Informe 4-Grupo 1

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA FACULTAD DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS Y PRODUCTOS AGROPECUARIOS CURSO: TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS I

INFORME N°4 TÍTULO: TRATAMIENTO TÉRMICO DE PRODUCTOS CON pH < 4.6 PASTEURIZACIÓN INTEGRANTES - GRUPO N°1

CÓDIGO

Kohayagawa Martinez, Flor Estefanía

20150443

Pastrana Casas, Daniel Gianfranco

20140320

Rodriguez Diaz, Jamerccy Hylda Victoria

20170236

Grupo : B* Horario de práctica: Lunes de 11:00 am a 1:00 pm Profesora: Isabel Carolina Peñaranda Huerta Fecha de práctica: 8/02/2021 Fecha de entrega: 22/02/2021

LA MOLINA - LIMA – PERÚ

I.

INTRODUCCIÓN

La inocuidad de los alimentos es crecientemente desafiada por amenazas biológicas que han producido notorios incidentes de enfermedades transmitidas por los alimentos.

La

pasteurización por calor es uno de los procesos más utilizados para extender el período de aptitud de alimentos y hacerlos más seguros para el consumo humano. Su correcta aplicación logra el exterminio parcial de la flora banal y la eliminación total de la flora microbiana patógena, además de inactivar enzimas perjudiciales. (Lespinard & Mascheroni, 2014) Sin embargo, como menciona Encina et al. (2013),

si las condiciones de tiempo y

temperatura no se cumplen de acuerdo a los parámetros establecidos para cada alimento, algunos microorganismos patógenos pueden sobrevivir. Por otro lado, durante la aplicación del mismo se producen, inevitablemente, en el alimento pérdidas de componentes nutricionales y organolépticos y para poder minimizar dichas pérdidas es necesario conocer la evolución y distribución de la temperatura en el alimento durante el proceso térmico. Por lo tanto, debe tener un control estricto y la automatización de ella juega un importante papel en el mejoramiento de la productividad en las operaciones de procesamiento de alimentos y es un tema muy activo en mejoras en el campo de ingeniería de alimentos. Los objetivos de la práctica fueron: ●

Dar a conocer a los alumnos las operaciones unitarias y tratamientos que deben

realizarse para la elaboración de conservas a pH < 4.6. ●

II.

Conocer y analizar el flujo de operaciones para la elaboración de frutas en almíbar.

REVISIÓN DE LITERATURA

2.1 Conserva pH < 4.6 Dado que las esporas de Clostridium botulinum no crecen si el pH de un alimento es 4.6 o menos, esto hace que los alimentos ácidos se procesen mediante pasteurización lo cual inhibe la mayoría de los microorganismos, incluidas las células vegetativas de Clostridium botulinum, con lo cual el alimento permanecerá estable a temperatura ambiente (comercialmente estéril). Entre los ejemplos de alimentos ácidos están la mayoría de las frutas y sus productos, además estos contienen una cantidad significativa (más del 10%) de ingredientes naturalmente bajos en ácido(Vergara-Balderas, 2016). 2.2 Pasteurización de frutas en almíbar Durante la pasteurización, los productos enlatados a bajas temperaturas capturan constantemente energía de una fuente de calor (es decir, vapor o agua hirviendo). La temperatura de cada punto del producto enlatado aumenta a medida que se acumula el calor. En general, la tasa más lenta de absorción de calor ocurre en el centro de los productos enlatados. El calor se transfiere gradualmente del exterior al interior de la lata. En el procedimiento de enfriamiento, el calor se transfiere gradualmente desde el interior al exterior de la lata desde un medio de enfriamiento (es decir, agua o aire)(Shan, 2016). 2.2.2 Factores de los alimentos enlatados que afectan la transferencia de calor Según Shan (2016) estos son los factores más importantes que afectan la transferencia de calor en las conservas de alimentos. 2.2.2.1 Propiedades físicas. Como la forma, tamaño, concentración, viscosidad y densidad de los alimentos las cuales están influenciadas por el patrón y la velocidad de transferencia de calor. Los alimentos sólidos o muy viscosos tienen baja conducción de calor porque los alimentos están inmóviles dentro de la lata durante el proceso de calentamiento. 2.2.2.2 Temperatura inicial. Una temperatura inicial alta disminuye la diferencia entre la temperatura inicial y la de esterilización y acorta el tiempo necesario para que la temperatura de esterilización alcance el centro del alimento.

2.2.2.3 Envase. Los envases de vidrio son muy resistentes al calor, mientras que los envases de metal no lo son. Por tanto, la transferencia de calor es más lenta para los envases de vidrio que para los envases de metal Además, el tiempo de esterilización es más largo para contenedores grandes que para contenedores pequeños porque los contenedores pequeños tienen un área de superficie mayor por unidad de volumen para transferir calor. 2.2.2.4 Equipo de esterilización. Los productos cítricos enlatados en solución de azúcar tienen una velocidad de esterilización más rápida si se utilizan autoclaves rotativos en lugar de autoclaves estacionarias. 2.2.2.5 Otros factores. El llenado de la lata, el espacio de cabeza, el grado de vacío, la relación líquido-sólido en la lata, las características de los alimentos durante el calentamiento, la distribución de temperatura dentro del envase. 2.3 Efecto de la pasteurización en la actividad enzimática Las frutas y verduras poseen varias enzimas que aceleran la descomposición de sus compuestos orgánicos. Esta actividad enzimática está estrechamente relacionada con la temperatura; la velocidad catalítica se duplica si la temperatura aumenta 10 °C. La temperatura óptima para una actividad enzimática óptima oscila entre 30 y 40 °C. Si la temperatura llega hasta los 80 °C, la mayoría de las enzimas se dañan irreversiblemente por el calor debido a que se rompen sus enlaces o anillos químicos(Shan, 2016). 2.4 Frutas 2.4.1 Mango(Mangifera indica L.) Es una de las frutas tropicales más apreciadas e importantes que se consumen en forma fresca o procesada a nivel mundial. Se puede consumir crudo o en diversos productos, como néctar, jugo en polvo, mangos secos, rodajas de mango enlatadas en almíbar, chutneys y encurtidos, entre otros. Además es una excelente fuente de nutrientes y vitaminas tales como ácido ascórbico, tiamina, riboflavina, niacina y ß caroteno. Posee un sabor agradable y rico, y tiene un sabor dulce con una acidez suave. El fruto del mango es una gran drupa carnosa que contiene mesocarpio comestible de espesor variable(Matheyambath et al., 2016).

Así mismo, cuando alcanza su madurez fisiológica está disponible para su cosecha, por lo que aumenta la producción

de

etileno,

y con

ello

la

síntesis

de

enzimas(amilasas)

hidrolíticas producen una serie de cambios en el fruto como la pérdida de textura, cambio de color, aumento de los grados Brix, pérdida de acidez, entre otras. Por ejemplo, en la Figura 1 se observa la tendencia de los sólidos solubles con respecto al tiempo en el proceso de maduración nueve días después de su cosecha(Quintero et al., 2013).

Figura 1. Evolución de los °Brix con respecto al tiempo. Fuente: Quintero et al.(2013) 2.4.2 Maracuyá(Passiflora edulis var. Flavicarpa Degener) Es una fruta tropical que posee beneficios nutricionales tradicionales (como fibras, potasio, hierro, fósforo, calcio, vitaminas A, C y complejo B, fenólicos, flavonoides y esteroides), así como una elevada cantidad de compuestos fenólicos y antioxidantes(Ribeiro et al., 2020). El jugo de maracuyá a menudo se agrega a otros jugos de frutas para mejorar el sabor y el aroma, además según Wijeratnam (2016) tiene un rango de valor Brix de 12-20, lo cual también encontró Ocampo et al.(2013) en Colombia siendo el mínimo 12.4 y el máximo 17 °Brix.

Figura 2. Diversidad pomológica (forma, tamaño y color) de las accesiones de maracuyá recolectadas en Colombia. Fuente: Ocampo et al.(2013).

III.

MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 Materiales Tabla 1: Materiales Insumos

Materiales

Equipos

1 kg Mango

Tabla de picar

Cocina

1 kg Maracuyá

Cuchillo

Balanza gramera

Azúcar

Colador

Licuadora

Hielo

Envase de vidrio

Termómetro digital

3.2 Métodos Se realizó la elaboración de las conservas de trozos de mango en almíbar de maracuyá. El procedimiento fue realizado por duplicado y se describe en la Figura 3.

Figura 3. Flujo de operaciones para la elaboración de conserva de mango en almíbar de maracuyá.

IV.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

4.1 RENDIMIENTO Y PARÁMETROS DEL PROCESO DE ELABORACIÓN El maracuyá tiene un rendimiento industrial en pulpa, equivalente al 70% del peso total del fruto(FAO, 1998), sin embargo el rendimiento promedio obtenido por el Grupo 1 fue de 62% esto podría deberse tanto a las condiciones de riego y fertilización de la fruta(Ribeiro et al., 2020) como también a factores propios de la manipulación en el cortado y extracción de la pulpa. Tabla 2. Rendimiento promedio de la pulpa de maracuyá usada como almíbar en la conserva de mango. Operación

Peso(g)

Rendimiento(%)

Antes del lavado

1000

100

Después del cortado

620*

62

Envasado

400

40

Valor promedio de las tres repeticiones del Grupo 1

Para la elaboración de la conserva de mango en jugo de maracuyá se utilizó como tratamiento térmico la pasteurización el cual garantiza la seguridad y calidad de las frutas por inactivación enzimática oxidativa (polifenol oxidasa y peroxidasa) e inhibición microbiana. En el caso de jugos estos se pasteurizan a temperaturas que oscilan entre 72 y 110 ºC durante 15 segundos a 2 min, en la práctica se pasteurizó el jugo de maracuyá a 100 °C durante 5 minutos(Sobral et al., 2017), estos parámetros de tiempo y temperatura también se usaron para el envasado y shock térmico. Se sabe que un exceso de temperatura provoca la degradación de ciertos componentes trayendo consigo la formación de olores agradables ésteres(olor a frutas) o desagradables(aldehídos y cetonas)(An et al., 2019). Así mismo para el balance de masa se consideró el valor de 13°Brix para la pulpa de maracuyá y se determinó según las tres repeticiones los sólidos solubles promedio de la conserva en el equilibrio fue 14.08 ±1.13 °Brix . 4.2 ANÁLISIS SENSORIAL Se realizaron pruebas escalares descriptivas de cuatro formulaciones de conserva de mango en diferentes °Brix de almíbar de Maracuyá, cuantificando las diferencias sensoriales. Las muestras se presentaron en forma aleatoria y se evaluaron atributos de color, olor, sabor y aceptación general. A los datos obtenidos de color, olor, sabor y aceptación general se les realizó un análisis estadístico, con un nivel de significancia del 95%, mediante la aplicación de una prueba no paramétrica de Friedman para determinar los mejores tratamientos en cada caso. Tabla 3: Resultado del Análisis estadístico con Prueba Friedman para el parámetro color Prueba de Friedman - COLOR

M1 M2 M3 M4 T² p 2.10 2.80 2.35 2.75 0.94 0.4361 Mínima diferencia significativa entre suma de rangos = 10.013 Tratamiento Suma(Ranks) Media(Ranks) n M1

21.00

2.10 10 A

M3

23.50

2.35 10 A

M4

27.50

2.75 10 A

M2

28.00

2.80 10 A

Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0.050)

Como se observa en la Tabla 3, el tratamiento M1 obtuvo el menor resultado de preferencia en color, mientras que el tratamiento M2 fue el color más agradable según los panelistas. Sin embargo, entre todos los tratamientos no existió diferencias significativas en preferencia al color. Es probable que se deba a que el almíbar a base de maracuyá tiene un color amarillo muy intenso en coordenadas L*=12,39 a*=0,44 y b*=4,62 (Obregón, 2019) y en el método para la obtención de este se recomendó evitar la dilución del néctar y aunque se haya agregado alguna proporción de agua en la operación de licuado, fue mínima obteniéndose muestras homogéneas. Por otro lado, entre las formulaciones de los tratamientos hay diferencia en la cantidad de sólidos que contienen tanto en los °Brix de los insumos como en el azúcar añadida en el almíbar. En el caso del tratamiento M1 se utilizó mango en madurez comercial con aproximadamente 15°Brix, mientras que los demás tratamientos se utilizó mango en madurez fisiológica con aproximadamente 8°Brix (Jha et al., 2007) lo cual explica el posible resultado en la menor preferencia al color. En el caso del azúcar añadida al almíbar, el tratamiento M1 fue el que se formuló con el menor °Brix, por lo tanto coincide con los resultados del análisis sensorial. Tabla 4: Resultado del Análisis estadístico con Prueba Friedman para el parámetro olor Prueba de Friedman - OLOR M1 M2 M3 M4 T² p 1.95 2.50 2.35 3.20 2.42 0.0882

Mínima diferencia significativa entre suma de rangos = 9.729 Tratamiento Suma(Ranks) Media(Ranks) n M1

19.50

1.95 10 A

M3

23.50

2.35 10 A B

M2

25.00

2.50 10 A B

M4

32.00

3.20 10 B

Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0.050)

En el parámetro de olor, no se encontraron diferencias significativas entre los cuatro tipos de tratamientos ya que estos compuestos químicos son de bajo peso molecular con lo cual ejercen una alta presión de vapor haciéndolos más fácilmente detectables por el olfato (Quintero et al., 2017) Tabla 5: Resultado del Análisis estadístico con Prueba Friedman para el parámetro sabor. Prueba de Friedman - SABOR M1 M2 M3 M4 T² p 1.60 3.05 2.75 2.60 3.93 0.0190 Minima diferencia significativa entre suma de rangos = 9.202 Tratamiento Suma(Ranks) Media(Ranks) n M1

16.00

1.60 10 A

M4

26.00

2.60 10 B

M3

27.50

2.75 10 B

M2

30.50

3.05 10 B

Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0.050)

En el atributo del sabor se observa que el tratamiento M1 obtuvo el menor resultado de preferencia en sabor, mientras que el tratamiento M2 fue el sabor más agradable según los panelistas. Como se observa en la Tabla X, no hay diferencias significativas entre los cuatro tratamientos, en cuanto al sabor de las frutas, no debe variar demasiado con la fruta fresca inicial, aunque la conserva contenga azúcares y acidez, esta modificación de sabor no debe

ser muy diferente (Huerta, 2018). Tabla 6: Resultado del Análisis estadístico con Prueba Friedman para el parámetro sabor. Prueba de Friedman - AG M1 M2 M3 M4 T² p 1.60 2.90 3.25 2.25 5.97 0.0029 Minima diferencia significativa entre suma de rangos = 8.660 Tratamiento Suma(Ranks) Media(Ranks) n M1

16.00

1.60 10 A

M4

22.50

2.25 10 A B

M2

29.00

2.90 10 B C

M3

32.50

3.25 10

C

Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p > 0.050)

Se observa en la Tabla 6, que la mayor aceptabilidad general la obtuvo el tratamiento M3, no habiendo diferencias significativas entre los tratamientos.Según el CODEX STAN 319 (2015), norma establecida y vigente para frutos en conserva, para la aceptabilidad general del producto, dependerá del tipo de conserva así como de la presentación del producto para que sea aceptable con las exigencias del mercado y apto para el consumo humano. La presentación incluye el etiquetado del producto, ya que nuestros tratamientos no tuvieron etiquetas y fueron realizados de manera casera. En la elaboración de las conservas realizadas por los diferentes tratamientos, la relación almíbar:fruto fue de 2:3, sin embargo la norma nos indica que para que tenga mayor aceptabilidad en el mercado, se debe supervisar que el líquido de gobierno no supere el 20% del peso neto del producto, así como también asegurar que el sellado en el envase asegura las condiciones para una buena preservación del producto. De este modo se asegura la estabilidad del producto en circunstancias normales de almacenamiento a temperatura ambiente (Huerta, 2018). V.

CONCLUSIONES

● Se conocieron las operaciones unitarias y tratamientos que deben realizarse para la elaboración de conservas a pH < 4.6 (inactivación enzimática, pasteurización como tratamiento térmico). ● Se conoció y analizó el flujo de operaciones para la elaboración de frutas en almíbar (acondicionamiento, adición de almíbar, envasado, pasteurizado, enfriado). VI.

CUESTIONARIO 6.1.

¿Qué controles de calidad se aplican a la elaboración de frutas en

almíbar? Según la FAO(1998) se tienen los siguientes puntos críticos: Selección de la fruta recepcionada: La fruta destinada a la elaboración de conservas no debe estar demasiado madura, sino firme, ya que de lo contrario no resistiría las temperaturas de esterilización, dando un niel aspecto a las conservas. La selección de la fruta debe ser homogénea, en el caso de las conservas de piña, por ejemplo, las rodajes deben ser de igual tamaño. Pelado de la fruta: El pelado debe realizarse de tal modo de no perder demasiada pulpa, ya que esto influiría significativamente en el rendimiento del producto final. Envasado: Se realizará dejando un espacio libre mínimo para producir vacío y permitir la dilatación del producto a las diferentes temperaturas a que es sometido durante el proceso. El envase debe tener como mínimo un espacio libre neto de 5 mm después de adicionado el medio de empaque caliente. Sellado: Este es uno de los puntos críticos y de mayor importancia, de él depende en gran parte que se obtenga un producto final de buena calidad. Luego del tratamiento térmico y del enfriado, se debe revisar que las tapas de los frascos estén en forma cóncava, ya que si éstas están levantadas significa que el frasco no esta bien sellado y el producto, por ende, no es seguro al ser consumido pues está expuesto a que se contamine con microorganismos, principalmente levaduras y hongos. Esto significa que el producto no puede ser almacenado debiendo ser reprocesado.

Rendimiento del producto final: Para estimar el rendimiento del producto se procederá de la siguiente manera. - Pesar la materia prima. - Pesar la fruta eliminada en la etapa de selección. - Pesar desechos como cáscaras, semillas y fibra obtenido en los procesos de pelado y trozado. - Obtener la suma total de los pesos anteriores. - Obtener el peso de la fruta trozada lista para ser envasada. Con estas estimaciones podemos obtener el rendimiento calculando el porcentaje de producto final obtenido y el porcentaje de desecho en relación a la materia prima procesada, considerando la materia prima a procesar como el 100%. Así como las siguientes pruebas: a) Acidez b) pH c) Sólidos solubles 6.2.

Explique los métodos de pasteurización que se pueden aplicar en la

elaboración de frutas en almíbar. La pasteurización es un tratamiento relativamente suave (T ≤ 100°C) que se utiliza para prolongar la vida útil de los alimentos durante varios días, como en el caso de la leche o incluso meses (frutas embotelladas). Este método, que conserva los alimentos por inactivación de sus enzimas y por destrucción de sus microorganismos sensibles a las altas temperaturas (bacterias no esporuladas, como levaduras o mohos), provoca cambios mínimos tanto en el valor nutritivo como en las características organolépticas del alimento.

La intensidad del tratamiento y el grado de prolongación de su vida útil se ven determinados principalmente por el pH. El objetivo principal de la pasteurización aplicada a alimentos de baja acidez (pH 4.5) es la destrucción de bacterias patógenas, mientras que los alimentos de pH inferior a 4.5 persigue la destrucción de los microorganismos causantes de su alteración y la inactivación de sus enzimas. Aunque prolonga la vida comercial de los alimentos, la efectividad de la pasteurización es sólo relativa, pues debe ir acompañada por otros métodos de conservación. Los tiempos y temperatura de tratamiento varían según el producto y la técnica de pasteurización: -Pasteurización alta: Temperatura (71.1 °C) en cortos períodos de tiempo (15 minutos). Pasteurización baja: Temperatura (62 °C) y largos períodos de tiempo (30 minutos). Existen diversos métodos para determinar el tiempo de procesamiento térmico, los más utilizados son: Método Analítico de Ball, Método de Integración Gráfica de Bigelow y el Método General Modificado (Guevara, 2008).

6.3.

Elabore un mapa mental o conceptual de uno de los artículos que complementan el tema desarrollado en la práctica.

Figura 4: Mapa mental del artículo de Chaikham (2017)

VII.

BIBLIOGRAFÍA ● An, K., Liu, H., Fu, M., Qian, M. C., Yu, Y., Wu, J., Xiao, G., & Xu, Y. (2019). Identification of the cooked off-flavor in heat-sterilized lychee (Litchi chinensis Sonn.) juice by means of molecular sensory science. Food Chemistry,

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VIII.

ANEXOS

8.1 Procedimiento

Lavado y Desinfección

Cortado (maracuyá)

Licuado y Filtrado

Pelado y Cortado (mango)

Pasteurizado

Enfriado

Figura : Resultados visuales del proceso de elaboración de las conservas de mango con almíbar de maracuyá a 16 °Brix.

8.2 Conservas de mango en almíbar de maracuyá

16° Brix

18 °Brix

20 °Brix

22 °Brix

Figura : Resultados visuales de las conservas de mango con almíbar de maracuyá respecto a los grados brix del jugo de maracuyá. 8.3 Evaluación sensorial Tabla 2. Evaluación sensorial en 10 panelistas de las conservas de mango con almíbar de maracuyá a diferentes grados Brix. Panelis ta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

COLOR M1 4 5 1 5 5 5 3 4 4 3

M2 4 5 4 5 5 4 4 5 5 5

M3 5 5 5 5 3 3 4 3 4 5

OLOR M4 3 3 4 5 5 5 5 5 5 5

M1 4 2 3 5 5 4 4 3 3 4

M2 5 5 4 5 4 4 3 4 4 4

M3 5 5 3 4 5 5 5 3 3 3

SABOR M4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 2

M1 4 3 4 1 2 3 2 3 4 3

M2 5 5 2 4 4 4 4 5 4 4

M3 4 4 4 4 4 4 4 3 4 4

M4 2 4 2 4 5 3 3 5 5 4

ACEPTABILIDAD GENERAL M1 M2 M3 M4 4 5 5 3 3 5 5 4 3 4 4 2 4 4 4 4 2 4 5 5 4 4 5 3 3 4 5 3 4 5 4 5 2 4 4 5 3 4 5 4

8.4 Balance de masa Repetición

Jugo de maracuyá

Azúcar

Jugo estandarizado(almíbar)

R1

450g*13°Brix

X * 100 °Brix = X=16.07 g

(450 + X)g * 16 °Brix

R2

110 mL*13°Brix

X * 100 °Brix = X=3.92 g

(110 + X)g * 16 °Brix

R3

1*13°Brix+

X*100°Brix= X=15.81

(1+X)g* 16°Brix

Repetición

Mango

Almíbar de maracuyá

°Brix de la conserva en el equilibrio

R1

600g*14°Brix

R2

185 mL*13°Brix

R3

380mL*14°Brix +

+ +

+ +

400g* 16 °Brix =

1000g * X °Brix X= 14 ° Brix

110* 16 °Brix =

295g *X °Brix X = 14.11°Brix

240mL*16°Brix=

600mL*X°Brix X=15.26°Brix