Tratamientos Previos Al Procesamiento de Frutas y Verduras.

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA LABORATORIO DE BIOQUÍMICA Y ANÁLISIS DE LOS ALIMENTOS DE ORIGEN VEGETAL

Práctica No. 1: “TRATAMIENTOS PREVIOS AL PROCESAMIENTODE FRUTAS Y VERDURAS” Alumnos: Gómez Torres Olga Liliana Morán Carpio Abigail Rosas Cruz José de Jesús Grupo:

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No. equipo/Sección: 9/2 Profesores: Jiménez Martínez Cristian Jiménez García Epifanio Robles Ramírez María del Carmen

Introducción Objetivos Fundamentos Trabajo individual Memoria de Cálculo Discusión Conclusiones Bibliografía

CALIFICACION MIN-MAX 0.0-0.5 puntos 0.0-0.5 puntos 0.0-1.5 puntos 0.0-1.0 puntos 0.0-2.0 puntos 0.0-2.5 puntos 0.0-1.5 puntos 0.0-0.5 puntos

Total

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ASPECTO

FECHA DE ENTREGA: 04-Mar-2013

CALIFICACION

FIRMA DEL PROFESOR: _____________________ 1

INTRODUCCIÓN. El control de calidad de ciertos alimentos se puede llevar a cabo rutinariamente de manera indirecta través del análisis de la actividad de ciertas enzimas; la presencia o la ausencia de ciertas enzimas en particular se relacionan con una determinada condición microbiológica o química de un producto. El escaldado consiste en el tratamiento térmico moderado de frutas y hortalizas cuyo objetivo primario es proteger a estos alimentos frente al deterioro enzimático y/o frente al deterioro microbiano durante el almacenamiento. Los alimentos pueden ser productos mínimamente procesados que pueden conservar su calidad e seguridad higiénica durante una o dos semanas de almacenamiento en refrigeración o durante uno o dos años de almacenamiento en congelación. Las formas vegetativas de los microorganismos son destruidas a temperaturas más bajas que la mayoría de las enzimas. Los indicadores de un correcto escaldado son necesarios. Los indicadores más utilizados son la peroxidasa en frutas y hortalizas y la catalasa en leche, derivados lácteos y jamón cocido. Estas enzimas son utilizadas porque, aun que no representan pérdida en la calidad de los productos antes mencionados, sus actividades se relacionan con la estabilidad de los alimentos almacenados. Tabla 1. Uso de enzimas para determinar la calidad en los alimentos.

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La pérdida de actividad de las enzimas implica un proceso de desnaturalización, que en ciertas condiciones puede ser reversible y provocar, por consiguiente, la regeneración de su poder catalítico. La reactivación se puede llevar a cabo dependiendo de la complejidad de las estructuras secundaria y terciaria de la enzima y de la exposición al agente desnaturalizante. La posibilidad de regeneración enzimática se reducirá en la medida en que la conformación de la proteína sea más compleja y mientras más intenso sea el efecto de la desnaturalización. Las enzimas pécticas en los jugos de frutas también recuperan su actividad, efecto que se incrementa a medida que se reduce el tiempo del tratamiento térmico al que se someten en su elaboración. Se sabe que la peroxidasa de algunos vegetales enlatados y congelados se regeneran, produciendo olores y sabores muy desagradables; esto ocurre más fácilmente cuando se calientan a altas temperaturas durante tiempos muy cortos. El fenómeno de la inactivación-reactivación de la peroxidasa del rábano, por ejemplo, depende del pH del sistema, y su inactivación sigue una cinética de primer orden únicamente hasta el 50% de la pérdida de la actividad. En general, la velocidad con la que se llevan a cabo dichas transformaciones varía considerablemente con cada enzima, aunque los tratamientos térmicos a los que se cometen sean semejantes. La reactivación de las enzimas generalmente trae consigo problemas de calidad en los alimentos, sin embargo, también se considera que se pueden obtener ventajas de este fenómeno, sobre todo en los productos congelados en los cuales se induce la regeneración enzimática de aromas y sabores durante su descongelamiento. OBJETIVO GENERAL. Evaluar el efecto sobre la actividad de la catalasa y la peroxidasa durante los procesos térmicos de escalde y cocción en vegetales frescos (berros en el caso del equipo 9).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.  Evaluar la eficiencia de un proceso de un tratamiento térmico en frutas y hortalizas.  Conocer si existe reactivación enzimática en berros después de haber llevado a cabo un tratamiento térmico.

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FUNDAMENTOS DE LOS MÉTODOS. Determinación cuantitativa de la enzima catalasa. La catalasa es una enzima que convierte el peróxido de hidrógeno en y agua. Su nombre procede del uso de la raíz catalizador y del sufijo asa.

La catalasa es utilizada para evaluar los procesos de escaldado y cocido en diversos productos para evaluar la calidad del mismo. Determinación cualitativa de la enzima peroxidasa. El método se basa en la oxidación del guayacol (incoloro) a tetraguayacol (rojo ladrillo). El substrato es el guayacol-peróxido de hidrógeno y la reacción es catalizada por la enzima peroxidasa.

La peroxidasa es una enzima que cataliza la oxidación de ciertos compuestos dadores de hidrógeno, como fenoles (guayacol, pirogalol) y aminas aromáticas (o-fenilendiamina) por medio de peróxidos ( ). El substrato oxidable más usado es el guayacol, que es oxidado a un complejo coloreado de tetraguayacol en presencia de peroxidasa:

La peroxidasa presenta como grupo prostético un grupo Hem, cuyo átomo central de hierro forma complejos con diferentes compuestos, como los cianuros y la hidroxilamina, inhibiéndose su actividad enzimática.

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MEMORIA DE CÁLCULO. Determinación de la inactivación de la catalasa en muestra escaldada. % 𝒅𝒆 𝑪𝒂𝒕𝒂𝒍𝒂𝒔𝒂 𝑰𝒏𝒂𝒄𝒕𝒊𝒗𝒂𝒅𝒂 = 𝟏𝟎𝟎 − Donde:

(𝑩𝒙𝟏𝟎𝟎) 𝑪

B = ml de oxígeno desplazado por la muestra escaldada menos ml de oxígeno por el testigo. C = ml de oxígeno de muestra fresca menos ml de oxígeno para el testigo. % 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑡𝑎𝑙𝑎𝑠𝑎 𝐼𝑛𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 = 100% −

(0.5𝑥100%) 7

= 92.86%

Determinación de la inactivación de la catalasa en muestra cocida.

% 𝒅𝒆 𝑪𝒂𝒕𝒂𝒍𝒂𝒔𝒂 𝑰𝒏𝒂𝒄𝒕𝒊𝒗𝒂𝒅𝒂 = 𝟏𝟎𝟎 − Donde:

(𝑨𝒙𝟏𝟎𝟎) 𝑪

A = ml de oxígeno desplazado por la muestra menos los ml de oxígeno para el testigo C = ml de oxígeno de muestra fresca menos ml de oxígeno para el testigo % 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑡𝑎𝑙𝑎𝑠𝑎 𝐼𝑛𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 = 100 −

(−0.7𝑥100) = 7

100%

RESULTADOS. Inactivación de la Catalasa. Muestra: Berros Testigo Fresca Escaldada Cocida

Volumen de Oxígeno desplazado (ml) 3.0 10 3.5 2.3

Tiempo/Temperatura (seg/°C) 10/ T amb. 45/ T amb. 480/ 70 540/ 90

% de catalasa inactiva 0 0 92.86 100.0

Inactivación de la Peroxidasa. Tubo N° Testigo Fresca Escaldada Cocida

Temperatura (°C) T amb. T amb. 70.0 90.0

Tiempo (seg) 210 210 210 210

Presencia de peroxidasa Negativa Negativa Positiva Negativa

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DISCUSIÓN. La resistencia térmica de las enzimas depende de factores tales como el pH, la actividad de agua, presencia de sustancias protectoras como azúcares y la concentración de la enzima. Debido a los cambios mencionados, la catalasa y la peroxidasa en los procesos de escalde (temperatura: 80°C, tiempo de proceso: 30 segundos) y de cocido (temperatura: 100°C aprox., tiempo de proceso: 10 minutos) disminuyen su actividad. Para el caso de la catalasa, descompone el peróxido en oxígeno y agua, el peróxido es un residuo del metabolismo celular que protege de microorganismos patógenos anaerobios, pero al ser tóxico la catalasa necesita procesarlo de tal forma que no afecte a la hortaliza. Al someter a la hortaliza al escaldado o bien al cocido, ya no es posible eliminar el peróxido; por un lado el porcentaje de catalasa inactiva es mucho menor en el proceso de escalde que el de cocimiento, debido al tiempo de duración de ambos, y las temperaturas de cada uno de los procesos. Otro factor que también altera la inactivación de la catalasa es el tiempo en que se ha tardado la realización de las pruebas ya que usualmente cuando el tratamiento es moderado esta enzima se regenera y por lo tanto se activa. El escalde es una operación que se debe efectuar de manera cuidadosa, es decir, muy controlada en cuanto a la magnitud del tratamiento térmico a nivel de temperatura y periodo de aplicación; como se logro observar en la práctica el berro es una hortaliza rica en yodo, hierro, vitamina A, C y E; semi-acuática de entre 10-15cm la muestra analizada, los tallos son ascendentes y huecos algo carnosos lo cual propicia el alojamiento de algún patógeno.

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Para el caso de la peroxidasa de la misma forma, si el tratamiento no es completo la peroxidasa tiende a regenerarse, esta regeneración enzimática después de un tratamiento térmico se derivará de la estructura terciaria de la parte proteica de la enzima cuando esta no es desnaturalizada o inactivada totalmente como en el tratamiento de escaldado, al menos parcialmente, después del tratamiento fue lo que ocurrió en el escaldado y al comparar en la muestra fresca, se demostró que la peroxidasa no obtuvo una inactivación total de la peroxidasa en el cambio de color que presentó junto con la muestra fresca. En cuanto a la muestra cocida, no se presentó ningún cambio de tonalidad en el color, se puede decir que sí se inactivó. Ya que dicha hortaliza es de uso domestico no se recomienda el escalde para un tratamiento de consumo o procesamiento aunque porcentaje obtenido para la catalasa es alto aún existen probabilidades de contaminación; esto se confirma en la prueba de la catalasa, el tubo presenta un color café oscuro muy turbio a diferencia de la prueba cruda y de la de cocción. Por lo tanto el escalde aplicado a los berros no inactiva los sistemas enzimáticos responsables del deterioro de calidad sensorial.

CONCLUSIONES. El proceso de escaldado con lleva una pérdida de nutrientes termolábiles, generalmente pequeña y de materiales hidrosolubles. Cuando la cinética de inactivación térmica de la peroxidasa es conocida, será posible predecir la fracción residual de la enzima en función de la temperatura y tiempo de escaldado del producto. El escalde es un tratamiento de inactivación de sistemas enzimáticos culpables de alteraciones de calidad físicas y químicas. El escalde aplicado a los berros no inactiva las enzimas con eficiencia.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. Egan, H., y et. al., “Análisis químico de alimentos de Pearson”, Editorial Continental, México, D. F., 1987, pp. 149-162. Badui, S., “Química de los alimentos”, 4ta Ed. Editorial Pearson, México, 2006 pág. 465-470. Fennema, O. R., “Química de los alimentos”, 2° Ed., Editorial ACRIBIA, México., 1982, pp. 515-529.

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