los valores de Croma, una disminución en la Luminosidad y un aumento en Hue a lo largo de los días de almacenamiento. Los frutos presentaron pérdida de la firmeza en el transcurso de los días de análisis en todos los tratamientos. Los parámetros químicos pH, Sólidos Solubles Totales y acidez titulable total no se vieron afectados por los tratamientos de radiación UV-C y atmósfera modificada. En los análisis microbiológicos existió un aumento en las unidades formadores de colonias a lo largo de los días de almacenamiento, tanto en aerobios mesófilos totales, como en mohos y levaduras, en este último existió un incremento hasta el día 15 y posteriormente se presentó un descenso en las unidades formadoras de colonias, en todos los tratamientos menos en el tratamiento de 5%O2-5%CO2.
Los frutos tratados con dosis de 5%O2-5%CO2 presentaron menor pérdida
x
ABSTRACT
The objective of the present research was to evaluate the effect of the combined usage of UV-C radiation and modified atmosphere stored in refrigeration, relative to the thorn less Castilla´s blackberries life time. This study was made with Castilla´s blackberries manually harvested at Magdalena located in the province of Tungurahua. The fruit was immediately transferred to the laboratories of Food Engineering at Universidad Tecnológica Equinoccial, where it was selected and divided into three groups: fruits without UV-C radiation neither modified atmosphere (control), non irradiated fruits but with modified atmosphere (5%O2-5%CO2 y 10%O2
-5%CO2) and irradiated fruits with modified atmosphere (2 kJ/m2 5%O2
-5%CO2; 2 kJ/m2 10%O2-5%CO2).
A quantity of 160 g of Castilla´s blackberries where placed in PVC plastic trays with 8 holes on the top and 8 more on two sides. In order to pack the fruit with modified atmosphere, it was used polyethylene bags of low density and selective permeability (PEAKfresh). Previous to the package it was made a pre cooling of the fruit. The study was made during 20 days by refrigerating the blackberries at a temperature of 4° C. Every 5 days 4trays of each treatment were taken randomly to evaluate the effect of UV-C radiation and modified atmosphere on quality parameters: gas analysis, respiratory activity (mg CO2/kg * h), weight loss, damage index, surface color (scale CIEL*a*b*), firmness, chemical analysis: soluble solids content (° Brix), titratable acidity (meq NaOH), pH and microbiological (total plate count, mold and yeast). During these 20 days of storage, gas analysis showed an increase in the percentage of oxygen and the carbon dioxide remained constant, mean while the respiratory activity showed a decrease with no significant differences between treatments. The weight loss in the treated fruits with 5%O2-5%CO2
-xi
5%CO2, showed a reduction in the harm index compared with other
treatments.
During days of storage, the color showed changes in the Croma values, a decrease in brightness and an increase in Hue. The Fruits showed loss of firmness in the course of the analysis days in all treatments. The chemical parameters pH, soluble solids content and titratable acidity were not affected by the treatments of UV-C radiation and modified atmosphere. In the Microbiological analysis, it existed an increase in UFC throughout the storage days, both in total aerobic mesophilic as molds and yeasts in the latter there was an increase until day 15 and subsequently showed a decline in colony forming units in all treatments, except in the 5%O2-5% CO2.
The fruits treated with 5%O2-5%CO2 showed less weight loss, damage index
1
1. INTRODUCCIÓN
La mora de Castilla (Rubus glaucus), es una planta de origen silvestre, nativa de las zonas altas tropicales de América principalmente de Colombia, Panamá, Ecuador, Guatemala, Honduras, México y Salvador (Alvarado, 2002). El género Rubus posee alrededor de 700 especies en mayor porcentaje en las zonas templadas del hemisferio norte, siendo más de 20 especies las reportadas en Ecuador (Cárdenas, 2013). Las variedades de mora son Brazo, Cherokee, Comanche y de Castilla (híbridos con y sin espinas) (Martínez, Beltrán, Velastegui, Ayala, Jácome, Yánez & Luciano, 2007). El cultivo de la mora se distribuye en las provincias de Tungurahua, Cotopaxi, Pichincha, Imbabura, Carchi y Bolívar (Caivinagua, 2011).
La mora de Castilla (R. glaucus) sin espinas tiene las mismas características que la mora de Castilla con espinas y se obtuvo en Ecuador después de 3 años de investigación realizados en el Instituto Autónomo de Investigación Agropecuaria INIAP. Los resultados experimentales obtenidos fueron una producción de 12 y 18 kg planta/ año y sólidos solubles totales de 12°Brix o más (Guerrero, 2010).
Siendo la mora un fruto no climatérico que crece en clima frío o moderado, es importante que haya completado sus características fisiológicas en el momento de la cosecha (Farinango, 2010). La fisiología de la mora de Castilla es influenciada por factores climáticos, textura del suelo y humedad relativa (Alzate, Mayor & Montoya, 2010). La mora es un fruto no climatérico y requiere de gran cuidado en la cosecha, debido a la maduración no uniforme de los frutos, la posibilidad de fermentación de la fruta en humedades altas y a la gran sensibilidad a los daños mecánicos (Reina, 1998).
2
parámetros de almacenamiento adecuados de la fruta son: temperatura entre 0-1°C, humedad relativa de 90-95% y un promedio de 4 días, para evitar la deshidratación del producto (Sora, Fischer & Flórez, 2006).
La vida útil de los frutos se puede incrementar con el uso de tecnologías postcosecha como refrigeración, radiación UV-C y atmósfera modificada. La refrigeración permite reducir la intensidad respiratoria, pérdida de peso y generación de etileno de los productos hortícolas (Casp & Abril, 2003). La aplicación de radiación UV-C en frutas y hortalizas es otra alternativa, ya que reduce la carga microbiana superficial inicial. (Domínguez & Parzanese, 2011).
La atmósfera modificada es la reducción del O2 y CO2 de manera
intencional, con el fin de reducir el deterioro de productos hortíolas frescos en productos hortofrutícolas (Kader, 2007b). Al reducir el porcentaje de oxígeno, se disminuye la tasa de respiración y producción de etileno, mientras que las altas concentraciones de CO2 disminuye el proceso de
maduración, esto ocurre al ser el CO2 un inhibidor competitivo del etileno
(Sora et al., 2006).
El presente trabajo se realizó como parte del proyecto de investigación “Efecto de la radiación UV-C y atmósfera modificada sobre la actividad respiratoria y la calidad postcosecha de mora de Castilla sin espinas (Rubus glaucus) almacenada en refrigeración”, planteándose los siguientes
objetivos:
Objetivo General
3 Objetivos Específicos
Estudiar el efecto de radiación UV-C y atmósfera modificada sobre las propiedades físico-químicas de la mora de Castilla (R. glaucus) sin espinas.
Determinar la influencia de la radiación UV-C y atmósfera modificada sobre el tiempo de vida útil de la mora de Castilla (R. glaucus) sin espinas.
4
2. MARCO TEÓRICO
2.1 MORA DE CASTILLA
(Rubus glaucus)
La mora de Castilla (Rubus glaucus) es una arbusto que se encuentra de manera silvestre, la gran cantidad de variedades aún no identificadas son procedentes de los climas fríos y moderados de la Cordillera de los Andes Ecuatorianos y Colombianos que se han ampliado hasta Guatemala, Panamá y México (Martínez et al., 2007). La especie Rubus se establece como uno de los géneros de mayor variedad genética del reino vegetal (Grijalba, Calderón & Pérez, 2010).
Existe alrededor de 400 especies en todo el mundo que pertenecen al género de mora y frambuesa, siendo 300 de ellas especies de mora y aproximadamente 9 de ellas con valor comercial, esencialmente del género Rubus (Cabezas, 2008; Montalvo, 2010).
La mora de Castilla sin espinas es un cultivo de reciente introducción, se la ha categorizado como R. glaucus debido a que todas sus estructuras vegetativas y reproductivas concuerdan con la descripción de esta especie, a ecepción la presencia de espinas (Grijalba et al., 2010), se diferencia por la alta capacidad de producción de frutos, que se da por su mayor número de ramas productoras, de fácil manejo (INIAP, 2011).
2.1.1 CLASIFICACION TAXONÓMICA
5 Tabla 1. Clasificación taxonómica de la mora de Castilla
CLASIFICACIÓN NOMBRE
Reino Vegetal
Clase Angiospermae
Subclase Dicotyledoneae
Orden Rosae
Familia Rosaceae
Género especies entre las cuales destaca la Rubus: Cuenta con gran número de Rubus glaucus.
Otros Nombres Mora de Castilla, Zarzamora
Nombre Científico Rubus sp.
Especie
Glaucus Floribundus Gigantus Entre otras
(Martínez et al., 2007)
2.1.2 DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA
Es un arbusto perenne, semi-erecto, de naturaleza trepadora que esta constituido por varios tallos (sin espinas), los cuales pueden crecer de 3 a 4 metros de longitud y de 1 a 2 centímetros de diámetro. De los tallos primarios se originan las ramas primarias, secundarias y terciarias llamadas también “cañas”. Las hojas trifoliadas, miden de 3 a 5 centímetros de largo, como se muestra en la figura 1 (León, 2000).
6 Figura 1. Tallos y hojas de la mora de Castilla sin espinas
Las flores que tienen aproximadamente 2 cm de diámetro, poseen cinco sépalos largos, corola de cinco pétalos blancos y están distribuidos en racimos, de unos 30 cm de largo (Duque & Morales, 2005). Estas generalmente brotan en racimos terminales (León, 2000).
2.1.3 CARACTERÍSTICAS DEL FRUTO
7
es rojiza y se pueden encontrar de 100 a 120 semillas (Martínez et al., 2007).
Figura 2. Mora de Castilla sin espinas
8 2.1.4 COMPOSICION Y VALOR NUTRICIONAL
La mora de castilla (R. glaucus) es un fruto que tiene excelentes atributos, es una fuente importante de vitamina E, vitamina C, vitaminas B1, B2, vitamina A, Hierro, como tambien de minerales y azúcares (Alencastro, 2011).
En la tabla 2 se presenta la composición nutricional de la mora de Castilla. Por cada 100 g de fruta.
Tabla 2. Composición Nutricional de la mora de Castilla
Factor Nutricional Cantidad Unidades
Ácido Ascórbico 8 Mmg
Agua 92,8 Gg
Calcio 42 Mmg
Calorías 23 -
Carbohidratos 5,6 Gg
Canizas 0,4 Gg
Fibra 0,5 Gg
Fósforo 10 Mmg
Grasa 0,1 Gg
Hierro 1,7 Mmg
Niacina 0,3 Mmg
Proteínas 0,6 Gg
Riboflamina 0,05 Mmg
Tiamina 0,02 Mmg
9 2.1.5 VARIEDADES
Las variedades de mora que en la actualidad se cultivan en Ecuador son: mora de Castilla, mora criolla, mora de gato, mora brazo (Caivinagua, 2011). Las caracteríscias de cada una de estas variedades se puede ver en la tabla 3.
Tabla 3. Variedades de mora cultivadas en Ecuador
Variedad Descripción
Rubus glaucus Benth
Se la conoce como mora de Castilla o mora negra, tiene gran importancia comercial y es la variedad mas cultivada en el país, en zonas que tienen una altura de 2.500 a 3.000 m.s.n.m del Ecuador.
Rubus floribundus HBK
Es la que se conoce como mora criolla, frecuentemente se encuentra desde los 2.800 m.s.n.m.
Rubus gigantus Es llamada “mora de gato”, crece sobre los 3.000 m.s.n.m.
Variedad Brazos Nativa de Texas, es idónea para la exportación por su rusticidad y alta productividad.
(Martínez et al., 2007)
10 2.1.6 ZONAS DEL ECUADOR PARA EL CULTIVO
Las principales zonas productoras de mora en el Ecuador son los valles del callejón interandino, como son las provincias de Tungurahua, Cotopaxi, Pichincha, Imbabura, Carchi y Bolívar (Caivinagua, 2011). Es una fruta que se consume de manera constante en las familias ecuatorianas, con un mayor porcentaje en la región costa del país (Martínez et al., 2007).
Los requisitos para el cultivo de mora de Castilla (R. glaucus) sin espinas se presentan en la tabla 4.
Tabla 4. Requisitos para el cultivo
REQUISITOS PARA EL CULTIVO
Agroecológicos
Temperatura Frío moderado
Clima 12-13°C
Pluviosidad 600 - 800 mm
Humedad Relativa 80 - 90%
Altitud 2400 - 3100 m.s.n.m
Requerimientos edáficos
Textura Suelo franco arenoso, negro
pH 5,5 - 7,5
(Martínez et al., 2007)
11 2.1.7 PRINCIPALES PLAGAS Y ENFERMEDADES EN LA MORA DE CASTILLA (Rubus glaucus)
Las principales plagas que afectan a la mora de Castilla (R. glaucus) se muestran en la tabla 5:
Tabla 5. Principales plagas que afectan a la mora de Castilla
Plagas Descripción
Ácaros Ocasiona daño al chupar el líquido vital de la hoja, los daños se pueden
ver en el fruto, al tomar un color rojo óxido.
Pulgones
Nombre común a cualquier grupo de insectos denominado áfidos, estos atacan a las hojas tiernas de la planta transmitiendo de esta forma virus.
Araña roja
Se localiza en el envés de la hoja formado manchas pardas y amarillentas que puede confundirse con una deficiencia foliar, mientras que el fruto adquiere un color rojo oxidado.
Cutzo
Se encuentra en las zonas húmedas, es una larva que mastica las raíces de diferentes cultivos. Puede ser puerta de entrada para el ataque de diferentes patógenos (virus, hongos, bacterias, entre otras).
(Martínez et al., 2007)
12 Tabla 6. Principales enfermedades en la mora de Castilla
Enfermedades Descripción
Pudrición de fruto (botrytis sp) Ataca a las flores y frutos, en períodos de alta
humedad, se manifiesta como moho gris.
Mildeo Polvoso (Oidium sp, Sphaeroteca sp)
Ataca a las yemas del fruto, pero especialmente a las hojas, dándose un arrugamiento en el haz de las hojas, con una mancha clorótica en el sitio. Si los ataques son severos se puede observar una malformación en el fruto.
Marchites (Verticillium sp)
Es hongo vascular, dando un amarillamiento de las hojas que se caen posteriormente, mientras que en el tallo se manifiesta por manchas negras y un color azul. Esta enfermedad es una de las más importantes en la mora de Castilla, pues paulatinamente produce la muerte total de la planta.
Mildeo Velloso (Peronospora sp)
La presencia de cuarteamiento en el tallo es una forma de reconocerlo, mientras que las ramas nuevas empiezan a secarse por sufrir un estrangulamiento.
(Casaca, 2010)
2.1.8 COSECHA
La mora de Castilla sin espinas es un fruto no climaterico (una vez cosechado el fruto, este no alcanza su madures fisiológica). Se debe cosechar cuando haya alcanzado su madurez organoléptica, en el caso contrario si se recolecta el fruto en un grado de madurez avanzado, la vida útil sera muy corta (Alzate, Mayor, & Montoya, 2010).
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estado 4, (50% de color rojizo-negro), como se indica en la Figura 3. Se debe cosechar entre 9-11 semanas después del hinchamiendo de yemas, floración, con intervalos entre 6 y 8 días en el pico de producción (Martínez et al., 2007).
Figura 3. Estados Fenológicos de la mora de Castilla
(INEN, 2010)
La recolección debe realizarse en las primeras horas del día, una vez que el rocío de la mañana haya desaparecido, ya que si el fruto se lo cosecha húmedo esto favorece a la fermentación (González & Gómez, 1997).
La ausencia de espinas en la mora de Castilla (R. glaucus) sin espinas, es un factor muy importante en lo que respecta a la cosecha de los frutos, ya que no se necesitan aditamentos especiales para las personas que cosechan la fruta, como se puede ver el la figura 4 (Caivinagua, 2011).
14 Figura 4. Cosecha de mora de Castilla sin espinas
2.1.9 MANEJO POSCOSECHA DE MORA DE CASTILLA SIN ESPINAS
Según Martínez et al. (2007) En la cosecha en campo los agricultores empacan la fruta en tarrinas o recipientes de 250 o 500 gramos ó hasta la capacidad de 1 kilogramo según las necesidades de cada consumidor. Al momento de empacar la fruta debe estar seleccionada.
En el momento de empacar se debe tomar en cuenta que:
El fruto no se mezcle con material extraño (como pasto)
No se mezcle el fruto en buen estado con el dañado y/o maltratado.
El empaque no debe estar húmedo.
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Si se transporta la fruta grandes distancias debe estar a temperaturas bajas entre 1 y 7°C, con suficiente ventilación, con una humedad relativa de 80 a 90% durante todo el proceso de transporte, para de esta forma preservar las características físicas y químicas de la misma.
2.2 CAMBIOS DURANTE LAS ETAPAS POSTCOSECHA
Poscosecha es la sumatoria de operaciones o actividades que suceden desde el instante que se recolecta la fruta u hortaliza hasta que esta llega a manos del consumidor (Aular, 2009).
El aumentar la productividad y eficacia en la agricultura es muy importante, pero hoy en día es igual de importante el manejo del sector postcosecha, porque de esta manera se disminuye las pérdidas por mal manejo del producto (Mazaud, 2000).
Según Bernal & Díaz (2005) es posible conservar la calidad de una fruta u hortaliza, por un largo período de tiempo, haciendo uso de métodos de conservación, los cuales se basan en el estudio de factores relacionados con el deterioro, comportamiento fisiológico, técnicas del almacenamiento y estrategias para retardar su senescencia.
16 2.2.1 PROCESOS METABÓLICOS
Las frutas y hortalizas son tejidos vivientes que sufren constantes cambios después de ser cosechados (Bartrina, Majem, Rodrigo & Anta, 2006), siendo la mayoría de estos no deseados, las variaciones en postcosecha se pueden disminuir y se dan por varios factores internos como: respiración, producción de etileno, transpiración, deterioro fisiológico (Kader, 2007b).
2.2.1.1 Respiración
La respiración es un proceso metabólico por el cual las células convierten la energía de carbohidratos, lípidos y proteínas, en productos más simples, liberando energía y calor, utilizando dentro de este proceso oxígeno O2 y
formando dióxido de carbono CO2 (Acero, 2006).
La respiración se da en presencia de oxígeno, la cual permite que los procesos metabólicos propios de la fruta continúen, produciendo energía utilizada por el fruto, CO2 y agua. Cuando por el contrario no existe oxígeno
suficiente, se forman subproductos como alcoholes, aldehídos y cetonas (Barreiro & Sandoval, 2006).
Los productos frescos no pueden seguir renovando los hidratos de carbono ni el agua una vez que se ha cosechado, por esto el almidón o el azúcar almacenado son utilizados para la respiración, y empieza su declive cuando se agotan las reservas de dichas sustancias. Conduciendo al producto a la senescencia y putrefacción (FAO, 1993).
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Los frutos climatéricos son aquellos en los que se produce un incremento de la respiración, en el transcurso de la maduración, aumentando la producción de etileno, este es un proceso bien definido, pues existen cambios en la composición hormonal. Por otro lado los frutos no climatéricos, presentan un proceso de maduración gradual y continuo, en este caso la recolección de los frutos no climatéricos se debe dar cuando estos presenten el estado óptimo de consumo, porque su maduración no tiene lugar una vez que son desprendidos de la planta (Coleto, 1994).
2.2.1.2 Producción de Etileno
El Etileno C2H4 es el más simple de los compuestos orgánicos, que afecta a
los procesos fisiológicos de las plantas, este es un producto que se da de manera natural en los tejidos vegetales y su velocidad de producción depende de cada fruta. La producción de este gas puede ser estimulada por diversos factores que en algunos casos le producen estrés a la planta dando como resultado pérdida excesiva de agua, daños físicos o ataque de patógenos. El etileno funciona como una hormona y regula gran número de aspectos de crecimiento, desarrollo y senescencia (Acero, 2006).
En algunos casos el etileno es benéfico, porque este puede aumentar la calidad del producto, haciendo que se dé una maduración más rápida y uniforme, antes de distribuir al consumidor (Reid, 2007).
2.2.1.3 Transpiración y Pérdida de Agua
18
La transpiración es la pérdida de agua, como vapor de agua, que sufre el producto después de ser recolectado, a diferencia de las plantas en crecimiento, que pueden recuperar el agua a partir de la tierra (FAO, 1993). El sistema dérmico que abarca la cutícula, células epidérmicas, estomas, lenticelas y pelos epidérmicos de la fruta, son los que regulan la pérdida de agua. La cutícula está compuesta de ceras superficiales, cutina embebida en cera y una capa de mezcla de cutina, cera y polímeros de carbohidratos. La estructura, composición química y espesor de la cutícula varían en gran porcentaje entre productos y la maduración en que se encuentre la fruta (Kader, 2007b).
2.2.1.4 Deterioro Fisiológico
Los cambios fisiológicos normales son causantes de pérdidas en las frutas, pero estas se intensifican cuando intervienen condiciones que aumentan el deterioro normal, cuando el producto se expone a temperaturas extremas, modificaciones de la composición de la atmósfera, o a contaminación, sufren de un daño fisiológico anormal, que pueden dar como resultado sabores desagradables, detención del proceso de maduración u otros cambios en los procesos vitales y dejar de ser aptos para el consumo (FAO, 1993).
Los daños que se presentan por la exposición a temperaturas indeseables de los productos pueden generar fisiopatías tales como:
19
b) El daño por frío: Es característico de los productos de origen tropical o subtropical. Este es un daño permanente e irreversible de los tejidos vegetales, órganos o células (Camelo, 2003). Este se da al someter al producto a temperaturas inferiores a las recomendadas, por un período suficiente para evidenciar el daño. Los daños por frío se manifiestan de varias formas como: picado, lesiones superficiales, ruptura de tejidos, pérdida de agua, oscurecimiento interior de la pulpa y desórdenes en el proceso de maduración, entre otros (Barreiro & Sandoval, 2006).
2.2.2 TECNOLOGÍA POSCOSECHA
Existen varios tratamientos físicos que pueden ser aplicados con el fin de que el producto retrase su senescencia y mantenga la calidad, entre estas técnicas se tiene el manejo de temperaturas, humedad relativa, atmósfera modificada, radiación UV-C, entre otros (Vicente, 2003).
2.2.2.1 Manejo de Temperatura
La herramienta más efectiva para extender la vida útil de un producto hortofrutícola fresco es el manejo de la temperatura, el uso de temperaturas por debajo del rango óptimo de 1°C, puede tener como consecuencia el daño por frío, mientras que en temperaturas superiores los productos tienen tasas de respiración altas, mayor susceptibilidad a daño por etileno y enfermedades. Tomando en cuenta esto se debe tener un control muy estricto en las temperaturas con el fin de extender la vida de anaquel de las frutas (Kader, 2007b).
20
tropical la temperatura es de 10-12°C, debido a que se pueden producir daños por frío (Pelayo, 1996).
2.2.2.2 Control de la Humedad Relativa
La humedad relativa interviene en la deshidratación, el desarrollo de putrefacción, la aparición de algunas fisiopatías y la uniformidad de la maduración de consumo de los frutos (Kader, 2007b).
En lo que respecta al transporte o almacenamiento de los productos hortofrutícolas posteriores al pre-enfriado, cada producto requiere de una humedad relativa óptima, que varía entre 85 - 95%. Tomando en cuenta que si la humedad relativa es elevada, los principales problemas que se pueden presentar son: el crecimiento de microorganismos como los hongos y el agrietamiento. Las humedades relativas bajas pueden causar una pérdida considerable de agua que da como resultado un marchitamiento indeseable del producto (Soto, 1989).
2.2.2.3 Radiación UV-C como tratamiento postcosecha
21 Figura 5. Espectro electromagnético
(Tortora, Funke & Case, 2007)
Una breve descripción de las características de cada una de las clases de radiación ultravioleta se observa en la tabla 7.
Tabla 7. Características de las clases de radiación ultravioleta
Clases Descripción
UV-A
Radiación ultravioleta larga, cuya longitud de onda va de 315 a 400 nm. Es importante por su capacidad de producir un bronceado a la piel con un mínimo eritema cutáneo. Se aplica de forma comercial para el bronceado de la piel y el tratamiento de la psoriasis.
UV-B
Radiación ultravioleta media, se extiende entre los 200 y 290 nm. Se utiliza para pigmentación o formación de vitamina D, por medio de la aplicación de efecto fotoquímico, este causa daños a la piel y los ojos.
UV-C
La radiación ultravioleta lejana o radiación germicida, con longitud de onda de 200 a 280 nm, es germicida y se utiliza inducir reacciones de defensa en frutas, reduciendo el daño por patógenos.
22
La radiación UV-C es una radiación no ionizante, que tiene su máximo pico de emisión de 254 nm, la cual se ha comprobado que es la longitud con mayor acción germicida. Se utiliza preferiblemente para los procesos de esterilización ya que al destruir las proteínas y los ácidos nucléicos por efecto fotoquímico produce modificación de las paredes celulares e incluso muerte celular (Rivera, Gardea, Martínez, Rivera & González, 2007).
Los beneficios de la radiación UV-C en alimentos es que no produce residuos químicos, subproductos o radiación. Otra de las ventajas es que es un producto seco y frío que no requiere de mucho mantenimiento, el costo de uso de energía es bajo, ya que es menor que un tratamiento medio (Guerrero & Barbosa, 2004).
La radiación UV-C ha sido aplicada en frutas como la uvilla (Guijarro, 2012), carambola (Andrade & Moreno, 2010), naranjilla (Chicaiza, 2012), arándano (Perkins, Collins, & Howard, 2008) y en tomate de árbol (González, 2012), en donde los resultados han sido positivos. En mortiño esta tecnología postcosecha aumentó la calidad comercial del fruto por 7 días (De la Cruz, 2011).
2.2.2.4 Atmósfera Controlada y Modificada
Los términos Atmósfera Controlada AC y Atmósfera Modificada AM se refieren a una técnica que tiene como fin mantener la calidad de los productos. El principio es que el producto se mantenga en una atmósfera que difiera del aire, con respecto a la concentración de oxígeno O2, dióxido
de carbono CO2 y nitrógeno N2 (Hardengurg et al., 1988).
En la práctica la AC y AM generalmente involucran la disminución del oxígeno O2 a niveles inferiores al 5% y el incremento del dióxido de carbono
CO2 a niveles superiores al 3%, dependiendo de las características del
23
gases como el monóxido de carbono, etileno, propileno, entro otros (Yahia & Ariza, 2001).
La AM es la evacuación del aire contenido en un envase, mediante la inyección de un gas o la combinación de gases, según los requerimientos del producto, tomando en cuenta que la atmósfera gaseosa cambia constantemente debido a diversos factores como son la respiración del producto envasado, cambios bioquímicos y difusión de los gases a través del envase (Vicente & Regidor, 2003). En la AC se inyecta un gas o una mezcla, después de eliminar los diferentes gases existentes y se somete a un constante control a lo largo del período de almacenamiento, siendo este método más exacto (García, Cabezas & Fernández, 2006).
2.2.2.5 Atmósfera Modificada
La AM es una tecnología de conservación, la cual consiste en empacar los productos alimenticios, en materiales que contengan una barrera a la propagación de los gases, por medio del cual se modifica el ambiente gaseoso, para que así se disminuya el grado de respiración, el crecimiento microbiano y retrasar el deterioro enzimático con el fin de que la vida útil de producto sea extendida (Ospina & Cartagena, 2008). Esta es una tecnología que se debe manejar como un complemento al manejo de la temperatura y humedad relativa adecuadas (Kader, 2007a).
24 Tabla 8. Componentes básicos para la aplicación de atmósfera modificada
Componentes Básicos Descripción
Materiales de envasado
Se utilizan polímeros, que contengan propiedades de barrera diferentes, en función de las necesidades del producto que se va a utilizar. Las estructuras multicapas formadas por polímeros distintos, preservan mejor la atmósfera interna del envase.
Gases
La mezcla de gases que se inyectan en los envases de atmósfera modificada es primordial para poder avalar el aspecto, la calidad y duración del producto. Entre los gases más utilizados tenemos el oxígeno, el dióxido de carbono y el nitrógeno, los cuales se los utiliza solos o combinados, en una proporción distinta a la atmósfera terrestre.
Equipos de envasado
Existe una amplia gama de equipos que brindas esta función, esto depende de las distintas necesidades que se presentan al momento de envasar los diferentes tipos de alimentos y los niveles de producción de cada fábrica. ( Thompson & Mitchell, 2007;García et al., 2006; Jiménez, 2007)
El empaque en AM permite un grado de control en las reacciones enzimáticas y microbianas que son responsables del deterioro de los alimentos durante su almacenamiento y comercialización (García et al., 2006). Con este fin se disminuye la concentración de oxígeno y se aumenta la de dióxido de carbono y nitrógeno, produciendo como beneficios extras la disminución en la pérdida de vitaminas y minerales (Santos, 2010).
La AM se ha utilizado en frutas y hortalizas para incrementar su tiempo de vida útil. La vida útil es inversamente proporcional a la velocidad de respiración. Tomando en cuenta que las películas en las que se coloque el producto, puedan mantener una permeabilidad adecuada, de lo contrario se produce la falta de oxígeno en el empaque que genera la anaerobiosis, dando como resultado la presencia de malos olores, sabores y el deterioro del producto. Mientras que la acumulación de CO2, puede generar una
25
Debido a que las frutas y vegetales tienen un contenido de agua (entre el 85 y 95%), estas pierden humedad rápidamente, siempre que la humedad relativa del medio sea menor a 80-95%, que es debajo del punto de saturación (Guevara, 2010). En la aplicación de AM la humedad relativa se maneja, manteniendo un alto contenido de humedada relativa, frenando la transpiración y la deshidratación. Se debe tomar en cuenta que la condensación dentro de los empaques puede producir el crecimiento de microorganismos (Valdenegro & Escalona, 2008).
La AM redujo el porcentaje de frutos dañados en cereza, aumentando la vida útil de estante de dichos frutos (Candan, Romero & Jara, 2007). En otro estudio de cereza el uso de PBD (Polietileno de Baja Densidad) favoreció para el mantenimiento del aspecto comercial (Yommi, Godoy, Horvitz & López, 2002), en arándano los resultados fueron positivos al aplicar altas concentraciones de oxígeno mejorando las capacidades antioxidantes de la fruta (Zheng, Wang, Wang & Zheng, 2003).
26 Ventajas
La AM es una técnica ambientalmente sostenible, de más bajo costo y flexible que la AC, facilitando de esta manera el empleo en productos con menor tiempo de vida útil (Artés, 2006).
La disminución en los niveles de oxígeno y el aumento en los niveles de dióxido de carbono permiten reducir los niveles de respiración, la reducción en la producción y sensibilidad al etileno, retrasan los cambios en firmeza (ablandecimiento) y el oscurecimiento enzimático (Guevara, 2010).
La AM disminuye el daño por frío, mantiene el color, resguarda las vitaminas en los productos hortofrutícolas, extendiendo la calidad del producto y su vida útil (Guevara, 2010), preserva las características organolépticas, retrasa el proceso de maduración y senescencia (Artés, 2006).
Según Kader (2007a) la AM puede afectar directa o indirectamente a los patógenos postcosecha, como consecuencia, la disminución de daños por pudrición en las frutas y hortalizas.
Desventajas
La exposición a niveles de oxígeno y dióxido de carbono fuera de los niveles de tolerancia en productos frescos puede dar como resultado una respiración anaerobia (fermentación), que da lugar a la generación de olores, sabores y cambios fisiológicos indeseables (Guevara, 2010).
Cuando se aplica de manera inadecuada la AM se puede tener como consecuencias el inicio o el incremento de ciertas fisiopatías, una maduración de consumo irregular de los frutos (Kader, 2007a).
27
28
3. METODOLOGÍA
3.1 MATERIAL VEGETAL
En esta investigación se utilizó mora de Castilla (Rubus glaucus) sin espinas, cosechada en el sector de la Magdalena, Cantón Ambato, Provincia de Tungurahua. Los frutos se cosecharon manualmente observando su estado de madurez, (color rojo oscuro como se indica en la figura 6 y que se desprendan fácilmente del arbusto) (Anexo 1, Figura 1.3); fueron trasladados inmediatamente a los laboratorios de la carrera de Ingeniería de Alimentos, de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería, donde se procedió a seleccionarlos por el grado de madurez, tamaño, apariencia y ausencia de daños mecánicos.
29
3.2 TRATAMIENTOS
Los tratamientos que se evaluaron se indican en la tabla 9.
Tabla 9. Tratamientos
TRATAMIENTO DOSIS DE
RADIACIÓN DOSIS DE GAS
1 Control
2 - 5%O2 - 5%CO2
3 - 5%O2 - 10%CO2
4 2 kJ/m2 5%O2 - 5%CO2
5 2 kJ/m2 5%O2 - 10%CO2
Para la aplicación de radiación UV-C se usó cuatro lámparas UV-C (Germicidal, G30T8) a una distancia de 30 cm de altura de los frutos, la intensidad de la radiación fue medida con un radiómetro digital (UVX Radiómeter UVP). Para garantizar la distribución uniforme de la radiación se colocaron los frutos en una base de poliestileno recubierta con papel aluminio como se muestra en la figura 7. La radiación se aplicó por los dos lados de los frutos, tomando como referencia el eje longitudinal.
30
Los frutos irradiados (160 g) fueron envasados en bandejas plásticas de PVC, con dimensiones de 10 cm x 9 cm x 6 cm, con 16 perforaciones, 8 en la tapa y 8 en los lados (Anexo 1, Figura 1.5).
Para los tratamientos con atmósfera modificada se realizó un pre-enfriamiento a 4°C antes del empacado durante 10 horas (Anexo 1, Figura 1.6).
Para el empacado en AM se usaron bolsas de 30.5 cm x 40.6 cm de polietileno de baja densidad de permeabilidad selectiva (PEAKfresh), se colocaron 4 bandejas en cada bolsa. La inyección de gases en el empaque se realizó en una empacadora de vacío (komet Vacuboy), como se indica en la figura 8.
Figura 8. Empacado en atmósfera modificada de mora de Castilla sin espinas
31
gases, índice respiratorio, pérdida de peso, índice de daño, color superficial, firmeza, análisis químicos (pH, acidez titulable total, sólidos solubles totales) y análisis microbiológicos (recuento de aerobio mesófilos totales, mohos y levaduras).
3.2.1 ANÁLISIS DE GASES
Se registró la composición de CO2 y O2 (%), al interior de cada empaque con
un analizador de gas (Checkpoint O2/CO2, PBI Dansensor).
3.2.2 ÍNDICE RESPIRATORIO
Para medir el índice respiratorio se utilizó el método estático según (Kader, 2007c).
En cada día de análisis se midió la actividad respiratoria en 3 bandejas de cada tratamiento escogidas aleatoriamente. Cada bandeja fue colocadaen un recipientes plástico de 2.30 litros herméticamente sellado, como se indica en la figura 9. Con un analizador de gases (Checkpoint O2/CO2, PBI
Dansensor) se mide la concentración de dióxido de carbono al inicio y después de dos horas.
La actividad respiratoria se determinó mediante la ecuación 1:
32
Donde:
IR = Índice Respiratorio P = Presión atmosférica [atm] V = Volumen recipiente [L] m = Peso molecular CO2 [g/mol]
∆CO2 = Diferencia entre el porcentaje de CO2 producido al inicio y al final [%]
R = Constante universal de los gasees (0.082 atm.l/°k) T = Temperatura de almacenamiento [°k]
t = Tiempo [h]
m = masa de la muestra [kg]
Figura 9. Medición de Índice Respiratorio
3.2.3 PÉRDIDA DE PESO
33
realizando se expresó como porcentaje de la pérdida de peso en relación al peso inicial en relación al peso inicial, como se indica en la ecuación 2.
[2]
Donde:
Pi = Peso inicial
Pf = Peso al término de cada periodo de almacenamiento
3.2.4 ÍNDICE DE DAÑO
Se evaluaron los cambios producidos durante el almacenamiento en 4 bandejas de cada tratamiento. Los parámetros evaluados se describen en la tabla 10.
Tabla 10. Parámetros de calidad evaluados
Pérdida de Jugo La pérdida líquido (jugo) de los frutos causados por
lesión en las drupas.
Decaimiento Presencia de moho superficial en los frutos.
Deshidratación Arrugamiento de las drupas por deshidratación durante el
almacenamiento.
34 Tabla 11. Escala de evaluación para ID
Descripción Porcentaje de
frutas con daño* Puntuación
Sin daño 0% 1
Leve 1-15% 2
Moderado 15-25% 3 Severo >25 % 4 *En cada bandeja
El índice de daño interno (IDI) fue determinado en 20 frutos de cada tratamiento. Se realizó un corte longitudinal en cada fruto y se evaluó el grado de deterioro, según la escala que se puede observar en la figura 11.
35 3.2.5 COLOR SUPERFICIAL
Se midió el color de 45 frutas de cada tratamiento, con un colorímetro Konica Minolta (Chroma Meter CR400), usando la escala CIEL*a*b* (Westland, 2001). Se midió los parámetros L*, a* y b*.
L*: medida de luminosidad del producto en una escala de 0 = negros y 100 = blancos.
a*: Representa variaciones entre verde (-a) a rojo (+a).
b*: Representa variaciones entre azul (-b) a amarillo (+b).
Con estos parámetros se calculó el ángulo de tono Hue y la pureza de color Croma, utilizando las ecuaciones [3] y [4], respectivamente (McGuire, 1992).
[3]
[4]
En donde:
h = El ángulo de tono (Hue) C = Pureza de Color (Croma)
3.2.6 FIRMEZA
36 3.2.7 ANÁLISIS QUÍMICOS
Preparación de la Muestra: Se tomó al azar 150 g de fruta de cada tratamiento, y utilizando una licuadora Oster se homogenizó la muestra, luego se filtró con la ayuda de una funda de lienzo, hasta obtener tres muestras con un volumen aproximado de 15 ml. En el jugo filtrado se midió pH, sólidos solubles (°Brix) y acidez titulable total.
pH: El pH se midió con un potenciómetro (Thermo Scientific Orion), por inmersión del electrodo en el filtrado de la muestra.
Sólidos Solubles Totales: La medición de sólidos solubles se realizó por duplicado, con un refractómetro manual (B&C), 0 – 32°Brix.
Acidez Titulable Total: La acidez titulable total se determinó mediante la valoración potenciométrica hasta pH 8.2 de 5 ml de muestra, disueltos en 50 ml de agua destilada, con una solución de NaOH 0.2 N. Los resultados se expresaron como meq H+/kg de muestra, de acuerdo a la ecuación [5].
[5]
Donde:
meq H+ = Miliequivalentes de ácido por kilogramo de muestra.
37
N = Normalidad del NaOH.
V = Volumen de la muestra en mililitros.
3.2.8 ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO
Para el análisis de recuento de aerobios mesófilos totales, mohos y levaduras. Se colocan 80 g de muestra homogenizada en 720 ml de diluyente (agua destilada estéril), que corresponde a la dilución 10-1. A partir de ésta dilución se efectuaron dos nuevas diluciones 10-2 y 10-3. De cada dilución se tomó una alícuota de 1ml y se colocó en una caja Petri estéril mediante el método de vertido. Para el de recuento de aerobios mesófilos totales se utilizó Trypticase Soja Agar. Las placas se incubaron a 37°C durante 24 horas. Los análisis se realizaron por triplicado.
Para el recuento de mohos y levaduras, se utilizó Agar Saboraud, y la incubaron de placas a 25°C, en un período de 3 a 5 días dependiendo del crecimiento.
3.3 DISEÑO EXPERIMENTAL Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO
38
39
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1 ANÁLISIS DE GASES
La concentración de CO2 dentro de los empaques se mantuvo
aproximadamente constante (6%) durante 15 días de almacenamiento. En el día 20 los tratamiento de 2 kJ/m2 10%O2-5%CO2 y 2 kJ/m2 5%O2-5%CO2
presentaron concentraciones de 7,9% y 4,2% de CO2, respectivamente,
como se puede observar en la figura 11. Díaz et al. (2011) reportaron resultados similares en ciruelas de color amarillo, en donde el CO2 muestra
una tendencia constante.
La concentración de O2 en los empaques durante los 20 días de
almacenamiento tuvieron un comportamiento irregular, mostrando un notable incremento en los 5 primeros días, estabilizándose a partir de este punto hasta el día 20 en todos los tratamientos, como se muestra en la figura 11. Al final del almacenamiento los frutos tratados con dosis de 10%O2-5%CO2
presentaron la concentración de O2 más altos (19,2%). Además es
importante señalar que el tratamiento de 2 kJ/m2 10%O2-5%CO2 tuvo un
comportamiento distinto al resto de los tratamientos, al presentar en el día 20 una disminución de la concentración de oxígeno (15.6%).
El aumento en la concentración de oxígeno y descenso en el CO2
40 Figura 11. Concentraciones de O2 y CO2 dentro de los empaques durante el
tiempo de almacenamiento
4.2 ÍNDICE RESPIRATORIO
Durante el almacenamiento, los frutos de mora presentaron una disminución del índice respiratorio en todos los tratamientos, la cual fue mucho más
%
CO
2
%
O
2
41
acentuada hasta el día 10, a partir de este día los tratamientos presentaron una menor tendencia decreciente como se puede observar en la figura 12. Estos resultados concuerdan con los reportados por Sora et al. (2006) para mora, donde se determinó que bajas concentraciones de oxígeno pueden reducir la actividad respiratoria, como también los cambios en la composición de la atmósfera (Lemus, 2008).
Figura 12. Índice Respiratorio de mora de Castilla sin espinas durante el almacenamiento. Diferencia de Tukey = 22.62
El índice respiratorio no presentó diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos, durante el período de almacenamiento. El comportamiento de la actividad respiratoria de los diferentes tratamientos confirma que la fruta posee características no climatéricas, debido a que las frutas de estas características presentan cambios leves en la producción de CO2 y etileno (Kader, 2007b), resultados similares fueron obtenidos en maíz
tierno (Ladino, 2012).
42
4.3 PÉRDIDA DE PESO
Durante el almacenamiento todos los tratamientos presentaron un incremento en la pérdida de peso, como resultado de la pérdida de agua, debido a los procesos de transpiración y respiración (Sora et al., 2006). Sin embargo, los frutos tratados mostraron menor pérdida de peso en relación a los frutos control como se observa en la figura 13.
Figura 13. Pérdida de peso de mora de Castilla sin espinas durante el almacenamiento. Diferencia de Tukey = 1.48
Letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (p<0.05) para un mismo día de análisis.
Letras mayúsculas diferentes indican diferencias significativas (p<0.05) para un mismo tratamiento durante el tiempo de almacenamiento.
43
La pérdida de peso aumentó significativamente en los frutos control, pasando de 1,63% en el día 5 a 7,29% en el día 20; por su parte, en el día 20, el tratamiento de 5%O2-5%CO2 presentó menor pérdida de peso (2.7%),
con respecto a los demás tratamientos de 10%O2-5%CO2, 2 kJ/m2 5%O2
-5%CO2 y 2 kJ/m2 10%O2-5%CO2, que presentaron una pérdida de peso
promedio de 4.7%, como se observa en la figura 13. Probablemente el empaque utilizado en el estudio actuó como una barrera ayudando a minimizar la pérdida de peso (Thompson & Mitchell, 2007). Resultados similar fueron reportados en pepino dulce por Galletti et al. (2006) , en ciruela por Cantín et al. (2008) y en mora por Sora et al. (2007) en los que se señalan que el efecto de los empaques con atmósfera modificada disminuye el porcentaje de pérdida de peso.
4.4 ÍNDICE DE DAÑO
Los síntomas de daño en los frutos control se evidenciaron a los 10 días de almacenamiento, diferenciándose de los frutos tratados que presentaron mejores características de calidad, como se puede observar en la figura 14. En el día 15, la mora tratada con dosis de 5%O2-5%CO2 presentó mejores
características de calidad con respecto a los frutos control y al resto de los tratamientos (figura 14).
A los 20 días, los frutos control perdieron completamente su calidad, y el tratamiento de 5%O2-5%CO2, presentó una menor pérdida de índice de
daño (ID) en comparación de los frutos control.
En la figura 14 se muestra que en el día 10 de almacenamiento los frutos control presentaron un (ID) de 1.95 (daño leve) y los demás tratamientos de 1.6 aproximadamente. En el día 15, los frutos que presentaron una mayor disminución en la calidad fueron los tratados con 2 kJ/m2 5%O2-5%CO2 y 2
44
3.44 y 3.30, respectivamente, siendo el tratamiento de 5%O2-5%CO2 el que
mejor resultado tiene con un ID de 2.88 (daño leve a moderado), presentando diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos.
Figura 14. Evaluación de Índice de Daño en mora de Castilla sin espinas. Diferencia de Tukey = 0.12
Letras minúsculas diferentes indican diferencias significativas entre tratamientos (p<0.05) para un mismo día de análisis.
Letras mayúsculas diferentes indican diferencias significativas (p<0.05) para un mismo tratamiento durante el tiempo de almacenamiento.
Al final del almacenamiento los frutos control, 10%O2-5%CO2 y 2 kJ/m2
5%O2-5%CO2 presentan una completa pérdida de calidad y apariencia,
llegando a ID de 3.8 aproximadamente (daño severo) y el tratamiento que mostró mejor apariencia fue el de 5%O2-5%CO2 con un ID de 3.4. Similares
45
aplicó radiación UV-C y refrigeración, los frutos evidenciaron menor Índice de Daño en los frutos tratados en relación con el control, en uvilla por Guijarro (2012) y en carambola por Andrade & Moreno (2010) se reportaron retardos en el aparecimiento de síntomas de daño, en frutos tratados su conservación con una buena calidad comercial por más tiempo.
La figura 15 muestra los síntomas de Daño Interno que presentaron los tratamientos durante tiempo de almacenamiento, evidenciando que el control pierde su aceptabilidad comercial entre los días 10 y 15, los tratamientos de 2 kJ/m2 5%O2-5%CO2 y 2 kJ/m2 10%O2-5%CO2 pierden su calidad y
apariencia en el día 15 y el tratamiento de 5%O2-5%CO2 conserva sus
características hasta el día 15.
En la figura 15 se muestra claramente que el Índice de Daño Interno de la mora en el día 15, tanto para el control como para los tratados con 2 kJ/m2 5%O2-5%CO2 y 2 kJ/m2 10%O2-5%CO2 es severo perdiendo completamente
la calidad y apariencia. Mientras que el tratamiento de 5%O2-5%CO2
muestra todavía buenas características comerciales.
4.5 COLOR
46 Figura 15. ID e IDI en los diferentes tratamientos durante el almacenamiento
Tiempo
(Días)
Tratamientos
Control 5%O2-5%CO2 10%02-5%CO2 2KJ/m2 5%O2-5%CO2 2KJ/m2 10%O2-5%CO2
0
10
47
Los valores de Hue no presentaron diferencias estadísticamente significativas entre los frutos controles y tratados, pero si entre el tiempo de almacenamiento como se muestra en la tabla 12.
Los valores de Hue mostraron un incremento a lo largo de los días de análisis, mostrando variaciones entre el rango de 340 a 346° (tabla 12), dando tonalidades de azul oscuro. Al final de los días de almacenamiento, los frutos control y tratados no presentaron diferencias estadísticamente significativas. Resultados similares fueron obtenidos en arándano (Zheng et al., 2003) y cereza (Yommi et al., 2002) almacenados en atmósfera modificada, mostrando un incremento en el ángulo Hue sin ser significativa la diferencia durante el almacenamiento.
El croma presentó diferencias estadísticamente significativas entre el control y los tratamientos a durante el almacenamiento. En la tabla 12 se puede observar que durante los 20 días de análisis existieron variaciones en los valores de croma.
En general el almacenamiento en atmósfera modificada, podría disminuir la velocidad de pardeamiento de los tejidos vegetales, debido a procesos fisiológicos como la disminución en la tasa de respiración y una maduración más lenta (Matín & Oms, 2005).
4.6 FIRMEZA
48 Tabla 12. Efectos de la variación de Luminosidad, Hue y Croma durante el
almacenamiento
Tiempo de Almacenamiento
(Días)
Tratamiento L Hue C
0
Control 20,74 343,17 12,09
5%O2-5%CO2 20,74 343,17 12,09 10%02-5%CO2 20,74 343,17 12,09 2KJ/m2 5%O2-5%CO2 23,48 341,75 18,10 2KJ/m2 10%O2-5%CO2 23,48 341,75 18,10
5
Control 19,90 343,00 14,53
5%O2-5%CO2 17,03 345,88 11,71 10%02-5%CO2 19,07 344,57 14,39 2KJ/m2 5%O2-5%CO2 16,93 346,29 12,39 2KJ/m2 10%O2-5%CO2 18,32 344,35 16,23
10
Control 16,68 342,26 10,06
5%O2-5%CO2 17,43 342,82 12,10 10%02-5%CO2 16,86 342,08 14,22 2KJ/m2 5%O2-5%CO2 17,31 344,62 12,51 2KJ/m2 10%O2-5%CO2 17,52 343,49 14,47
15
Control 17,16 344,60 12,53
5%O2-5%CO2 16,89 344,49 11,60 10%02-5%CO2 16,86 345,35 10,91 2KJ/m2 5%O2-5%CO2 16,68 344,80 12,55 2KJ/m2 10%O2-5%CO2 17,54 344,05 13,49
20
Control 16,48 345,28 11,08
5%O2-5%CO2 16,66 344,97 12,16 10%02-5%CO2 16,62 346,07 12,40 2KJ/m2 5%O2-5%CO2 16,92 345,71 12,54 2KJ/m2 10%O2-5%CO2 16,76 345,47 14,41
Significancia
Tukey 0,48 0,95 1,16
Tratamiento (T) Sig ns sig
Tiempo (t) Sig sig sig
Interación txt Sig sig sig
Valor promedio n = 45
Sig= Existen diferencias estadísticamente significativas
49
La principal causa en la disminución de la firmeza en los frutos se debe a la relación directa que existe con la integridad de las paredes celulares (Laguado, Pérez, Alvarado, Marín, 1999), debido a que los frutos control y los tratados con radiación UV-C y atmósfera modificada no presentaron diferencias estadísticamente significativas entre ellos. Entre los tratamientos no se presentaron diferencias estadísticamente significativas en la firmeza. En uvilla (Guijarro, 2012) y naranjilla (Chicaiza, 2012), se observó una disminución en la firmeza de los frutos irradiados y control a lo largo de los días de almacenamiento, sin que se evidencien diferencias significativas entre tratamientos. En cereza, Candan et al. (2007) reportaron que los frutos almacenados en AM y frutos control presentaron pérdida de firmeza durante el almacenamiento.
50
4.7 ANÁLISIS QUÍMICOS
En todos los tratamientos se evidenció el aumento progresivo en el pH con relación al tiempo de almacenamiento, como se puede observar en la tabla 13, lo cual coincide con resultados en mora reportados por Sora et al. (2006), en arándano por Zheng et al. (2003), donde aplicaron atmósfera modificada en los frutos y Perkins et al. (2008) que utilizó radiación UV-C en arándano.
El aumento del pH coincide con la reducción de acidez, lo cual ocurre en varios productos frutihortícolas, que se almacenan en una atmósfera enriquecida con CO2 (Kader, 2007a), la razón de este cambio no se la
conoce, se puede tratar de una directa relación del tejido vegetal para equilibrar el efecto acidificante del CO2 (Sora et al., 2006).
Los valores de sólidos solubles totales mostraron un progresivo aumento durante los días de almacenamiento, tanto en los frutos control como en los tratados, como se indica en la tabla 13, lo que coincide con los resultados reportados por Sora et al. (2006) en mora.
En la tabla 13 se observa que todos los tratamientos registraron valores menores de SST en relación con los frutos control que presentaron 9.63° Brix en el día 20, mientras que los demás tratamientos presentaron valores de 8,93 °Brix (5%O2-5%CO2 y 10%O2-5%CO2), 8,97 °Brix (2 kJ/m2 5%O2
-5%CO2) y 9,03 °Brix (2 kJ/m2 10%O2-5%CO2), presentándose diferencias
