PRACTICA N° 05 - MEDICION DE LA RESPIRACION Y DE LA TRANSPIRACION

FACULTAD DE INGENIERÍA ARQUITECTURA Y URBANISMO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Y COMERCIO EXTERIOR PRACTICA Nº 05 MEDICION DE LA RESPIRACION Y TRANSPIRACION

AREA

:

MANEJO DE MATERIAS PRIMAS

DOCENTE

:

Ing. Lourdes Esquivel Paredes

ESTUDIANTE

: Leonardo López Wilson Pacheco Urrutia Yuber Flores Ruiz Ángela Quintana Vásquez Jennifer Pérez Izquierdo Rebeca

CICLO:

VI-2011-II

Pimentel, noviembre del 2011

PRACTICA N° 05 MEDICION DE LA RESPIRACION Y TRANSPIRACION I.

OBJETIVOS  Medir la respiración de algunas frutas y hortalizas, mediante la captura del CO2 liberado por el vegetal.  Medir la transpiración de vegetales con estructuras diferentes.  Medir la transpiración a diferente temperatura y a diferente humedad relativa.  Medir la transpiración con aire quieto y con aire en movimiento.  Medir la transpiración para diferentes tamaños.

II.

INTRODUCCION La respiración consume oxígeno del medio ambiente y sustrato del órgano vegetal. Como consecuencia se producen CO2, agua y energía (tanto química como en forma de calor). Teóricamente, los cambios en cualquiera de estos reactivos o productos se pueden usar como medida de este proceso. En vista de que las reacciones involucradas en la respiración se llevan a cabo en un medio acuoso, la pequeña cantidad de agua producida en relación con el volumen total de agua presente en el tejido no se puede medir exactamente. La transpiración es un fenómeno fisiológico por el cual los productos hortofrutícolas eliminan vapor de agua a través de sus estructuras especializados como vacuolas, lenticelas y estomas propios en cada producto. El agua es el constituyente de mayor proporción en las frutas, transfiriéndoles la fragilidad a los tejidos, razón por la cual los productos más perecederos son los que tienen mayor contenido hídrico.

III.

FUNDAMENTO 3.1. Respiración en frutas y hortalizas El proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener energía recibe el nombre de RESPIRACIÓN CELULAR. La respiración celular puede ser considerada como una serie de reacciones de óxido-reducción en las cuales las moléculas combustibles son paulatinamente oxidadas y degradadas liberando energía. Los protones perdidos por el alimento son captados por coenzímas. La respiración ocurre en distintas estructuras celulares. La primera de ellas es la glucólisis que ocurre en el citoplasma. La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en las mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación (ocurre en el citoplasma). La producción de energía, ya sea atrapada químicamente o liberada en forma de calor, es también difícil de medir con exactitud. Como consecuencia, la utilización de O2 o la producción de CO2 se usan casi invariablemente para monitorear la respiración:

Sustrato + O2  CO2 + H2O + ATP y calor. La respiración involucra 3 procesos metabólicos vitales íntimamente ligados: 3.1.1. Glicolisis. En la glicolisis, la glucosa es degradada secuencialmente a partir del almidón y sacarosa para formar ácido pirúvico. El ácido pirúvico, posteriormente es transferido al ciclo de Krebs. Las reacciones de la glicolisis no requieren oxígeno. Sin embargo, si se dan condiciones anaeróbicas cuando el producto es almacenado en un lugar poco ventilado o escaso de oxígeno, el ácido pirúvico no puede ser transferido al ciclo de Krebs y se acumula en el citoplasma de las células produciéndose etanol, lo que da lugar al proceso de fermentación. La fermentación tiene consecuencias desastrosas para los tejidos vivos en términos de sus reservas almacenadas y la acumulación de compuestos indeseables. De ahí la necesidad de instalar sistemas de ventilación en los almacenes o asegurar la circulación de aire. La glucólisis, lisis o escisión de la glucosa, tiene lugar en una serie de nueve reacciones, cada una catalizada por una enzima específica, hasta formar dos moléculas de ácido pirúvico, con la producción concomitante de ATP. La ganancia neta es de dos moléculas de ATP, y dos de NADH por cada molécula de glucosa. Las reacciones de la glucólisis se realizan en el citoplasma, como ya adelantáramos y pueden darse en condiciones anaerobias; es decir en ausencia de oxígeno. Los primeros cuatro pasos de la glucólisis sirven para fosforilar (incorporar fosfatos) a la glucosa y convertirla en dos moléculas del compuesto de 3 carbonos gliceraldehído fosfato (PGAL). En estas reacciones se invierten dos moléculas de ATP a fin de activar la molécula de glucosa y prepararla para su ruptura. RESUMEN DE LA GLUCÓLISIS

Fig. 3.1 - Resumen de las dos etapas de la glucólisis. En la primera etapa se utilizan 2 ATP y la segunda produce 4 ATP y 2 NADH. Otros azúcares, además de la glucosa, como la manosa, galactosa y las pentosas, así como el glucógeno y el almidón, pueden ingresar en la glucólisis una vez convertidos en glucosa 6-fosfato. ECUACIÓN DE LA GLUCÓLISIS Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+

2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O

3.1.1.1.

RESPIRACION ANAEROBICA

El ácido pirúvico puede tomar por una de varias vías. Dos son anaeróbicas (sin oxígeno) y se denomina FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA y FERMENTACIÓN LÁCTICA. A la falta de oxígeno, el ácido pirúvico puede convertirse en etanol (alcohol etílico) o ácido láctico según el tipo de célula. Por ejemplo, las células de las levaduras pueden crecer con oxígeno o sin él. Al extraer jugos azucarados de las uvas y al almacenarlos en forma anaerobia, las células de las levaduras convierten el jugo de la fruta en vino al convertir la glucosa en etanol. Cuando el azúcar se agota las levaduras dejan de fermentar y en este punto la concentración de alcohol está entre un 12 y un 17 % según sea la variedad de la uva y la época en que fue cosechada. La formación de alcohol a partir del azúcar se llama fermentación. A. Fermentación alcohólica

El ácido pirúvico formado en la glucólisis se convierte anaeróbicamente en etanol. En el primer caso se libera dióxido de carbono, y en el segundo se oxida el NADH y se reduce a acetaldehído. Otras células, como por ejemplo los glóbulos rojos, las células musculares y algunos microorganismos transforman el ácido Pirúvico en ácido láctico. En el caso de las células musculares, la fermentación láctica, se produce como resultado de ejercicios extenuantes durante los cuales el aporte de oxígeno no alcanza a cubrir las necesidades del metabolismo celular. La acumulación del ácido láctico en estas células produce la sensación de cansancio muscular que muchas veces acompaña a esos ejercicios. B. Fermentación láctica En esta reacción el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce transformándose en ácido láctico.

La fermentación sea ésta alcohólica o láctica ocurre en el citoplasma.

ESQUEMA BIOQUÍMICO DEL PROCESO DE FERMENTACIÓN Alcohólica : 2 ácido pirúvico + 2 NADH = 2 etanol + 2 CO2 + 2 NAD+

A) B)

Láctica : 2 ácido pirúvico + 2 NADH = 2 ácido láctico + 2 NAD+

La finalidad de la fermentación es regenerar el NAD+ permitiendo que la glucólisis continúe y produzca una provisión pequeña pero vital de ATP para el organismo. 3.1.1.2.

RESPIRACIÓN AERÓBICA

En presencia de oxígeno, la etapa siguiente de la degradación de la glucosa es la respiración, es decir la oxidación escalonada del ácido pirúvico a dióxido de carbono y agua. La respiración aeróbica se cumple en dos etapas: el ciclo de Krebs y el transporte de electrones y la fosforilación oxidativa (estos dos últimos procesos transcurren acopladamente). En las células eucariotas estas reacciones tienen lugar dentro de las mitocondrias; en las procariotas se llevan a cabo en estructuras respiratorias de la membrana plasmática. 3.1.2. Ciclo de Krebs (o del ácido cítrico). Las reacciones del ciclo de Krebs se dan en la mitocondria, donde el ácido pirúvico producido en la glicólisis, sigue un proceso de descarboxilación y oxidación para formar ácido cítrico, y finalmente ácido oxalacético con lo que el ciclo se reinicia. En todo este proceso hay liberación de 3 moléculas de CO2 y generación de energía en forma de 4 pares de electrones (NAD + H) y un par como FADH2. El ácido cítrico inicia una serie de pasos durante los cuales la molécula original se reordena y continúa oxidándose, en consecuencia se reducen

otras moléculas: de NAD+ a NADH y de FAD+ a FADH2. Además ocurren dos carboxilaciones y como resultado de esta serie de reacciones vuelve a obtenerse una molécula inicial de 4 carbonos el ácido oxalacético. El proceso completo puede describirse como un ciclo de oxalacético a oxalacético, donde dos átomos de carbono se adicionan como acetilo y dos átomos de carbono (pero no los mismos) se pierden como CO2.

Fig. 3.4- Esquema simplificado del Ciclo de Krebs

Dado que por cada molécula de glucosa inicial se habían obtenido dos de ácido pirúvico y, por lo tanto dos de acetil CoA, deben cumplirse dos vueltas del ciclo de Krebs por cada molécula de glucosa. En consecuencia los productos obtenidos de este proceso son el doble del esquema que se detalla a continuación. 3.1.3. Sistema del citocromo (o transporte de electrones). Los electrones producidos en el Ciclo de Krebs son transferidos a través de un gradiente de compuestos aceptores de electrones de menor a mayor potencial. El compuesto final en esta gradiente es el oxígeno que es el de mayor potencial de reducción (mayor aceptor), en combinación con oxígeno se forma agua. Durante este proceso, parte de la energía libre es conservada como ATP que es una forma biológicamente “usable” para el funcionamiento de reacciones sintéticas y principales ciclos vitales. Sin embargo, parte de esta energía libre se pierde también como calor (energía vital). Esta elevación de la temperatura debe disiparse mediante sistemas de ventilación para evitar la condensación sobre superficies frías y la formación de agua libre que tiene funestas consecuencias en el almacenamiento de productos perecederos. El estado de desarrollo de una planta o parte de ella puede ejercer un efecto muy pronunciado sobre la velocidad respiratoria y metabólica del tejido vegetal después de la cosecha. Por lo general, las células jóvenes, de crecimiento activo tienden a tener mayor velocidad respiratoria que las células senescentes o más maduras. Sin embargo, se debe considerar que existen también algunos factores que afectan esta relación entre madurez y velocidad respiratoria, por ejemplo la especie, la parte de la planta bajo consideración, y el rango de estados de madurez son a menudo críticos. Los efectos de la madurez sobre la respiración son más pronunciados en los frutos climatéricos cuando el rango de estados de madurez bajo estudio incluye los estados pre climatérico, climatérico y pos climatérico. Atendiendo a los cambios en la actividad respiratoria que ocurren en las frutas cosechadas, éstas se pueden clasificar típicamente en dos grupos, climatéricos y no climatéricos durante las etapas finales de la ontogenia del órgano. Los frutos clasificados como climatéricos exhiben una elevación marcada en su actividad respiratoria hacia el final de la fase de maduración. La etapa climatérica representa una transición entre la maduración y la senescencia. Los frutos no climatéricos no exhiben dicha elevación en la actividad respiratoria, sino una disminución progresiva y lenta hasta la senescencia. La velocidad de la actividad respiratoria de un producto almacenado se puede usar como indicadora para ajustar las condiciones de almacenamiento para maximizar la longevidad del producto. Como consecuencia, es a menudo deseable evaluar la respiración de los productos hortofrutícolas en las bodegas comerciales. Dichas evaluaciones se pueden usar también en muchos casos como indicadoras generales de la vida de almacenamiento potencial de los productos. Además, la velocidad de respiración se puede usar para calcular la pérdida de materia seca del producto durante el almacenamiento y la velocidad de absorción de oxígeno por parte del producto del aire y de la bodega.

Para evaluar la respiración de un producto existen varias técnicas que se pueden usar para colectar muestras de gases de un producto.

3.2. El Climaterio. En términos botánicos, el climaterio de los frutos corresponde a un período de aumento significativo de la actividad respiratoria asociada al final del proceso de maduración. Este período de respiración climatérica es una fase de transición entre la maduración y la senescencia. La tasa de respiración de los frutos durante el proceso de maduración determinará si son frutos climatéricos o no climatéricos. Un fruto climatérico (plátano, manzana, pera, palto, mango, papaya, etc.) permitirá ser cosechado y manipulado en estado pre-climatérico, para luego ser madurado durante su comercialización y transporte, preservando sus características de calidad para el consumidor final. Al estado pre-climatérico, la tasa respiratoria se encuentra a un mínimo, elevándose luego hasta dos o cuatro veces el mínimo pre-climatérico durante la fase final de maduración. La determinación del momento oportuno de cosecha de un fruto climatérico es de importancia crucial para asegurar la aparición de las características de calidad en el fruto maduro al final del canal de comercialización. La medición de una serie de parámetros en muestras de frutos ayudarán a la determinación del momento oportuno de cosecha, entre ellos se tiene: - Índice de respiración y concentración de etileno - Tiempo entre la floración y la maduración - Coloración de semillas - Reconversión de almidón - Color de fondo de la cáscara - Firmeza de la pulpa - Índice refractométrico (°Brix) - Concentración de ácidos orgánicos y azúcares en los jugos Los frutos no climatéricos, por otro lado, no muestran el incremento de la tasa respiratoria durante el proceso de maduración. Si no que por el contrario, muestran una progresiva y lenta tasa respiratoria durante la senescencia debido a la invasión microbiana y fungosa que conducirá a la descomposición del producto.

-

-

-

No controlar la tasa de respiración trae como consecuencias: Pérdida de energía y con esta su menor capacidad en el tiempo para que pueda mantener su condición inicial (vida útil). Reducción del valor alimenticio total dado su inversión de reservas. Pérdida depeso como materia seca debido a la eliminación de dióxido de carbono; y se pierde peso fresco por la eliminación de agua (este último es ínfimo sí se comparara con él debido a la pérdida por transpiración) En un ambiente donde el oxígeno se agota con rapidez, puede deteriorarse el producto dado que no hay buena ventilación y se tienen entonces condiciones anaeróbicas. Incremento de temperatura en el ambiente, dado que no obstante la energía liberada en el proceso de respiración sirve para actividades

normales del producto, el mayor porcentaje de ésta es liberada al medio circundante, lo que requiere estar removiendo cantidades adicionales de energía. 3.3. Transpiración. La transpiración es un fenómeno fisiológico por el cual los productos hortofrutícolas eliminan vapor de agua a través de sus estructuras especializados como vacuolas, lenticelas y estomas propios en cada producto. El agua es el constituyente de mayor proporción en las frutas, transfiriéndoles la fragilidad a los tejidos, razón por la cual los productos más perecederos son los que tienen mayor contenido hídrico. El agua se pierde al ambiente como vapor de agua moviéndose desde los espacios intercelulares existentes en el parénquima hacia la atmósfera exterior, la liberación puede darse a través de las lenticelas, los estomas o la cutícula. La turgencia de las células se pierde porque el agua del protoplasma, se desplaza a través de sus membranas y por los espacios intracelulares, hasta la superficie del vegetal, para reponer la humedad que de allí ha sido retirada hacia el aire por la transpiración, al perder la turgencia el producto se vuelve flácido y blando, luego llega el marchitamiento Al respirar, el producto emite vapor de agua que se difunde en la atmósfera del ambiente: La transpiración, fenómeno de superficie, da por resultado pérdida de agua ocasionadas por la respiración así como por la desecación, debida a las diferencias de presiones parciales del vapor de agua entre la superficie del producto y el aire del ambiente. La transpiración está ligada: ∞ De una parte, a la naturaleza del producto (especie, incluso variedad), su estado de evolución y su embalaje (el encerado o plastificación de determinados cítricos permiten reducir este fenómeno). ∞ De otra parte, a los parámetros físicos tales como la temperatura, la humedad relativa de la atmósfera ambiental y la velocidad del aire en contacto con el producto. La transpiración ocasiona una pérdida de masa (merma), que, por razones comerciales, debe ser mínima y permanecer dentro de límites aceptables. Dicha transpiración, aumenta la humedad del aire ambiente lo que perturba el funcionamiento de la instalación frigorífica (formación de escarcha en el evaporador). Los frutos frescos contienen principalmente agua, se estima un promedio entre el 80 – 85% del peso fresco, volátiles en pequeña proporción y el resto lo constituyen los sólidos de diferente naturaleza. La pérdida de agua por transpiración trae como consecuencia: - Pérdida de peso y por lo tanto de valor comercial.

-

-

Pérdida de apariencia: los productos después de cierto nivel de peso y después de cosechados comienzan a lucir arrugados, resecos o marchitos. Pérdida de valor nutritivo, en razón de que el vapor de agua arrastra con la vitamina C La pérdida de la transpiración depende de factores internos y factores externos

3.3.1. Formas de Transpiración 





Transpiración Estómica: todos los órganos y tejidos de la planta que contengan estomas, de acuerdo con las condiciones que determinen la apertura de dichas estructuras de intercambio gaseoso con el aire. Transpiración cuticular: evaporación del agua desde las células epidérmicas, a través de la cutícula que las recubre y de acuerdo con el grado de desarrollo de dicha cutícula. Transpiración Lenticelar: evaporación a través de las lenticelas, en las frutas y tallos lignificados. 3.3.2. Factores internos. o El tipo de producto ( raíz, tallo, hoja, flor, fruto) o Estructura (presencia o ausencia de cutícula, número de estoma o lenticelas por área) o Composición química o Superficie expuesta al medio ambiente / volumen o peso o Cicatrices 3.3.3. Factores externos. o Temperatura del medio ambiente o Humedad relativa que rodea el producto o Velocidad del aire de almacenamiento o Las pérdidas de agua, que se traducen en pérdidas de peso, son más rápidas y de mayor porcentaje a temperaturas elevadas, que a temperaturas bajas, incluso siendo la humedad relativa la misma. La intensidad de la transpiración es inversamente proporcional a la humedad relativa. Para evitar pérdidas por transpiración se debe mantener una alta humedad relativa, algunos estudios han demostrado que la humedad relativa para la mayoría de los productos agrícolas debe variar entre el 70 y el 85%. Si es menor al 70% las pérdidas se hacen excesivas, y si es mayor al 90% se desarrolla la podredumbre del producto y la activación de microorganismos

IV.

MATERIALES 4.1. Materia prima: - Para evaluar respiración: 1 kilo de cada vegetal y/o fruta (arveja, fresa, naranja, chirimoya.) - Para evaluar Transpiración: medio kilo de lechuga, espinaca y naranja 4.2.

V.

Materiales y equipos: - Frasco de almacenamiento de la fruta o reactor. - Trampas espiraladas de Ba(OH)2, o tubo de petenkoffer - Bomba Oxigenador de acuario - Trampas de KOH - Balanza - Mangueras de látex - Cronómetro - Soportes - Solución de KOH al 9% - Solución de Ba(OH)2 0.1N - Ácido oxálico 0.1N - Fenolftaleína - Canastillas o recipientes de plástico - Termómetro, Higrómetro - Bolsas de polietileno, 30 x 40 cm. - Refrigeradora - Lienzo 1 x 1 m - Ventilador pequeño. METODO 5.1. Procedimiento para medir respiración. - Montar el respirometro según el diagrama adjunto en la figura 01. - Pesar y Colocar la fruta u hortaliza (promedio de 1000 g) en el reactor. - Colocar 90 ml de KOH al 9% en las trampas. - Regular el flujo de aire de la bomba de pecera. - Efectuar barrido en las cámaras durante 10 minutos. - Colocar 60 ml de Ba(OH)2 en las trampas. - Dejar las frutas respirando durante 15 a 25 minutos. - Suspender el paso de aire. - Pasar a un erlenmeyer limpio la solución de Ba(OH)2. - Titular rápidamente con solución de ácido oxálico. - Hacer un blanco para cada determinación. - Calcular la intensidad respiratoria según la siguiente fórmula: Formula: Intensidad Respiratoria

Dónde: Vm = Volumen de ácido oxálico para titular la muestra (ml) Vb = Volumen de ácido oxálico para titular el blanco (ml) N = Normalidad del ácido oxálico (meq/L) W = Peso de la muestra t = Tiempo de barrido 60 = Factor de conversión para el tiempo (min/Hr) 22 = Peso miliequivalente del CO2 (g/meq) I. R. = Intensidad respiratoria (mg CO2/Kg.Hr)

FRUTO

Bomba de Aire

KOH

Ba(OH)2

Dirección del aire

Bomba aporta aire (formado por CO2 y O2), siendo el CO2 el que reacciona con el KOH , liberando O2 puro que será tomado por la materia prima y desprenderá el CO2 que será retenido por el Ba(OH)2 Figura 01: Esquema del respirometro. 5.2.

Procedimiento para medir transpiración. 5.2.1. Medida de transpiración a diferente temperatura y diferente humedad relativa. Pesar 4 grupos de lechuga de 0.5 kg cada uno. Dejar un grupo de lechugas a temperatura ambiente. Empacar las lechugas en bolsa con 3% de área perforada y dejar a temperatura ambiente. Dejar un grupo de lechugas en refrigeración. Empacar las lechugas en bolsa con 3% de área perforada y dejar en refrigeración. Tomar el peso cada 24 horas por 5 a 8 días. Describir los síntomas de deshidratación.

VI.

RESULTADOS 6.1.

EVALUACION DE LA RESPIRACION

Se utilizó naranjas, para evaluar su respiración, según como muestra la siguiente imagen.

Ilustración 1 MIDIENDO LA RESPIRACION DE LAS NARANJAS

Fuente: PROPIA

Ilustración 2Ba(OH)2 CON CO2 CAPTURADO LISTO PARA SER TITULADO

Fuente: PROPIA Al realizar la medida respectiva de la respiración de las naranjas se obtuvieron los siguientes datos.

DATOS: Vm = 13.4ml Vb = 16.5ml N = 0.1 W = 977g t = 25min 60 = Factor de conversión para el tiempo (min/Hr) 22 = Peso miliequivalente del CO2 (g/meq) I. R. = Intensidad respiratoria (mgCO2/Kg.Hr) Luego se reemplaza en la formula siguiente para determinar la intensidad respiratoria que presentan las naranjas.

El índice de respiración de la naranja fue de 0.017mgCO2/Kg.hr. 6.2.

MEDIDA DE LA TRANSPIRACION

6.2.1. Medida Transpiración de Lechuga a) En refrigeración REFRIGERACION INICIO PESO (g) LECHUGA

119,7

PERDIDA PESO TOTAL

PESO FINAL (g) 102,892

16,808g

CUADRO Nº 01: LECHUGA TIEMPO (Días)

PESO (g)

1

119,700

2

116,850

3

114,023

4

111,289

5

108,493

6

105,682

7

102,892

PERDIDA DE PESO PROMEDIO DIARIO 2,80g

MUESTRA (LECHUGA EN REFRIGERACION) 125.000

PESO (g)

120.000 115.000 110.000 105.000 100.000 0

1

2

3

4

5

6

7

8

TIEMPO (Dias) Gráfico Nº 1: PERDIDA DE PESO DE LA LECHUGA (EN REFRIGERACION) CONFORME PASA EL TIEMPO

Según el gráficoNº 1, se puede evidenciar la pérdida de peso que va obteniendo la lechuga conforme pasa el tiempo, entre 2.8g promedio por dia;ésta pérdida de peso es debido al proceso de transpiración, en la cual ésta pierde agua. Aunque en menos intensidad debido a la temperatura baja y la humedad relativa alta que se mantiene en la refrigeradora. Por tanto el proceso de refrigeración es un método de conservación de vegetales frescos, que permiten extender la vida de estos a comparación de una hortaliza almacenada a medio ambiente. b) A temperatura medio Ambiental AMBIENTE INICIO PESO (g) LECHUGA

PESO FINAL (g)

117,6

PESO TOTAL PERDIDO

81,502

36,098g

CUADRO Nº 02: LECHUGA TIEMPO (Días)

PESO (g) 1

117,600

2

111,579

3

105,560

4

99,547

5

93,460

6

87,523

7

81,502

PERDIDA DE PESO PROMEDIO DIARIO 6,02g

MUESTRA (LECHUGA AL MEDIO AMBIENTE) 140.000

PESO (g)

120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0.000 0

2

4

6

8

TIEMPO (Dias) Gráfico Nº 2:PERDIDA DE PESO DE LA LECHUGA (A TEMPERATURA AMBIENTE) CONFORME PASA EL TIEMPO

Según el gráfico Nº 2, se puede evidenciar la pérdida gradual de peso que va obteniendo la lechuga conforme pasa el tiempo, entre 6.02g promedio por día; está pérdida de peso es debido al proceso de transpiración, en la cual ésta pierde agua. Aquí si ocurre el proceso de transpiración a mayor velocidad debido a la temperatura ambiental y la humedad relativa baja. Por tanto la hortaliza se deteriora rápidamente y se debe buscar métodos de conservación para alargar su vida de anaquel y entre ellos está el tratamiento por temperaturas bajas. COMPARACION DE LA TRANSPIRACION DE LECHUGA ALMACENADAS A Tº AMBIENTE Y A Tº DE REFRIGERACION

PROCESO DE TRANPIRACION DE LECHUGA 140.000 120.000

PESO (g)

100.000 80.000 60.000

Tº AMBIENTE

40.000

REFRIIGERACION

20.000 0.000 0

2

4

6

8

TIEMPO (Dias)

Cuadro 3 PERDIDA DE PESO POR TRANSPIRACION DE LA LECHUGA; ALMACENADOS A Tº AMBIENTE Y A Tº DE REFRIGERACION

La lechuga almacenada a Temperatura transpira con mayor rapidez, perdiendo mayor peso; lo cual significa su muerte en menor tiempo.

La lechuga almacenada a temperatura frías o de refrigeración, su transpiración es más lenta y la pérdida de peso de igual manera, por lo tanto con temperaturas bajas o refrigeración se da mayor tiempo de vida útil a la lechuga.

6.2.2. Medida de la transpiración de la Uva. a) En refrigeración REFRIGERACION INICIO PESO (g) UVA

PESO FINAL (g)

108,6

PESO TOTAL PERDIDA DE PESO PERDIDO PROMEDIO DIARIO

105,823

2,777g

0,46g

CUADRO Nº 03:

PESO (g)

TIEMPO (Días)

1

108,600

2

108,100

3

107,680

4

107,150

5

106,680

6

106,300

7

105,820

MUESTRA (UVAS EN REFRIGERACION) 109.000

PESO (g)

108.500 108.000 107.500 107.000 106.500 106.000 105.500 0

2

4

6

8

TIEMPO (Dias) Cuadro 4PERDIDA DE PESO DE LA UVA (EN REFRIGERACION) CONFORME PASA EL TIEMPO DEBIDO A SU TRANSPIRACION

Según el gráfico Nº 4, se puede evidenciar la pérdida de peso que va obteniendo la Uva conforme pasa el tiempo, entre 0.46g promedio por dia; ésta pérdida de peso es debido al proceso de transpiración, en la cual ésta pierde agua. Aunque en menos

intensidad debido a la temperatura baja y la humedad relativa alta que se mantiene en la refrigeradora. Por tanto el proceso de refrigeración es un método de conservación para frutas, que permiten extender la vida de estos a comparación de una fruta almacenada a medio ambiente. b) A temperatura ambiental AMBIENTE PESO TOTAL

PERDIDA DE PESO

INICIO PESO (g) PESO FINAL (g) PERDIDO PROMEDIO DIARIO UVA 117,2 107,048 10,152g 1,69g CUADRO 04:

TIEMPO (Días)

PESO (g)

117,2 115,51 113,82 112,12 110,43 108,74 107,05

117,2 115,46 113,8 112,15 110,34 108,7 107,05

MUESTRA (UVAS AL MEDIO AMBIENTE) 118

PESO (g)

116 114 112 110 108 106 0

2

4

6

8

TIEMPO (Dias) Cuadro5PÉRDIDA DE PESO DE LA UVA (A TEMPERATURA AMBIENTE) CONFORME PASA EL TIEMPO

Según el gráfico Nº 5, se puede evidenciar la pérdida gradual de peso que va obteniendo la Uva conforme pasa el tiempo, entre 1.69g promedio por día; está pérdida de peso es debido al proceso de transpiración, en la cual ésta pierde agua. Aquí si ocurre el proceso de transpiración a mayor velocidad debido a la temperatura ambiental y la humedad relativa baja. Por tanto la hortaliza se deteriora rápidamente y

se debe buscar métodos de conservación para alargar su vida de anaquel y entre ellos está el tratamiento por temperaturas bajas. COMPARACION DE LA TRANSPIRACION DE LECHUGA ALMACENADAS A Tº AMBIENTE Y A Tº DE REFRIGERACION

PROCESO DE TRANSPIRACION DE LA UVA 118.000 116.000 PESOS (g)

114.000 112.000 110.000

REFRIGERACION

108.000

Tº AMBIENTE

106.000 104.000 0

2

4

6

8

TIEMPO (Dias) Cuadro 7 PERDIDA DE PESO POR TRANSPIRACION DE LA UVA; ALMACENADOS A Tº AMBIENTE Y A Tº DE REFRIGERACION

La uva almacenada a Temperatura transpira con mayor rapidez, perdiendo mayor peso; lo cual significa su muerte en menor tiempo. La uva almacenada a temperatura fría o de refrigeración, su transpiración es más lenta y la pérdida de peso de igual manera, por lo tanto con temperaturas bajas o refrigeración se da mayor tiempo de vida útil a la lechuga. VII.

DISCUCIONES En nuestro experimento nos dio como resultado una tasa respiratoria de la naranja de 0.017mgCO2/Kg.hr, lo cual es muy bajo el proceso de respiración a comparación con (Reina, C. 1995), las diferencias son muy grandes, como nos muestra en la siguiente ilustración.

Ilustración 3 (TOMADO DE MANEJO POSTCOSECHA Y EVALUACION DE LA CALIDAD PARA LA NARANJA (Reina, C. 1995) Esta gran diferencia puede ser debido a diversos factores presentes en el momento de la operación de medición de la tasa respiratoria. Como por ejemplo a medida que el fruto se vuelve voluminoso, la tasa de respiración, calculada sobre la base de peso unitario, decrece en forma continua. Las frutas no climatéricas maduran en la planta. Si se les remueve antes de madurar, la tasa de respiración disminuye con lentitud. Un fruto pequeño tiene una tasa de respiración más elevada que otro más grande. Al igual que en la transpiración pueden aquí intervenir fenómenos de superficie. Es de esperarse que los productos que tienen una buena corteza muestren tasas de respiración bajas. O también pudo haber sido por el montaje del equipo (respirador), ya que al no estar aisladamente por completo puede generar fugas de gas, específicamente del que se quiere analizar. Por otra parte en el proceso de transpiración si tanto como en las lechugas y las uvas al almacenarse en temperaturas ambientales; están desarrollan el proceso de transpiración más rápida, perdiendo así más masa y finalmente mueren. Tal como lo sostiene la FAO (http://www.fao.org/docrep/x5055s/x5055S02.htm) “El efecto neto de la transpiración es una pérdida de agua del producto cosechado, que no puede ser reemplazada. La velocidad con que se pierde esta apara será un factor determinante en la vida de poscosecha del producto. La pérdida de agua causa una disminución significativa del peso y a medida que avanza, disminuye la apariencia y elasticidad del producto perdiendo su turgencia, es decir, se vuelve blando y marchito”. Eso mismo fue lo que se observó en las muestras de lechuga, finalmente se mueren y quedan inaptas para el consumo humano.

Por otro lado a temperaturas bajas o de refrigeración son más adecuadas para estabilizar un fruto u hortaliza por más tiempo así lo confirman (Artés, 1987 y Martínez -Jávega, 1997). “La conservación refrigerada bajo condiciones óptimas permite reducir las pérdidas cualitativas y cuantitativas debidas a desórdenes fisiológicos y podredumbres, retrasar la maduración y senescencia y prolongar la vida comercial de los productos hortofrutícolas en general, con calidad idónea para consumo en fresco o industrial” demostrados según nuestros resultados experimentales realizados en lechuga y uva.

VIII.

CONCLUSIONES 8.1. De los objetivos:     8.2.            

Se midió la respiración de la naranja, mediante la captura del CO2 liberado por el vegetal. Se midió la transpiración a diferente temperatura y a diferente humedad relativa. Se midió la transpiración con aire quieto y con aire en movimiento. Se midió la transpiración para diferentes tamaños. De los procedimientos: El respirómetro diseñado permitió la evaluación de la actividad respiratoria. El índice de respiración de la naranja fue de 0.017mgCO2/Kg.hr Conforme pasa el tiempo de almacenamiento a temperatura de refrigeración, la lechuga; pierde un peso de 2.8g promedio por día. El tiempo de vida útil promedio almacenadas a temperatura ambiente de la lechuga es de 2 días. Conforme pasa el tiempo de almacenamiento a temperatura ambiente, la lechuga; pierde un peso de 6.02g promedio por día El tiempo de vida útil promedio almacenadas a temperatura de refrigeración de la lechuga es de 5 días. Conforme pasa el tiempo de almacenamiento a temperatura de refrigeración, la uva; pierde un peso de 0.46g promedio por día El tiempo de vida útil promedio almacenadas a temperatura ambiente de la uva es de 4 días. Conforme pasa el tiempo de almacenamiento a temperatura ambiente, la uva; pierde un peso de 1.69g promedio por día El tiempo de vida útil promedio almacenadas a temperatura de refrigeración de la uva es de 8-9 días. Finalmente concluyendo que las temperaturas frías o de refrigeración permiten alargar la vida útil de una fruta u hortaliza. Además manteniendo la humedad relativa alta, también se puede alargar la vida de una fruta u hortaliza.

IX.



CUESTIONARIO 1. ¿Cuál es la función de la glucolisis anaerobia? La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos fermentación (ausencia de oxígeno).

Fermentación anaerobia El ácido pirúvico puede tomar por una de varias vías. Dos son anaeróbicas (sin oxígeno) y se denomina FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA y FERMENTACIÓN LÁCTICA. A la falta de oxígeno, el ácido pirúvico puede convertirse en etanol (alcohol etílico) o ácido láctico según el tipo de célula. Por ejemplo, las células de las levaduras pueden crecer con oxígeno o sin él. Al extraer jugos azucarados de las uvas y al almacenarlos en forma anaerobia, las células de las levaduras convierten el jugo de la fruta en vino al convertir la glucosa en etanol. Cuando el azúcar se agota las levaduras dejan de fermentar y en este punto la concentración de alcohol está entre un 12 y un 17 % según sea la variedad de la uva y la época en que fue cosechada. La formación de alcohol a partir del azúcar se llama fermentación. Fermentación alcohólica

El ácido pirúvico formado en la glucólisis se convierte anaeróbicamente en etanol. En el primer caso se libera dióxido de carbono, y en el segundo se oxida el NADH y se reduce a acetaldehído. Otras células, como por ejemplo los glóbulos rojos, las células musculares y algunos microorganismos transforman el ácido Pirúvico en ácido láctico. En el caso de las células musculares, la fermentación láctica, se produce como resultado de ejercicios extenuantes durante los cuales el aporte de oxígeno no alcanza a cubrir las necesidades del metabolismo celular. La acumulación del ácido láctico en estas células produce la sensación de cansancio muscular que muchas veces acompaña a esos ejercicios. Fermentación láctica En esta reacción el NADH se oxida y el ácido pirúvico se reduce transformándose en ácido láctico.

La fermentación sea ésta alcohólica o láctica ocurre en el citoplasma. ESQUEMA BIOQUÍMICO DEL PROCESO DE FERMENTACIÓN A)

Alcohólica: 2 ácido pirúvico + 2 NADH Þ 2 etanol + 2 CO2 + 2 NAD+

B)

Láctica: 2 ácido pirúvico + 2 NADH Þ 2 ácido láctico + 2 NAD+

La finalidad de la fermentación es regenerar el NAD+ permitiendo que la glucólisis continúe y produzca una provisión pequeña pero vital de ATP para el organismo.

2. ¿Cuál es la función de la glucolisis aerobia?  

La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica(presencia de oxígeno) La generación de piruvato que pasará al ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica.

3. ¿Cuál son las etapas fisiológicas de las frutas y hortalizas, defina cada una de ellas? La vida de un fruto u hortaliza la podemos dividir en 3 etapas fisiológicas fundamentales: el crecimiento, la maduración y la senescencia (o envejecimiento). El crecimiento comprende el aumento del número de células y el posterior alargamiento celular, ambas responsables del tamaño final alcanzado por el fruto. La maduración suele iniciarse antes de que termine la fase de crecimiento e incluye diferentes actividades metabólicas. A la senescencia podemos definirla como una fase en la que los procesos anabólicos (sintéticos) dan paso a los catabólicos (degradativos) conduciendo al envejecimiento y, finalmente, a la muerte del tejido. La maduración organoléptica es el proceso por el que los frutos adquieren las características organolépticas (color, aroma, sabor, textura, etc.) que los definen como comestibles, proceso que, generalmente comienza durante las etapas finales de la maduración fisiológica (que en general coincide con el momento en que las semillas comienzan a ser viables y los frutos pueden proseguir con la maduración organoléptica aún separados de la planta madre) y constituye el comienzo de la senescencia.

4. ¿Cuáles son los factores que afectan a la transpiración, nombre y explique? Factores Internos    

El tipo de tejido o de órgano. Las hojas respiran más intensamente que las frutas y estas más que las raíces. El área del producto en contacto con el oxígeno, a mayor tamaño menor es el área superficial (relación / volumen) La edad o estado de desarrollo, la intensidad respiratoria de los vegetales más jóvenes es mayor y depende de si es climatérica o no. El agua, provee las condiciones de hidratación adecuadas a la acción enzimática (Manual de fisiología Sena- Reino Unido 1996,123).

Factores Externos  Los daños mecánicos y la sanidad, activación enzimática en la zona afectada, o se aumenta el área de contacto con el oxígeno. la temperatura controla la intensidad respiratoria.  La composición de la atmósfera, el nitrógeno no participa en la respiración, es considerado como gas de relleno. Pero si se disminuye el suministro de oxígeno, este disminuirá el proceso respiratorio. El dióxido de carbono si su concentración se aumenta, la respiración disminuirá. El etileno aumenta el proceso de respiración.  Las barreras físicas a los gases (ceras, empaques, polietileno perforado).

5. Esquematizar los daños causados por temperaturas de refrigeración a las frutas y hortalizas Daños causados por el frío. Algunos tipos de productos frescos sufren daños cuando se exponen a bajas temperaturas, aunque sean superiores a las de congelación. Se trata en su mayor parte de productos de origen tropical o subtropical, aunque el frío puede afectar también a algunos productos de zonas templadas. Daños causados por el frío

Síntomas

Alteración del color

Interna, externa o de ambos tipos, normalmente con tendencia al marrón o al negro

Hoyos en la piel

Aparición de zonas hundidas, especialmente en condiciones de sequedad

Maduración anormal (frutas)

Maduración desigual sabores anómalos

Descomposición acelerada

Actividad de microorganismos

o

interrumpida,

El grado de sensibilidad varia de un producto a otro, pero en cada caso existe una temperatura, la temperatura mínima tolerable (TMT), por debajo de la cual se producen daños. Dentro de cada tipo de producto, la TMT puede diferir de una variedad a otra (Cuadro 1). La fruta suele ser menos sensible cuando está madura. Los efectos del frío pueden no manifestarse hasta que el producto se saca de la cámara refrigerada y se expone a la temperatura ambiente en el mercado. Cuando un producto sensible ha de almacenarse por algún tiempo, conviene mantenerlo a una temperatura apenas superior a su TMT. Eso significa que su vida comercial será más corta que la de los productos no sensibles, porque durante el almacenamiento a temperaturas superiores a la temperatura habitual de refrigeración se mantiene un ritmo de respiración relativamente rápido. Daños causados por temperaturas elevadas. El producto fresco se deteriora rápidamente si se expone a las altas temperaturas generadas por la radiación solar. Los productos expuestos al sol después de la cosecha pueden alcanzar temperaturas de hasta 50 grados centígrados, que los hacen respirar muy rápidamente, por lo que, si se embalan y transportan sin refrigeración ni una ventilación adecuada, dejan pronto de ser aptos para el consumo. En las raíces comestibles de piel fina, como las zanahorias y los nabos, y en las hortalizas de hojas comestibles, la exposición prolongada al sol tropical es causa de pérdidas de agua. CUADRO 1: Vulnerabilidad frutas y hortalizas a los daños causados por el frío a temperaturas balas ¡pero superiores a la de congelación Producto

Temperatura Síntomas de los daños causados por el frío más baja tolerable (°C)

Aguacate

5-13

Coloración grisácea de la pulpa

Banano (verde/maduro) 12-14

Coloración apagada, grisácea o parda, de la piel

Batata

13

Cambio de descomposición

Berenjena

7

Escaldadura superficial, pudrimiento por Alternaria

Calabaza

10

Descomposición

Gombo

7

Cambio de coloración, zonas acuosas, hoyos

Habichuelas (verdes)

7

Hoyos, coloración parda

Lima

7-10

Hoyos

Limón

13-15

Hoyos, manchas en las membranas, manchas rojizas

Mango

10-13

Escaldadura de la pial con coloración grisácea maduración desigual

Melón dulce

7-10

Hoyos, maduración interrumpida, descomposición

Naranja

7

Hoyos, manchas pardas, descomposición acuosa

Papa

4

Cambio de coloración interna, endulzamiento

coloración

interna,

hoyos,

Papaya

7

Hoyos, maduración interrumpida, sabor anómalo, descomposición

Pepino

7

Hoyos, puntos acuosos, descomposición

Pimiento

7

Hoyos, pudrimiento por Alternaria

Piña

7-10

Coloración verde apagada, sabor anómalo

Pomelo

10

Escaldadura parda, hoyos, descomposición acuosa

Sandia

5

Hoyos, sabor amargo

verde

13

Ablandamiento acuoso, descomposición

maduro

7-10

Color y maduración por Alternaria

Tomate

anómalos,

pudrimiento

Fuente: Lutz, J.M. y Hardenburg, R.E. 1966. The commercial storage of fruits vegetables and florist and nursery stocks.AgriculturalHandbook No. 66, USDA, Washington.

X.

BIBLOGRAFIA



Artés, F. 1999. Avances en los tratamientos post-cosecha para la conservación en fresco de limón y pomelos. Levante Agrícola, Especial post-cosecha. (38), 348:289-294.



CÁCERES I, MULKAY T., RODRÍGUEZ J., AUMIER A., Conservación de Productos Hortofrutícolas, Instituto De Investigaciones En Fruticultura Tropical



LAS FRUTAS Y HORTALIZAS FRESCAS COMO PRODUCTOS PERECIBLES (disponible versión online) http://www.fao.org/docrep/x5055s/x5055S02.htm



REYNA C., Manejo Postcosecha y Evaluación de la Calidad Para la Naranja, Limón, Mandarina que se Comercializan en la Ciudad De Neiva, Universidad Surcolombiana, tienen sus huertos.



TABLA DE PROPIEDADES DE VERDURAS (disponible versión online) http://www.edukativos.com/apuntes/archives/1218



Tecnología de Postcosecha. El etileno, un gas para tener en cuenta (disponible online http://www.inta.gov.ar/sanpedro/info/doc/pos/rm_005.htm) (consultada el 15 de noviembre)



VALENZUELA,

C.;

BOHORORQUEZ,

Y.,

Manejo

y

Procesamiento de Frutas Y Hortalizas, Ibagué – Tolima, 2002

Postcosecha

y

XI.

ANEXOS

Ilustración 4 Lechugas primer dia de Evaluación

Ilustración 5 Lechuga después de 7 días de evaluación (Refrigeración)