UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
TESIS:
PRESENTADO POR:
Bach. CORTEZ QUINTANA, RICARDO ELVIS
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO AGROINDUSTRIAL
TARMA – PERÚ
2018
POLIFENOLES TOTALES, VITAMINA C Y ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE DE LÁMINAS DESHIDRATADAS DE PULPA DE ARÁNDANO (Vaccinium corymbosum E.) Y
MANZANA (Malus domestica), UTILIZANDO GOMA
XANTANA
”II
III
ASESORA:
Dra. SHALIN CARHUALLANQUI AVILA
IV
A nuestro divino, que me permite pertenecer a su obra, por haberme concedido fuerza y valor para vencer las dificultades y alcanzar mis metas.
A mis amados padres Benjamin y Haydee, por su cariño, soporte y esfuerzo, que contribuyeron al logro de mi formación profesional, que por su constancia y cariño, me impulsan y animan a luchar por mis sueños.
Ricardo
V
AGRADECIMIENTO
A la carrera profesiona de Ingenieria Agroindustrial, por haberme admitido y contribuido a mi formación profesional.
A la Dra. Shalin Carhuallanqui Avila, por sus recomendaciones, adecuados lecciones y contribución en mi formación personal y profesional.
A los catedráticos de la carrera de Ingeniería Agroindustrial, por sus contribuciones academicas en cada una de las etapas en la Universidad.
A los Laboratorios de la FACAP de la UNCP, que nos falicito la realización de la investigación.
A mí familia y amistades, por su apoyo y contribución en el logro de esta investigación.
VI
RESUMEN
Esta investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto de la variación de las proporciones de pulpa de arandano, manzana y diferentes proporciones de goma xantana, sobre las características fisicoquímicas, composición químico proximal, características sensoriales, contenido de polifenoles totales, vitamina C y capacidad antioxidante de láminas deshidratadas. Para lo cual se elaboró la lamina deshidratada a partir de pulpa de arandano: manzana en las proporciones (40:60 y 30:70), con la adición de un estabilizante goma xantana (0,1% y 0,2%), obteniéndose cuatro tratamientos (T1, T2, T3 y T4), los cuales fueron sometidos a evaluación de las características fisicoquímicas, composición quimico proximal y contenido de vitamina C polifenoles, actividad antioxidante y evaluación sensorial. Los resultados mostraron que se encontró diferencias significativas estadísticamente (1% y 5%) entre los cuatro tratamientos en Vitamina C, contenido de polifenoles y actividad antioxidante siendo el T4 y T3 con mayor aceptabilidad, con un pH de 3,2 y 3,29; Brix 62,8 y 72,5; acidez 4,25 y 4,55 % acido cítrico y contenido de vitamina C de 60,90 y 69,39 mg de ácido ascórbico/100 g y contenido de polifenoles 156,75 y 149,8 mg de acido galico/100 g y actividad antioxidante 38% y 34% (% de Inhibición) respectivamente.
Palabras clave: Arandano, manzana, lámina deshidratada de pulpa de fruta, Vitamina C, polifenoles y actividad antioxidante
VII
ABSTRACT
The objective of the present investigation was to evaluate the effect of the different proportions of fruit pulp and different percentages of xanthan gum, in the physicochemical, proximal chemical, sensorial, total polyphenol content, vitamin C and antioxidant capacity of a dehydrated blueberry leaf and apple. For which the dehydrated sheet was made from cranberry pulp: apple in the proportions (40:60 and 30:70), with the addition of a stabilizer Xanthan gum (0.1% and 0.2%), obtaining four treatments (T1, T2, T3 and T4), which were subjected to evaluation of physicochemical characteristics, proximal chemical composition and vitamin C polyphenols content, antioxidant activity and sensory evaluation. The results showed that statistically significant differences (1% and 5%) were found among the four treatments in the content of vitamin C, polyphenols content and antioxidant activity, being the T4 and T3 with greater acceptability, with a pH of 3.2 and 3.29;
Brix 62.8 and 72.5; acidity 4.25 and 4.55% citric acid and vitamin C content of 60.90 and 69.39 mg of ascorbic acid / 100 g and content of polyphenols 156.75 and 149.8 mg of galic acid / 100 g and antioxidant activity 38% and 34% (% inhibition) respectively.
Keywords: blueberry, apple, dehydrated fruit pulp, vitamin C, polyphenols and antioxidant activity
VIII
CONTENIDO
Pág.
CARATULA I
ACTA DE JURADOS II
DEDICATORIA IV
AGRADECIMIENTOS V
RESUMEN VI
ABSTRACT VII
ÍNDICE GENERAL VIII
INDICE DE TABLAS XIV
INDICE DE FIGURAS XVII
INDICE DE ANEXOS XIX
INTRODUCCIÒN XX
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1 Determinación del problema
1.2 Formulación del problema 1.3 Objetivos de la investigación
1.3.1 Objetivo general 1.3.2 Objetivos específicos
1.4 Justificación e importancia de la investigación 1.5 Delimitaciones de la investigación
1.5.1 Espacial 1.5.2 Cuantitativa
24 26 27 27 27 28 30 30 30
IX 1.5.3 Temporal
1.5.4 Social
30 31
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1 Antecedentes de la investigación
2.1.1 Antecedentes internacionales 2.1.2 Antecedentes nacionales
32 32 35
2.2 Bases teóricas
2.2.1 El arándano (Vaccinium corymbosum E.) 2.2.1.1 Clasificación taxonomíca
2.2.1.2 Composición químico y nutricional del arándano
2.2.1.3 Superficie mundial de arándanos 2.2.1.4 Propiedades funcionales
2.2.1.5 Usos
2.2.2 Manzana (Malus domestica) 2.2.2.1. Composición química
2.2.3 Hidrocoloides
a). Espesantes en la industria alimentaria b). Elección del espesante
c). Disperción e hidratación
36 36 37
37 39 41 42 43 43
44 44 45 45
X
d). Reologia de los espesantes e). Goma xantana
2.2.4 Deshidratación de frutas
2.2.5 Laminas de frutas (fruit leathers) 2.2.6 Alimentos funcionales
a). Tipos de alimentos funcionales
b). Frutas y hortalizas como alimento funcional c). Componentes funcionales
2.3. Definición de términos básicos – desarrollo de variables 2.3.1. Variable independiente
2.3.2. Variable dependiente 2.4. Hipótesis de investigación 2.4.1. Hipótesis general
2.4.2. Hipótesis estadística
2.5. Variables de investigación (Operacionalización)
45 46 47 47 50 50 51 52
57 58 59 59 60 60
CAPITULO III
METOLODOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1. Tipo de investigación
3.2. Nivel de investigación 3.3. Métodos de investigación 3.4. Diseño de la investigación
62 62 63 67
XI 3.5. Población y muestra
3.6. Técnicas, instrumentos y procedimientos de recolección de Información
3.6.1. Para la materia prima
3.6.2. Para la obtención de las láminas deshidratadas de la pulpa de Arándano y manzana.
3.6.3. Diagrama de flujo de la obtención de la lámina de pulpa de arándano y manzana.
3.6.4. Tecnicas 3.6.5. Instrumentos 3.6.6. Reactivos
3.6.7. Técnicas de procesamiento de información 3.6.8. Método estadístico
68
68 68
69
72 73 73 73 74 74
CAPÍTULO IV
RESULTADOS DE LA INVESTIGACION
4.1. Presentación, análisis e interpretación de información o datos 4.1.1. Características biométricas del arándano y manzana 4.1.2. Evaluación fisicoquímico del arándano y manzana 4.1.3. Evaluación de la composición química del arándano y
manzana.
4.1.4. Evaluación fisicoquímico de las láminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana.
4.1.5. Evaluación de la composición química de las laminas 75 75 75
76
77
XII
deshidratadas de pulpa de arándano y manzana
4.1.6. Evaluación del contenido de vitamina C de las frutas y láminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana.
4.1.7. Evaluación del contenido de polifenoles totales de las láminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana.
4.1.8. Evaluación de la capacidad antioxidante de las láminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana.
4.1.9. Análisis sensorial de las laminas deshidratadas en estudio
4.2. Discusion de resultados
4.2.1. Características biométricas del arándano y manzana 4.2.2. Evaluación fisicoquímica del arándano y manzana.
4.2.3. Composición química de la manzana y del arándano.
4.2.4. Evaluación fisicoquímica de las laminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana
4.2.5. Composición química de las láminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana
4.2.6. Contenido de vitamina C de las láminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana
4.2.7. Contenido de polifenoles totales de las láminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana
4.2.8. Capacidad antioxidante de las láminas deshidratadas 77
78
79
80
81 86 86 86 87
88
89
90
90
XIII
de pulpa de arándano y manzana
4.2.9. Análisis organoléptico de las láminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana
91
92
CONCLUSIONES 95
SUGERENCIAS 97
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 98
ANEXOS 107
XIV
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla Pág.
1 Clasificación taxonómica del Arándano 37
2 Composición química del arándano (g/ 100 g) 38 3 Superficie cultivada de arándanos por regiones en el Perú
2013 41
5 Composición química de la manzana nacional 43 6 Operacionalización de hipótesis, variables e indicadores 61 7 Formulación para la obtención de las láminas
deshidratadas de pulpa de arándano y manzana. 71
8 Características biométricas del arándano 75
9 Características biométricas de la manzana 75
10 Características fisicoquímicas del arándano 75 11 Características fisicoquímicas de la manzana 76 12 Composición química proximal del arándano 76 13 Composición química proximal de la manzana 76 14 Características fisicoquímicas de la lámina deshidratada
de pulpa de arándano y manzana 77
15 Composición química proximal de las láminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana 77 16 Contenido de vitamina C de las frutas de arándano y
manzana 78
17 Contenido de vitamina C de las láminas deshidratadas de
pulpa de arándano y manzana 78
XV
18 Contenido de Polifenoles de las frutas arándano y
manzana 79
19 Contenido de Polifenoles de las láminas deshidratadas de
pulpa de arándano y manzana. 79
21 Capacidad antioxidante de las láminas deshidratadas de
pulpa de arándano y manzana 80
22 Análisis sensorial de las láminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana, utilizando goa xantana
(Promedio de 30 Panelistas). 81
23 Prueba de Friedman referidas al color 82
24 Prueba de comparaciones referidas al color 82
25 Prueba de Friedman referidas al olor 82
26 Prueba de comparaciones referidas al olor 83
27 Prueba de Friedman referidas al sabor 83
28 Prueba de comparaciones referidas al sabor 83 29 Prueba de Friedman referidas a la textura 83 30 Prueba de comparaciones referidas a la textura 84
31 Prueba de Friedman referidas al dulzor 84
32 Prueba de comparaciones referidas al dulzor 84 33 Prueba de Friedman referidas Aceptabilidad general 84 34 Prueba de comparaciones referidas a la aceptabilidad 85
XVI
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura Pág.
1 Distribución de la superficie mundial cultivada de
arándanos 2012 / 2013 (Has). 40
2 Superficie cultivada de arándanos por países 2012 / 2013
(Has). 40
3 Estructura ácido ascórbico 52
4 Degradación del ácido ascórbico 54
5 Estructura del anillo fenol 56
6 Clasificación de los compuestos fenólicos 57
7 Diseño Experimental Propuesto 67
8 Diagrama de obtención de la lámina de arándano y
manzana 72
9 Variación del contenido de Vitamina C en láminas de
pulpa de arándano y manzana. 78
10 Variación del contenido Polifenoles en láminas de pulpa
de arándano y manzana 79
11 Variación de la actividad antioxidante en láminas de pulpa de arándano y manzana
80 12 Resultado de la evaluación organoléptica de las láminas
deshidratadas de arándano y manzana, utilizando goma
xantana. 81
13 Medias de las pruebas de comparaciones, para el contraste en los pares de muestras de las láminas
XVII
deshidratadas de arándano y manzana, utilizando goma
xantana. 85
XVIII
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo Pág.
1 Cartilla de evaluación organoléptica 108
2 Prueba de Friedman 109
3 Evaluación sensorial de láminas deshidratadas de pulpa de arándano y manzana en el color 112 4 Evaluación sensorial de láminas deshidratadas de
pulpa de arándano y manzana en el olor. 115 5 Evaluación sensorial de láminas deshidratadas de
pulpa de arándano y manzana en el sabor. 118 6 Evaluación sensorial de láminas deshidratadas de
pulpa de arándano y manzana en textura. 122 7 Evaluación sensorial de láminas deshidratadas de
pulpa de arándano y manzana en el dulzor. 125 8 Evaluación sensorial de láminas deshidratadas de
pulpa de arándano y manzana en su Aceptabilidad
general 129
9 Resultados estadísticos de los valores fisicoquímicos y químico proximal de las láminas deshidratadas de
pulpa de arándano y manzana 132
XIX
INTRODUCCIÓN
La investigación titulada “Polifenoles totales, Vitamina C y actividad antioxidante de láminas deshidratadas de pulpa de arándano (Vaccinium corymbosum E.) Y manzana (Malus domestica), utilizando goma xantana”.
Buscó obtener un producto innovador con un aporte nutritivo, nutraceutico, de demanda masiva y con una adecuado conservacion en su almacenamiento, como son las láminas deshidratadas, hechas a partir de frutas, azúcar y demás ingredientes, que por deshidratación se obtienen productos de estructura consistente, agradable y fácil consumo. Las frutas disponibles para estos productos, como las manzanas, plátanos, uvas, naranjas, peras, piñas, tomates y las combinaciones de estas (Guerra, 2005).
Las preferencias de los consumidores, están en constante cambio hacia productos naturales, como las barras deshidratadas de pulpa de fruta, con ingredientes con propiedades funcionales. Actualmente, un alimento funcional, que más allá de los efectos de una adecuada nutrición, mejoran la salud, bienestar y reducción de riesgo de enfermedades (Lisham, 2009).
La predisposición por el consumo de alimentos saludables, con antioxidantes, que mejoran la vida. Se considera a los arándanos una fruta interesante, en fresco, como procesado. El arándano es considerado como
XX
una “Súper Fruta”, con nuevos mercados y consumidores en el mundo.
Estas propiedades están impulsando el consumo de arándanos en Estados Unidos, Europa y Asia; que demandan productos que mejoren la calidad de vida (Medinay Sánchez, 2014).
El uso de hidrocoloides en la industria es obtener un producto energético, con estabilidad gelatinosa, nutritivo y nutraceútico, por el contenido de vitaminas de las frutas. Esta investigación evaluó el efecto de cantidades de frutas y de goma xantana en las características fisicoquímicas, composición proximal, sensoriales, cantidad y capacidad antioxidante de lámina deshidratada. Se realizó en tres etapas: En la primera etapa se determinó la composición químico proximal del arándano y manzana, en la segunda etapa se formuló la lámina deshidratada, siendo las operaciones: Recepción de las frutas, selección - clasificación, desinfección, pulpeado, formulación, gelificación, moldeado, deshidratado (°60C) y envasado, en la tercera etapa se determinó la proporción de las pulpas de arándano y manzana, y el porcentaje óptimo de hidrocoloide, mediante la composición químico proximal, características fisicoquímicas, sensoriales, contenido y capacidad antioxidante.
Siendo su hipótesis: Las cantidades de pulpa de frutas y goma xantana afectan las características fisicoquímicas, composición química, organoléptica, contenido de polifenoles totales, Vitamina C y capacidad antioxidante de las láminas deshidratadas en estudio.
XXI
El método general del estudio fue el científico y el específico el experimental, el diseño fue el arreglo factorial de 2x2 con un DCA, se usó también las pruebas no paramétricas de Friedman para la evaluación sensorial.
Las frutas aportan vitaminas, fibras, minerales, azúcares con características sensoriales propias, siendo una atractiva materia prima, para el diseño de alimentos funcionales con fibra, antioxidantes y bajos contenidos de ingredientes artificiales, entre ellos las láminas deshidratadas, que constituyen excelentes “snacks”, que conservan sus cualidades nutritivas durante más de un año, siendo además, superiores desde el punto de vista nutritivo a los dulces hechos en gran medida sólo con azúcares y sabores artificiales (Sepúlveda, Sáenz y Álvarez, 2000).
24
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO
1.1. Determinación del problema
En la actualidad se busca desarrollar productos saludables, con beneficios nutricionales, de buen sabor, con un efecto benéfico sobre el organismo humano, para mejorar la salud, calidad de vida, o para reducir los riesgos de enfermedades.
La producción de láminas de frutas, también llamadas pieles o rollos de fruta, aplica sistemas de procesado simples, que permite que los alimentos se mantengan comestibles durante mayor tiempo, estos productos comenzaron a ser estudiadas en 1942 como una solución para obtener raciones de emergencia, para las fuerzas armadas, por su alto contenido energético, las cuales pueden ser almacenadas entre las temperaturas de -18 ºC hasta 40ºC sin sufrir ningún tipo de deterioro (Lisham, 2009).
25
La marcada tendencia por el consumo de productos sanos, ricos en antioxidantes, que mejoren y prolonguen la vida, por lo que los arándanos son considerados fruta especial, por su consumo en fresco, como procesado. El arándano o blueberrie por su alto contenido en componentes antioxidantes, entre todos ellos destacan los flavonoides, antocianidinas o antocianinas, están catalogados como una “Súper Fruta” y está siendo demandada por nuevos mercados y nuevos consumidores en todo el mundo. Y las manzanas por su alto contenido en pectina le confieren propiedades astringentes que disminuyen la diarrea, el estreñimiento y ayuda al cuerpo a eliminar metales nocivos (plomo y mercurio que se adquieren por la polución ambiental), el consumo de dos manzanas diarias, pueden reducir hasta en 10% el nivel de colesterol en la sangre; el azúcar que contienen que es la fructosa se asimila lentamente en el cuerpo y contribuye a mantener un nivel equilibrado de glucosa en la sangre y por su riqueza en ácido málico son desinfectantes y neutralizadores de la acidez de la sangre (Medinay Sánchez, 2014).
Teniendo en consideración el uso de los hidrocoloides, que son polímeros de cadena larga, que tienen la propiedad de formar dispersiones y geles viscosos, debido a que tienen un gran número de grupos hidroxilos y esto aumenta su afinidad para que se les unan moléculas de agua. Su principal uso en alimentos es por su
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capacidad de modificar la reología de los sistemas alimentarios (viscosidad y textura), tienen una amplia gama de propiedades funcionales como, emulsionantes, estabilizantes y gelificantes. Se utiliza como ingredientes que proporcionan viscosidad, en bebidas o jarabes de mesa bajos en calorías y algunos ofrecen la estabilidad en las emulsiones o previenen la separación del agua (Mendoza&
García, 2000).
Por lo que se realizará esta investigación, que buscará obtener y caracterizar las láminas deshidratadas a partir de las pulpas de arándano y manzana, utilizando como estabilizante la goma xantana, aplicando el proceso de deshidratado, prolongando su tiempo de vida útil y la mejor conservación de la pulpa de las frutas utilizadas.
También se determinará el contenido de polifenoles, vitamina C y actividad antioxidante. Y poder industrializar este producto por las características que presenta principalmente el arándano que son de un agradable sabor y atributos particulares que lo hacen merecedor de un gran potencial exportador.
1.2. Formulación del problema
¿Cuál es el efecto de las diferentes cantidades de arándano, manzana y cantidades de goma xantana, en las características fisicoquímicas, composición química, sensoriales, contenido de
27
polifenoles totales, vitamina C y capacidad antioxidante de las láminas deshidratadas?
1.3. Objetivos de investigación 1.3.1. General:
Evaluar el efecto de las diferentes cantidades de arándano, manzana y cantidades de goma xantana, en las características fisicoquímicas, composición química, sensoriales, contenido de polifenoles totales, vitamina C y capacidad antioxidante de las láminas deshidratadas.
1.3.2. Específicos:
a) Determinar la composición química y fisicoquímica de las materias primas.
b) Determinar la formulación óptima de la lámina deshidratada con diferentes cantidades de arándano y manzana y diferentes porcentajes de goma xantana, mediante la evaluación sensorial.
c) Determinar la composición química y fisicoquímica de las láminas deshidratadas en estudio.
d) Determinar los polifenoles totales, vitamina C y capacidad antioxidante de las láminas deshidratadas en estudio.
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1.4. Justificación e importancia de la investigación
Las pulpas de fruta se comercializan en estado fresco bajo refrigeración y/o congelación, concentradas o deshidratadas. Las técnicas de deshidratación que utilizan bajas temperaturas son de tipo estático y emplean aire forzado o estufas a vacío. También se emplean sistemas de deshidratación por contacto directo, como los equipos de rodillos que utilizan altas temperaturas y funcionan de manera continua. Sin embargo, este procedimiento afecta en gran medida el contenido nutricional y las características organolépticas funcionales de las pulpas (Caparino et al., 2012).
Numerosos estudios han informado que el arándano presenta propiedades beneficiosas para la salud. Se utiliza para el tratamiento de infecciones urinarias, ya que ciertos componentes de la fruta inhiben el crecimiento de bacterias como Escherichia coli, principal causa de cistitis, las antocianinas y otros compuestos fenólicos son componentes característicos de este tipo de frutas, imparten un color característico, y propiedades antioxidantes. Las exportaciones mundiales de los arándanos representan actualmente un valor superior a los 1 400 millones de dólares, siendo EE. UU, Chile, Argentina, Canadá y España los exportadores más importantes a nivel mundial. Por otro lado, los principales importadores a nivel mundial son EE. UU, Canadá, Inglaterra, Holanda y Alemania. En el Perú, los arándanos fueron introducidos en el año 2007, en la
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actualidad el mercado de arándanos sigue siendo joven con una alta tendencia de crecimiento para los próximos años. Mientras el fruto de la manzana, de una amplia variedad de sabores agradables, no proporciona calorías excesivas, fuentes de fibra dietética, y tiene poco contenido de proteínas o grasas y de 5 a 20% de carbohidratos (Medinay Sánchez, 2014).
Es importante considerar el uso de los hidrocoloides y los procesos de gelificación para la industria alimentaria. Proporciona textura, estabilidad. Su importancia radica en que existe la demanda de productos bajos en calorías y grasa, permitiendo desarrollar alimentos donde se sustituye parcialmente por sistemas gelificados en base acuosa con textura adecuada (Vanegas, 2009).
El consumidor busca actualmente un producto con características naturales, productos a base de pulpa de frutas en la aplicación de láminas deshidratadas, como un producto alimenticio con un gran valor energético y funcional. Por lo que se desarrolla el trabajo de investigación “Contenido de polifenoles totales, vitamina C y actividad antioxidante de láminas deshidratadas de pulpa de arándano (Vaccinium corymbosum E.) y manzana (Malus domestica), utilizando goma xantana”, que permitirán determinar la mejor proporciona de pulpa de fruta y el mejor porcentaje de estabilizante, determinando sus parámetros de control de calidad,
30
logrando diseñar productos funcionales que pproporcionen energía por medio de sus azúcares, mejorando la digestión por su contenido de fibra y lo más relevante posee compuestos antioxidantes revelados en sus pigmentos y compuestos fenólicos, que permiten al organismo captar y eliminar sustancias que conducen en un futuro a enfermedades crónicas como el cáncer.
1.5. Delimitaciones de la investigación
1.5.1. Espacial. Se usó el arándano y manzana, que fue comprada en el mercado de Tarma, el arándano procedió de la ciudad de Ancash y la manzana delicia de Huaral, se dispuso de estas materias primas para trabajar. Se realizó el trabajo experimental en los laboratorios de Ingeniería Agroindustrial de la Facultad.
1.5.2. Cuantitativa: Se empleó un total de 10 kg de arándano y 10 kg de manzana en la investigación. El arándano y la manzana fueron utilizados de acuerdo al objetivo de la investigación.
1.5.3. Temporal: El cumplimiento del trabajo experimental, tuvo una continuación de 11 meses, realizándose desde enero de 2017 a diciembre de 2017.
31
1.5.4. Delimitación social: La adaptación de frutas que contengan altos contenidos de antioxidantes, vitaminas, fibra y nutrientes, están favoreciendo al desarrollo del área Agroindustria, mejorando la calidad alimentaria en los productos que consume la población.
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CAPITULO II MARCO TEÓRICO
2.1. Antecedentes de la Investigación 2.1.1. Antecedentes internacionales
Alvarez y Corzo (2012) evaluó la variación del color en láminas de mango, variedad hilacha de 50x25x3.0 ±0.1 mm, en tres estadios de maduración: verde, pintón y maduro, secado a temperaturas: 50ºC, 60ºC, 70ºC y 80ºC y velocidades de aire: 1.76m/s, 1.80m/s y 1.91m/s. Midió los parámetros de color (L, a y b) y se calcularon los parámetros tinte y croma. Se evaluó el efecto del secado en la variación del color en el proceso. Se hallaron diferencias significativas (p<0.05) en los parámetros L, a y b con respecto a las temperaturas, tiempos de secado, velocidades del aire de secado y estadios de maduración, y para las interacciones, a excepción de la de tiempo – velocidad de secado. A medida que aumentó la temperatura y el tiempo de secado los valores del parámetro “a” redujeron en las láminas de mango
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verde y aumentaron en los estadios pintón y maduro;
incrementó el valor del parámetro “b” en los estadios verde y maduro y disminuyeron en el pintón; y en el parámetro L, para todos los estadios hubo disminución a medida que aumentó el tiempo y la temperatura de secado, volviéndose las muestras más oscuras. Para las láminas en los estadios verde y pintón, a medida que aumentó la temperatura y tiempo de secado, el tinte disminuyó (p<0.05), mientras que para el estadio maduro ocurrió lo contrario. A mayores temperaturas y tiempos de secado, incrementó (p < 0,05) el parámetro croma de las láminas de mango verde y maduro, y en el estadio pintón, éste disminuyó (p < 0,05) tornándoselas láminas más opacas. A medida que aumentó la velocidad y tiempo de secado, las láminas verdes se tornaron menos saturadas, obteniéndose mayor intensidad del croma en las láminas de mango pintón y maduro.
Lisham (2009), evaluó los procesamientos de tunas de colores, en forma de láminas deshidratadas (snacks saludables). Para su elaboración se utilizó diferentes formulaciones (Pulpa de tuna y manzana, azúcar, sucralosa y linaza). Las barras con tuna anaranjada y púrpura, tuvo una formulación de 75% de tuna, mezclada con 25% de manzana con cáscara y se adiciono semilla de linaza (1%) y
34
sacarosa (6% y 0.01% respectivamente). La deshidratación fue 582ºC. Tuvo un rendimiento de 20%, humedad de 8- 9.7%, Aw de 0.61-0.64 y sólidos solubles de 72.8 y 83.2ºBrix. Los polifenoles entre 136.3-166.2mg EAG/100g.
Los contenidos de fibra dietética fueron entre 20.1% y 36.4%
de fibra insoluble, 4.3 y 7.5% de fibra soluble y 24.3 y 43.9%
de fibra total. Las barras que tenían linaza, tuvieron valores significativamente superiores de fibra dietética total y lípidos y no hubo contrastes sensoriales, mostrando buena aceptabilidad. Las láminas exhibieron un atractivo color y sabor.
Cuvertino (2004), obtuvo un modelo de cinética de secado a dos distintas temperaturas con dos distintos espesores de la lámina de fruta a partir de la murta por el método cinético y realizó cálculos del consumo energético en la deshidratación. Trabajó con pulpa de murta mezclada con azúcar en una relación de 85% murta y 15% de azúcar. El procedimiento consistió en la selección, lavado, escaldado y despulpado de la fruta, la mezcla de los ingredientes y la deshidratación. Las láminas se deshidrataron hasta alcanzar una humedad final de 15%. Se calcularon los parámetros de humedad de equilibrio, tiempo y velocidad máxima de secado, los que permiten la determinación de los parámetros
35
adimensionales del proceso (humedad y tiempo), y la obtención del modelo cinético. Se realizó un proceso de simulación para conocer el comportamiento del aire de secado debido a la condición no constante del proceso. Se determinó el calor específico de pulpa de murta azucarada por el método de enfriamiento de Newton y por modelos matemáticos, además realizó cálculos del consumo energético en la deshidratación.
2.1.2. Antecedentes nacionales
Ramos (2014), efectúo formulaciones de láminas de mango criollo (F1, F2 y F3) siendo las proporciones 80%, 70% y 50% de mango criollo (pulpa), 15%, 20% y 35% de manzana (pulpa) y 5%, 10% y 15% de azúcar, fueron moldeadas, secadas, enfriadas, envasadas y almacenadas (60 días). Se evaluó pH, sólidos solubles, acidez, análisis microbiológicos y aceptabilidad del producto. Los resultados fueron: Las formulaciones F1 y F2 a los 30 y 60 días de almacenamiento disminuyó el pH y F3 mantenían el pH constante, F1 en sólidos solubles (°Brix) durante almacenamiento bajaba de 71 a 61.4°Brix, y F2 y F3 se mantenían constantes, la acidez (% de ácido cítrico) se incrementó en los tres tratamientos.
Respecto al análisis microbiológico, en los tres tratamientos reportaron ausencia de mohos y levaduras. La interacción
36
entre pH, alto contenido de solutos y humedad baja de las láminas funcionan como barrera combinada frente al deterioro microbiano. La evaluación sensorial estableció que F2 es el de mayor aceptación, con un calificativo promedio de 4.433 en sabor, 3.50 en color y 4.53 en textura.
2.2. Bases teóricas
2.2.1. El arándano (Vaccinium corymbosum E.)
El arándano o “blueberry” es una planta tetraploide perenne originaria de Norteamérica, que produce un fruto de color azul oscuro y está considerado dentro del grupo de berries. Se considera un frutal menor dentro del grupo de los berries, puede alcanzar alturas de hasta 2.5 m. La principal forma de comercialización de este fruto es en fresco, los arándanos luego de la cosecha no pueden ser mantenidos por más de 6 meses, debido a que la estabilidad del color del arándano es un importante aspecto que controla la calidad durante el proceso de almacenamiento. Debido a este factor de calidad, es que se han llevado a cabo varios estudios en desarrollo de nuevos productos, como, por ejemplo, la preparación de puré de arándanos congelados, el cual es uno de los ingredientes promisorios para uso en alimentos para bebés, coberturas, relleno para pastel, rollos de fruta, productos deshidratados etc. La epidermis del fruto está provista de secreciones cerosas (pruina), que le dan una terminación muy
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atractiva, similar a aquélla de otras especies como por ejemplo la ciruela. El fruto puede poseer hasta 100 semillas pequeñas (1,5 mm largo por 0,8 mm de ancho), que se encuentran al interior del endocarpio (Medina y Sánchez, 2014).
2.2.1.1. Clasificación taxonómica
La clasificación taxonómica del arándano, se muestra en la tabla 1.
Tabla 1. Clasificación taxonómica del Arándano
Reino Plantae
División Magnoliophyta
Clase Magnoliopsida
Orden Ericales
Familia Ericaceae
Subfamilia Vaccinioideae
Género Vaccinium
Especie Vaccinium myrtillus Nombre común Arándano
Fuente: Medina y Sánchez (2014)
2.1.1.2 Composición químico y nutricional del arándano La importancia del arándano es por su contenido en antioxidantes:
Flavonoides, antocianidinas, antocianinas, tiene un alto contenido en cianidina, delfinidina, malvidina, peonidina y petunidina, las
38
antocianinas tienen propiedades antiinflamantorias, también permite fluidificar la sangre y preservar la integridad del colágeno de las arterias, fortaleciendo las arterias y capilares mejorando la circulación sanguínea. Por sus propiedades anticoagulantes evita la formación de trombos o ayuda a disolverlos. Contribuyendo a la mejora de salud de las personas con varices, arteriosclerosis, colesterol, hemorroides o problemas de corazón, ayuda a la visión.
Los arándanos tienen flavonoides, siendo este fruto uno de los mejores antioxidantes, vitamina C. La composición del arándano se detalla en la tabla 2. (Medina y Sánchez, 2014).
Tabla 2. Composición del arándano (g/100g).
Componentes Cantidad
Agua (g/100 g)
Carbohidratos (g/100 g) Fibras (g/100 g)
Proteínas (g/100 g) Grasas (g/100 g) Potasio (mg/100 g) Sodio (mg/100 g) Fosforo (mg/100 g) Calcio (mg/100 g) Cobre (mg/100 g)
84.21 14.49
2.4 0.74 0.33
88 1 12 12 0.06
39 Magnesio (mg/100 g)
Vitamina C (mg/100 g) Vitamina B1
Vitamina B2 (mg/100 g) Niacina (mg/100 g) Vitamina B6 (mg/100 g) Vitamina A (U.I.)
Vitamina E (mg/100 g) Azúcares totales Sacarosa
Fructosa Glucosa
Contenido de solubles Acidez titulable
6 13 0.04 0.04 0.42 0.05 54 0.57 10-14
0.24 4.04 3.92 10.1-14.2
0.3-0.38 Fuente: Medina y Sánchez (2014).
2.1.1.3 Superficie mundial de arándanos
En el periodo 2012 - 2013 la superficie mundial de arándanos llegó a las 93 617 hectáreas. El 54% de esta superficie se encuentra distribuida en América del Norte (50 055 has), luego Sudamérica (17 688 has) que representa el 20% del área plantada en el mundo (Medina y Sánchez, 2014).
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La distribución por zona de la superficie mundial de arándanos, se muestra en la figura 1:
Figura 1. Distribución de la superficie mundial cultivada de arándanos 2012 / 2013 (Has).
Fuente: Medina y Sánchez (2014)
En la figura 2, se muestra, el país que tiene mayor superficie mundial cultivada de arándanos con 38 488 hectáreas es Estados Unidos.
(42% del total a nivel mundial), luego Chile con 15% con un área de 13 749 hectáreas.
41
Fifgura 2. Superficie cultivada de arándanos por países 2012/ 2013 (Has)
Fuente: Medina y Sánchez (2014)
El Perú, el 2013 tenía sembrado más de 500 has, donde la costa tenía 75% del área cultivada, se pronostica que el 2020 llegue a las 5000 has.
Tabla 3. Superficie cultivada de arándanos por regiones en el Perú 2013
Regiones Naturales Superficie Cultivada
(Distribución Has ) ( % )
N° Empresas
Costa 409 75 20
Sierra 133 25 27
Total 542 100% 47
Fuente: Medina y Sánchez (2014)
2.2.1.4 Propiedades funcionales
Mejorar el cerebro: Por sus propiedades antioxidantes, puede prevenir las enfermedades mentales como el alzhéimer, problemas de pérdida de memoria, de poca concentración mental, de demencia, etc. (Medina y Sánchez, 2014).
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Para adelgazar: Los arándanos tienen pocas calorías, contienen componentes diuréticos. Es una fruta que regula el intestino, evitar el estreñimiento o detiene la diarrea. Por su contenido en fibra es un laxante y sus taninos es astringente (Medina y Sánchez, 2014).
Previene el cáncer. Por sus antioxidantes y fibra que tiene previene el cáncer de colon. Estos frutos contienen kaempferol, un flavonoide, de efectos positivos para la salud.
Esta planta es tienen un alto contenido en ácido clorogénico, después del café, el girasol o las ortigas. Inhibe el crecimiento de células cancerosas, del estómago, hígado, colon, piel.
Neutraliza las nitrosaminas del organismo, producidos por los nitratos añadidos a los alimentos. Además del ácido clorogénico, contiene acido p-cumárico, componentes antinitrosamínicos (Medina y Sánchez, 2014).
2.2.1.5 Usos
El arándano puede usarse en jugos, batidos, helados, snacks, deshidratados, salsas, en ensaladas, con yogurt, repostería, conserva, cocina gourmet, productos de belleza, medicinas, etc.
(Medina y Sánchez, 2014).
43 2.2.2. Manzana (Malus domestica)
El manzano es originario de Europa, se localiza desde Guatemala hasta Canadá, y en países como, Colombia, Ecuador, Perú y Bolivia.
Chile y Argentina, principales productores del mundo. (Cabanzo, A. y otros, 2005)
La manzana tiene diferentes variedades, grados Brix y acidez, como se muestra en la tabla 4.
Tabla 4. Composición físico-química de las manzanas Variedad Solidos Solubles
(º Brix)
Firmeza (kg)
pH Acidez
titulable Fuji Royal 18,4 ± 1.2 7,0 ± 1.2 3,9 ± 0.2 0,44 ± 0.07 Granny Smith 12,7 ± 0.06 6,0 ± 1.3 3,2 ± 0.3 0,64 ± 0.10 Fuji 15,0 ± 0.7 6,2 ± 0.2 4,0 ± 0.2 0,26 ± 0.06
Fuente: Cabanzo, A. y otros (2005)
2.2.2.1 Composición química
En la tabla 5, se muestra esta composición química.
Tabla 5. Composición química de la manzana nacional
Calorí as
Hum edad
(g)
Prot.
(g)
Grasa (g)
CHOS (g)
Fibra (g)
P (mg)
Ca (mg)
Vit. A (ug)
Vit. C (mg)
54.0 84.6 0.3 0.1 14.7 0.8 11.0 5.0 2.1 1.2
Fuente: Collazos (1993)
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Las manzanas tienen sustancias pecticas, de fibra soluble que contribuye a la digestión y disminuir enfermedades de cáncer y corazón. La manzana es fuente de vitamina C, mejora el sistema inmunológico, fortalece los huesos (contiene boro), previene la osteoporosis, tiene alto contenido de potasio y bajo en sodio y vitamina C (Cabanzo, A. y otros, 2005).
2.2.3. Hidrocoloides
Los hidrocoloides son espesantes de uso alimentario, considerados macromoléculas que se disuelven en agua, produciendo un aumento de viscosidad. Son considerados polímeros de elevado peso molecular, su obtención es de forma natural, a veces se producen modificaciones en la estructura original, para mejorar sus propiedades funcionales. Desde un enfoque funcional, son altamente hidrófilo, es decir, retienen agua en el alimento aumentando la viscosidad del producto (Vanegas, 2009).
a) Espesantes en la industria alimentaria
Estos aditivos forman un grupo importante en el uso de la industria, proveen al producto propiedades como consistencia, cuerpo y estabilidad. Aumentan la viscosidad al dispersarse en agua. Su importancia radica en la capacidad de reconocer su reología, estabilizan emulsiones y suspensiones, también intervienen en la cristalización e inhabilitan la sinéresis (Espinoza, 2010).
45 b) Elección del espesante
La elección de un espesante u otro para una determinada aplicación depende básicamente de de la viscosidad deseada, de sus características reológicas, del pH del sistema, de la temperatura durante el procesado y del coste de las cantidades requeridas para obtener los resultados deseados. La forma habitual de utilización es en forma de polvo seco que en disolución acuosa (Vanegas, 2009).
c) Dispersión e hidratación
Para la hidratación, todas las partículas individuales del polvo seco deben separarse cuando se agrega a la fase acuosa, evitando la formación de grumos. Para realizar una buena dispersión, se debe utilizar un mezclador eficiente. Los espesantes pueden ser combinados con otros ingredientes secos de la formulación (azúcar de preferencia). Los espesantes se utilizan en promedio el 2% o inferiores (Mendoza & García, 2000).
d) Reología de los espesantes
La viscosidad de los hidrocoloides se ve influenciada por la velocidad, temperatura y tiempo de deformación. Las soluciones de espesantes pueden ser de comportamiento pseudoplástico. La pseudoplasticidad sucede por una alineación molecular en el interior del producto. El comportamiento consistente de los productos alimentarios es significativo en la tecnología de alimentos. A los
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productos como mayonesa, kétchup, se les pide propiedades de textura y que mantengan su forma en reposo. (Mendoza & García, 2000).
e) Goma Xantana
Esta organizada de componentes celulósicos con derivaciones de trisacáridos, al mezclarse con la goma locuste forma geles termorreversibles, produce elevadas viscosidades en bajos porcentajes, de buena estabilidad. La viscosidad no cambia entre 0 ºC y 100ºC y a pH de 1 a 13. (Sanderson &
Glicksman, 1983).
- Características
Elevadas viscosidades a bajos porcentajes.
Es un fluido pseudoplástico.
Estable a altas soluciones concentradas de sal.
Soluble y estable en soluciones ácidas y alcalinas.
(Sanderson & Glicksman, 1983).
- Aplicaciones:
En salsas, aderezos, postres e instantaneos.
En elaboraciones de frutas y productos en polvo.
(Sanderson & Glicksman, 1983).
47 2.2.4. Deshidratación de frutas
Es el proceso que permite eliminar el agua del producto, bajo parametros controlados de temperatura y humedad de secado. La finalidad es la conservación por la reducción de Aw en el alimento.
La eliminación del agua es un método para inhibir el desarrollo microbiano e inactivar enzimas, si se acompaña de pre tratamientos complementarios. Los productos deshidratados ofrecen productos de bajo peso, volumen y la vida útil prolongada (Belitzy Grosch, 1997).
El secado a altas temperaturas produce la degradación, afectando las características organolépticas del producto y contenido nutricional. La temperatura de secado debe considerarse en estudios cinéticos, ya que temperaturas elevadas pueden ocasionar pérdidas de calidad del producto, es importante controlar la temperatura y el tiempo de secado. Y conservar el color del producto deshidratado, la temperatura no debe exceder 75°C, el pardeamiento no enzimático y pérdida de antocianinas ocurre en el secado y son la causa de pérdida de color en los alimentos, se debe deshidratar el producto hasta un contenido de agua bajo, inferior al 5% (Belitzy Grosch, 1997).
2.2.5. Láminas de frutas (fruit leathers)
Asimismo se les considera pieles o rollos de frutas, tiene un buen contenido energético, de buena estabilidad de almacenamiento (De -
48
18°C a 40°C), método para aumentar la vida útil de alimentos procesados (Lodge, 1981).
Las láminas son procesadas por secado de pulpas de frutas, como manzana, papaya, guayaba, durazno, entre otros, asi como por las combinaciones de estas (Cheman, 1995, p. 245-250).
El secado comercial de frutas, tiene sus aplicaciones en las láminas de frutas, se consiguen por eliminación del agua. La conservación de estas láminas esta en función al bajo contenido de agua (De 15% a 25 %), la acidez y su alto porcentaje de azucares. Si las condiciones de secado y envasado han sido adecuadas el producto tiene en promedio a 9 meses de vida úti. El tiempo de secado varía de acuerdo al proceso, de 6 a 8 horas. La temperatura de secado varía entre 45ºC y 121ºC. Altas temperaturas producen caramelización, no son aconsejables, aunque reducen el tiempo de proceso (ITDG, 2003).
Los ingredientes que se usan en la fabricación de láminas de fruta están las pectinas, azúcar entre otros ingredienmtes. El azúcar da dulzor al producto, proporcionan energía, previenen el desarrollo de microorganismos, son usados como conservante (Merino, 2002).
49
a) Operaciones en la elaboración de láminas de fruta
- Manejo de la materia prima: Permite mantener las condiciones higiénicas, la conservación de la calidad de la materia.
- Lavado: Permite eliminar la suciedad del material, antes que entre a la línea de proceso. Se debe realizar con adición de hipoclorito de sodio, a razón de 10 mL de solución al 10% por cada 100 litros de agua.
- Selección: Luego se realiza la selección. Se aparta la fruta que no presenta uniformidad (en madurez, color, tamaño).
- Escaldado: Tratamiento térmico, que somete a los tejidos, produce ablandamiento del alimento, inactiva enzimas, que ocasionan malos olores, malos sabores. Debe ser detenido con un enfriamiento en forma rápuda, para no producir pérdidas de nutrientes.
- Reducción de tamaño: Subdivide las piezas de alimentos en unidades más pequeñas, mediante cortes, molienda, reducción de pulpa, homogeneización y otros procedimientos similares. El contenido mínimo en materia seca soluble d es del 7% a 11%.
- Deshidratación: Permite la eliminación de la mayor cantidad de agua. El secado y la deshidratación se diferencian según el contenido de humedad, se considera un alimento deshidratado si no contiene más de 2.5% de agua, y secado si contiene más de 2.5%. Método de conservación de los alimentos perecibles (CASP y ABRIL, 1999).
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- Cinética del proceso de secado: Primero se da la vaporización superficial, desde el interior del sólido se transporta tanto líquido hacia la superficie, que la capacidad de vaporización de la superficie se ve plenamente utilizada. Luego se da la velocidad decreciente de secado, se reduce fuertemente el flujo de agua hacia la superficie. La velocidad de secado esta limitada por los procesos de transporte en el interior del sólido y disminuye por la humedad del sólido (Cheman, 1995).
2.2.6. Alimentos funcionales
El alimento funcional: “Un producto alimenticio puede solamente ser considerado funcional si, además del impacto en la base nutricional, este tiene efectos benéficos sobre uno o más funciones en el organismo humano, ya sea mejorando las condiciones generales y físicas o disminuyendo el riesgo de enfermedades” (Cheman, 1995).
a) Tipos de alimentos funcionales
Los primeros alimentos funcionales son aquellos fortificados con vitaminas y minerales (como la vitamina C, vitamina E, ácido fólico, zinc, hierro y calcio), luego los fortificados con varios micronutrientes tales como omega 3, fitoesteroles y fibra soluble. Recientemente las compañías de alimentos han desarrollado productos alimenticios que ofrecen beneficios a la salud (Cheman, 1995).
51
Un alimento funcional puede ser (Cheman, 1995):
Los probióticos
Fibras no digeribles y prebióticos
Sustancias bioactivas, y vitaminas (compuestos antioxidantes)
Proteínas.
b) Frutas y hortalizas como alimento funcional
Alimentos bajos en calorías, grasas y sodio, y buenas fuentes de fibra, folato, potasio, vitamina A, vitamina C, y sustancias funcionales, existe una correlación entre el consumo de frutas y vegetales y la disminución de enfermedades coronarias, algunos tipos comunes de cáncer, diabetes, artritis y otras enfermedades degenerativas. Las frutas y vegetales son considerados “Alimentos funcionales” debido a que promueven la buena salud y previenen enfermedades. Ya que estos alimentos proveen compuestos fitoquímicos principalmente antioxidantes naturales, fibra y otros componentes funcionales. Los fitoquímicos que son los antioxidantes de las frutas y vegetales, eliminan radicales libres y son salvadores de la célula, previniendo enfermedades causadas como resultado del estrés oxidativo, que se relaciona con radicales de oxigeno libre en el cuerpo causantes de múltiples desordenes como la mala función cardiovascular, cataratas, cáncer, reumatismo y envejecimiento (Hinostroza y Valdizan, 2014).
52 c) Componentes funcionales
c.1. Vitamina C
Las vitaminas sustancias organicas, facilitan el metabolismo y el aprovechamiento de los macronutrimentos y conservan diversos procesos fisiológicos vitales, tanto de vegetales como de animales y del hombre (Badui. 2006). La vitamina C es un agente reductor, por lo que se oxida con mucha facilidad (Badui 2012).
Figura 3. Estructura ácido ascórbico (Pratt, Cornely &
Palacios, 2012).
También menciona Liao & Seib (1987), que la vitamina C es sensible a diferentes formas de degradación: Temperatura, concentración de sal y azúcar, pH, el oxígeno el cuál es el mecanismo principal de pérdidas de ácido ascórbico, las enzimas, los catalizadores metálicos, la concentración inicial de ácido y la relación ácido ascórbico – ácido dehidroascórbico (su forma oxidada). Todos estos factores son afines con el método empleado para la determinación de la vitamina C y la
53
composición del producto. Cuando no hay suficiente vitamina C en la dieta, los humanos sufren de escorbuto. (Pratt, et al., 2012)
Briones, Giovagnoli, Figueroa, Quispe y Pérez (2013), indican que esta vitamina, tiene un papel significativo en la nutrición. Por lo tanto, la bebida funcional podría ser fuente de nutracéuticos o componentes bioactivos de origen natural utilizadas en la elaboración de bebidas o alimentos con aditivos naturales, eliminando el consumo de alimentos que tienen aditivos artificiales. La concentración de vitamina C es el indicador más importante de la calidad nutricional de la fruta. Recomendados de diario (RDA) de vitamina C en los Estados Unidos, para los adultos entre 30 y 50 años es de 90 mg/día en varones y 75 mg/día en mujeres (Briones, et al., 2013).
- Función de la vitamina C en los procesos metabólicos La vitamina C en un donador de electrones (agente reductor o antioxidante), y sus funciones bioquímicas y moleculares se deberían a esta función. Sintetiza colágeno, cumple un papel importante en la síntesis de los neurotransmisores, la norepinefrina, necesaria para la síntesis de carnitina, contenido de vitaminas C en los alimentos celulares llamados mitocondrias, para la conversión a energía. Investigaciones recientes también sugieren que la vitamina C interviene en el metabolismo de
54
colesterol a los ácidos biliares, que puede tener consecuencias para los niveles de colesterol en la sangre y la incidencia de cálculos biliares (Badui, 2006).
El ácido ascórbico funciona como un cofactor en diversas reacciones de hidrolización y amidación. Se requiere para facilitar la conversión de algunos residuos de prolina y lisina que se encuentran en la procolágena, para la síntesis de colágeno.
(Valente, Albuquerque, SanchesSilva, & Costa, 2011).
Una enfermedad de la deficiencia de vitamina C, es la anemia.
Sus propiedades antioxidantes pueden estabilizar el folato en la comida y en el plasma. Efecto que puede ser alcanzado con la cantidad de vitamina C obtenida de la dieta. Pero, la cantidad requerida para aumentar la absorción de hierro es de 25 mg como mínimo y depende de la cantidad de inhibidores de esta vitamina en la comida, como los polifenoles (Chebrolu, Jayaprakasha, Yoo, Jifon & Patil, 2012).
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Figura 4. Degradación del ácido ascórbico
Fuente: Badui (2012)
c.2.Compuestos fenólicos
Son sustancias con multiples funciones fenol (hidroxibenceno), unidas a los anillos aromáticos o alifáticos, y algunos compuestos fenólicos de la familia de acidos fenoles no son polifenoles, sino monofenoles (Gimeno, 2004).
Compuestos que se ubican en todas las partes de las plantas, proporcionan la digestión de nutrientes, formación de mecanismos estructurales, actividad enzimática, fotosintética y de defensa (Gimeno, 2004).
Los compuestos fenólicos son metabolitos necesarios en el crecimiento y reproducción de los vegetales, actúan como agentes defensores frente a microorganismos perjudiciales. Las plantas tienen compuestos fenólicos, relacionados al color, a lo sensorial (sabor, astringencia, dureza), propiedades nutritivas y antioxidantes del alimento. Su actividad antioxidante es por la reactividad del grupo fenol (Gimeno, 2004).
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- Estructuras de los compuestos fenólicos
Los polifenoles tienen en su organización grupos bencénicos reemplazados por funciones hidroxilicas. Comprenden en promedio 8 000 compuestos en la naturaleza. Tienen un anillo fenol, aromático que tiene como sustituto un hidroxilo (Muñoz et al., 2007).
Figura 5. Estructura del anillo fenol Fuente: Martínez et al. (2000)
- Clasificación
Los compuestos fenólicos se clasifican: No flavonoides y flavonoides. (Figura 6)
57
Figura 6: Clasificación de los compuestos fenólicos Fuente: Gimeno (2004).
2.3. Definición de términos básicos – desarrollo de variables 2.3.1. Variable Independiente
1. Cantidades de frutas
Es la proporción de arándano y manzana (en pulpa) en relación de 40:60 y 30:70, y conseguir el gel deshidratado, frutas que darán un producto exótico.
Compuestos Fenólicos
No Flavonoides
Cadena Benzoica Cadena Cinámica
Estilbenos Taninos hidrolizables
Flavonoides
Flavonoles Flavanoles
Monómeros Oligomeros
Antocianos
Isoflavonas
Taninos Condensados
Flavonas
Flavanonas
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2. Porcentaje de goma de xantana
Espesante alimentario, que, al ser añadido en los productos, producen un aumento de viscosidad. Se adicionarán 0.1% y 0.2% a las láminas deshidratadas de frutas.
2.3.2. Variable Dependiente
1. Análisis químico proximal
Método que determina las unidades químicas, propios del producto alimenticio, son: Humedad, proteína, ceniza, fibra, grasa y CHOs.
2. Características fisicoquímicas
Método que determina las características físicas del producto, indicador de calidad, como: pH, acidez y Brix.
3. Evaluación sensorial
Estudio de los alimentos, referente a las características organolépticas, mediante los sentidos. Se evaluó color, olor, sabor, dulzor, consistencia y apariencia general.
4. Contenido de compuestos bioactivos
Polifenoles totales
Se determinó el contenido de polifenoles totales de la lámina deshidratada de la pulpa de arándano y manzana.
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Contenido de vitamina C
Se determinó la cantidad de vitamina C de la lámina deshidratada de la pulpa de arándano y manzana.
5. Capacidad Antioxidante
Se determinó por los efectos del compuesto antioxidante en una oxidación controlada. En la medición de una muestra oxidante, se usó intermediarios o productos finales para valorar la actividad antioxidante (Clarkson, 1995). Los ensayos de captación de radicales libres (método del DPPH) es el más rápido y simple.
2.4. Hipótesis de investigación 2.4.1. Hipótesis general
Las diferentes cantidades de arándano, manzana y cantidades de goma xantana afectaran los componentes químicos, fisicoquímicos, organolepticos, polifenoles totales, vitamina C y capacidad antioxidante de la lámina deshidratada.
60 2.4.2. Hipótesis estadística
Ho: No existe diferencia significativa entre la media de las cantidades de arándano y manzana y cantidades de goma xantana en los análisis de estudio de la lámina deshidratada.
Ha: Si existe diferencia significativa entre la media de las cantidades arándano y manzana y cantidades de goma xantana en los análisis de estudio de la lámina deshidratada.
2.5. Variables de investigación (Operacionalización) En la tabla 2, se muestra la operacionalización.
61 Tabla 6. Operacionalización de hipótesis, variables e indicadores
HIPOTESIS VARIABLE DEFINICIÓN INDICADOR UNIDAD FUENTE Y/O
INSTRUMENTO
Las diferentes cantidades de arándano y
manzana y
cantidades de goma xantana afectaran los componentes fisicoquímicos, químicos proximales, sensoriales, contenido de polifenoles totales, vitamina C y capacidad antioxidante de la lámina
deshidratada
Variable Independiente
Cantidades de pulpas Cantidades en proporciones de pulpa de arándano y manzana, que formaran un sabor exótico delalámina deshidratada.
P1: 40:60 P2: 30:70
Proporción de las frutas Balanza
Porcentajes de goma xantana
Son las diferentes proporciones de espesante, que producen un incremento de viscosidad del producto.
E1: 0.1%
E2: 0.2%
% (Porcentajes de espesante)
Balanza
Variable dependiente Composición químico proximal
El método que permite determinar las unidades propias de las laminas deshidratadas.
Humedad Ceniza
Fibra Grasa Proteína
CHOs
% Porcentajes Equipos de determinación de
estos análisis
Características fisicoquímicas
Método que determina los componentes de las láminas deshidratadas.
pH Acidez
Brix
pH
% (Tanto por ciento)
° Brix
pHmetro Equip. de titulación
Brixometro Evaluación sensorial Determina las características sensoriales
de la barra deshidratada de arándano y manzana, despus de ser sometida a una evaluación organoleptica.
Apariencia general Olor Consistencia
Color Sabor Dulzor
Escala hedónica (7 puntos)
Cartilla
Compuestos activos Contenido Polifenoles totales: Cuantía de Polifenoles totales de la lámina deshidratada.
Polifenoles totales (mg de polifenoles totales/
100 g)
Espectrofotómetros
Contenido de vitamina C: Cuantía de vitamina C de la lámina deshidratada.
Vitamina C (mg de ácido ascórbico/100 g)
Espectrofotómetros
Capacidad de
antioxidante
Medida de la capacidad que tienen los compuestos antioxidantes para reaccionar con un radical libre
Nivel de reducción de radicales libres
mg de Ácido clorogenico / 100 g de muestra
Espectrofotómetros
62
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
3.1. Tipo de investigación
La presente investigación es de tipo Aplicada, ya que como indica Sánchez y Reyes (2006), consiste en la manipulación de una o mas variables de estudio, estas se realizarán en condiciones coontroladas, con la finalidad de describir el acontecimiento, y encontrando la relación que existe entre una dos a mas variables.
3.2. Nivel de investigación
La investigación se llevó a cabo a nivel Experimental y a la vez Correlacional, ya que en la investigación se determinará el efecto del uso de pulpas de dos frutos a diferentes concentraciones y el efecto del uso de estabilizante a diferentes concentraciones. (Sánchez y Reyes 2006).
63 3.3. Métodos de investigación
La presente investigación se realizó mediante el método científico, específicamente el método experimental, ya que se investigó las variables independientes.
Para la elaboración de las laminas deshidratadas de pulpa de arandano (Vaccinium corymbosum E.) y manzana (Malus domestica), a diferentes concentraciones y goma xantana a diferentes concentraciones y su evaluación, se seguirán las si
