EFECTO DE LAS CONDICIONES DE
ESCALDADO SOBRE LA TEXTURA Y LA ESTABILIDAD DE LA PEROXIDASA EN LA PAPA (Tuberosum solanum L) VARIEDAD ÚNICA
XAVIER CASTRO CENTENO
UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE INGENIERIAS Y
ARQUITECTURA
PROGRAMA DE TECNOLOGÍA DE
ALIMENTOS
PAMPLONA
2008
______________________________
EFECTO DE LAS CONDICIONES DE
ESCALDADO SOBRE LA TEXTURA Y LA ESTABILIDAD DE LA PEROXIDASA EN LA PAPA (Tuberosum solanum L) VARIEDAD UNICA
XAVIER CASTRO CENTENO
Ph. D. YANINE TRUJILLO
NAVARRO
DIRECTORA
Ph. D. DANIEL DURAN OSORIO
ASESOR
Línea de Investigación
Optimización de Procesos y
vida útil de los productos Agroalimentarios
UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE INGENIERIAS Y
ARQUITECTURA
PROGRAMA DE TECNOLOGÍA DE
ALIMENTOS
PAMPLONA
2008
______________________________
…Hay hombres que luchan un día
y son buenos
Hay unos que luchan un año
y son mejores
Hay quienes luchan muchos años
y son muy buenos
Pero hay los que luchan toda la vida…
¡Esos son los imprescindibles!
BERTOLT BRECHT.
________________________________
DEDICATORIA
A Dios, que siempre ha sido mi apoyo. En
él he encontrado la fortaleza para seguir adelante y siempre ha estado conmigo.
A mi madre Aidee Centeno y mi padre
Manuel Antonio Castro a quiénes admiro, respeto y amo, a mis hermanos Oscar D.
Martínez, Carlos A. Castro, Luis A. Castro, Carmen C. Castro, Dairo Castro, a
mis abuelos, tíos y primos, a mi novia Yury P. Oliveros, a todos mis amigos y
en especial a José Arrieta, Hugo cantillo, Orlen Arregoces, José Jiménez,
Carlos Lara, Giovanni Gamboa, José Rico, Andrés Vega, Oscar E Palencia, Eusebio
Castro, quienes con su compañía, confianza y apoyo, me han enseñado que lo más
importante en la vida es superarse
Xavier Castro Centeno
_____________________________
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios, por darme la vida y
todo lo que tengo, sin él nada de esto hubiese sido posible.
Agradezco
a mi familia, por la ayuda y por la confianza que han depositado en mí.
A
los profesores y compañeros de clase por haber contribuido en mí proceso de
formación profesional y agradecimientos especiales de sincera humildad a la Ing.
Ph. D. Yanine Trujillo Navarro y al Ing. Ph. D. Daniel Duran Osorio por su cuantiosa
colaboración como director (a) y guía de este trabajo de grado.
De
igual manera agradezco a todas las personas que de una u otra forma hicieron posible
el alcance de este objetivo.
__________________________
CONTENIDO
Pág.
Introducción………………………………………………………………………………. 14
1. Objetivos……………………………………………………………………………….. 15
1.1. General……………………………………………………………………………….. 15
1.1.1. Específicos…………………………………………………………………………. 15
2. Marco referencial………………………………………………………………………. 16
2.1. La papa……………………………………………………………………………….. 16
2.1.1. Generalidades...……………………….…………………………………………... 16
2.1.2. Variedades más Cultivadas. ……………………………………………………….. 16
2.1.3.
Consumo…………………………………………………………………………… 17
2.1.4. La industria de procesamiento de papa…………………………………………..... 18
2.2. El escaldado………………………………………………………………………..... 19
2.2.1. Escaldado en agua………………………………………………………………..... 23
3. Materiales y métodos………………………………………………………………...... 31
3.1.
Materia Prima……………………………………………………………………......
31
3.1.1. Cloruro de Calcio ………………………………………………………………….
31
3.1.2. Métodos………………………………………………………………………....... 31
3.1.3. Preparación de la
Muestra ………………………………………………………… 31
3.1.4. Determinación del contenido de Almidón y la Textura inicial de la
papa……....... 31
3.1.4.1.
Contenido de Almidón …………………………………………………………. 31
3.2.
Textura inicial de la Papa …………………………………………………………… 32
3.2.1.Selección
de las condiciones de
Escaldado.……………………………………….
32
3.2.2. Evaluación de la estabilidad de la peroxidasa y los cambios que
produce el escaldado en la textura de la papa variedad Única. ……………………………………………………… 32
3.2.3.
Escaldado…………………………………………………………………………. 32
3.2.4.
Evaluación cualitativamente de la efectividad del escaldado…………………….. 33
3.2.4.1.
Evaluación objetiva de la peroxidasa mediante la medida del Color…………… 34
3.3. Contenido de Almidón……………………………………………………………….. 34
3.3.1. Textura de la papa escaldada ………………………………………………………. 34
3.3.2.
Evaluación de la acción del cloruro de calcio sobre la textura en la papa
escaldada. 34
3.3.3.
Escaldado en solución de Cloruro de Calcio ………………………………………. 34
3.3.4.
Actividad Enzimática……………………………………………………………….. 34
3.3.4.1.
Medida del Color………………………………………………………………...... 34
3.4.
Contenido de Almidón ……………………………………………………………….. 35
3.4.1.
Textura de la papa escaldada con y sin cloruro de calcio al 0,5 %………………… 35
3.5.
Análisis Estadístico…………………………………………………………………… 35
4.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN………………………………………………………... 36
4.1.
Contenido de Almidón ………………………………………………………………… 36
4.1.1. Textura inicial de la papa…………………………………………………………….. 39
4.1.2. Condiciones de escaldado para la
papa………………………………………………. 39
4.1.3. Evaluación de la estabilidad de la peroxidasa y de los cambios
que produce el escaldado en la textura de la papa…………………………………………………………………………. 39
4.1.4. Estabilidad de la Peroxidasa en la papa
escaldada …………………………………… 39
4.1.4.1.
Textura de la papa cruda y escaldada……………………………………………….. 44
4.2. Evaluación de la acción del cloruro de calcio como mejorador de la
textura en la papa escaldada……………………………………………………………………………………. 50
4.2.1. Porcentaje
de almidón en papa testigo y escaldada con y sin CaCl2 al 0.5 %……… 50
4.2.2.
Estabilidad de la
Peroxidasa en la papa fresca y escaldada con y sin cloruro de
calcio 52
4.2.3.
Textura de la papa testigo y escaldada con y sin cloruro de calcio al 0.5 %................ 55
5.
CONCLUSIONES……………………………………………………………………….
64
RECOMENDACIONES…………………………………………………………………… 65
BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………… 66
ANEXOS…………………………………………………………………………………… 73
Índice de Tablas
Tabla No 1. Nomenclatura de los tratamientos utilizados en el escaldado
de la papa……… 33
Tabla
No 2. Resumen del análisis estadístico del almidón contenido en la papa…………… 38
Tabla
No 3. Resumen estadístico del análisis cuantitativo de la actividad de la
Peroxidasa……………………………………………………………………... 43
Tabla
No 4. Análisis estadístico de la textura de la papa variedad Única a diferentes
condiciones de escaldado……………………………………………………….
49
Tabla
No 5. Resumen del análisis estadístico del porcentaje de almidón de la
papa
testigo y
escaldada con y sin cloruro de calcio……………………………...... 51
Tabla
No 6. Resumen estadístico del análisis cuantitativo de la actividad de la
peroxidasa en papa testigo
y escaldada con y sin cloruro de calcio………….. 54
Tabla
No 7. Análisis estadístico de la textura de la papa variedad Única, fresca y
escaldada con
y sin cloruro de calcio al 0.5 % a 75 ºC por 5 y 10 minutos……. 61
Índice de gráficas
Gráfico No 1.
Porcentaje de almidón de la papa variedad Única fresca y escaldada a
diferentes
condiciones de escaldado………………………………………….
37
Gráfico No 2.
Luminosidad de la papa fresca y escaldada luego del análisis de la
peroxidasa…………………………………………………………………... 41
Grafico No 3.
Valores de a* en la papa fresca y escaldada previo al análisis de la
peroxidasa …………………………………………………………………... 42
Grafico No 4.
Valores de b* de la papa fresca y escaldada previo al análisis de la
Peroxidasa…………………………………………………………………... 42
Gráfico No 5.
Dureza de la papa escaldada en relación con la testigo…………………...... 44
Gráfico No 6. Parámetro de la masticabilidad
de la papa escaldada en relación con la
testigo……………………………………………………………………… 45
Gráfico No 7. Adhesividad de la papa
escaldada con respecto a la testigo……………….. 46
Gráfico No 8. Parámetro de la cohesividad de
la papa escaldada con respecto a la
Testigo……………………………………………………………………… 47
Gráfico No 9. Parámetro de la elasticidad de
la papa escaldada con respecto a la testigo… 47
Gráfico No 10. Parámetro de la gomosidad de
la papa escaldada con respecto a la
testigo……………………………………………………………………… 48
Gráfico No 11.
Contenido de almidón en la papa variedad Única fresca y escaldada a 75
ºC por
5 y 10 minutos con y sin CaCl2 al 0.5 %......................................... 50
Gráfico No 12.
Luminosidad de la papa fresca y escaldada con y sin cloruro de calcio al
0.5 % luego del
análisis de la peroxidasa…………………………………
53
Grafico No 13.
Valores de b* de la papa fresca y escaldada con y sin cloruro de calcio
al 0.5 % luego del
análisis de la peroxidasa……………………………...
53
Gráfico No 14. Dureza de la papa escaldada
con y sin cloruro de calcio en relación con
la testigo…………………………………………………………………... 56
Gráfico No 15. Parámetro de la
masticabilidad de la papa escaldada con y sin cloruro de
calcio en comparación
con la testigo……………………………………… 56
Gráfico No 16. Parámetro de la adhesividad
de la papa escaldada con y sin cloruro de
calcio en comparación
con la testigo……………………………………… 57
Gráfico No 17.Cohesividad de la papa
escaldada con y sin cloruro de calcio en
comparación con la testigo………………………………………………… 58
Gráfico No 18.Elasticidad de la papa
escaldada con y sin cloruro de calcio………………. 58
Gráfico No 19. Gomosidad de la papa escaldada
con y sin cloruro de calcio………………
59
Índice de figuras
Figura No 1. Diagrama de flujo de un escaldado convencional…………………………… 19
Lista de Anexos
Anexo
No 1. Determinación del Contenido de Materia Seca en la Papa Variedad Única…. 73
Anexo
No 2. Escaldado de la papa…………………………………………………………. 75
Anexo
No 3. Prueba de la peroxidasa………………………………………………………. 77
__________________________
RESUMEN
El
objetivo de este estudio, está basado en la evaluación del efecto de las
condiciones de escaldado sobre la textura y la estabilidad de la peroxidasa en
la papa (Tuberosum solanum L)
variedad Única con el fin de establecer las condiciones más favorables para su
aplicación industrial. Para la realización del escaldado, se extrajeron de
forma manual cubos de papa de dimensiones de 2x2x2 cm. Una vez obtenida las
muestras, éstas se escaldaron en un baño termostatado con agua destilada no recirculada
en 3 tiempos diferentes a 55, 65 y 75 ºC. Los análisis realizados a las
muestras escaldadas fueron: Contenido de almidón, evaluación cualitativa de la
efectividad del escaldado, donde se tuvo en cuenta la inhibición de la
peroxidasa, cuantificación de la actividad de la enzima por medio del color,
utilizando un espectrofotocolorímetro bajo el cual se especificó el color en un
espacio CIELAB y análisis del perfil de textura (TPA), realizado en un Texturómetro
TA plus LLOYD, donde los parámetros evaluados fueron dureza, masticabilidad,
adhesividad, cohesividad, elasticidad y gomosidad, empleando una fuerza de compresión
de 50 gf, velocidad de 50 mm/min, porcentaje de compresión del 5 %. Los análisis
se realizaron también a muestras frescas crudas (testigo), para comparar la
variabilidad de los resultados de la papa escaldada con respecto a la testigo. La
temperatura de escaldado que logró inhibir la actividad de la peroxidasa en los
cubos de papa, fue la de 75 ºC por 5 y 10 minutos, dato que junto con la medida
objetiva del color, proporcionó los mismos resultados. De los parámetros
texturales analizados en la papa, la propiedad mecánica que se vio más afectada
tanto por la temperatura como por el tiempo de escaldado fue la dureza,
presentando valores muy por debajo al de la muestra testigo. El contenido de
almidón en la papa escaldada disminuyó como consecuencia del tratamiento
térmico, viéndose más afectado en los cubos tratados a 55 ºC en los tres
tiempos.
A
partir de la efectividad del escaldado en la inhibición de la peroxidasa y
teniendo en cuenta el análisis estadístico, fue el tratamiento a 75 ºC por 5 y
10 minutos el escogido para escaldar cubos de papa con y sin CaCl2 al 0.5
% y ver su incidencia en la textura, realizando los mismos análisis citados anteriormente.
Los resultados de estos análisis, mostraron que el parámetro de dureza de la
papa es el que más se ve influenciado por la temperatura y tiempo de escaldado.
Las muestras tratadas con CaCl2 en los dos tiempos, presentaron
valores mayores en la dureza que las no tratadas con esta sal. También se
evidenció la disminución del contenido de almidón en la papa testigo, debido a
la hidrólisis del mismo, causado por la temperatura y tiempo de almacenamiento.
A
partir de los resultados obtenidos, se concluye que la mejor temperatura y
tiempo de escaldado para inhibir la peroxidasa en la papa es la de 75 ºC por 5
y 10 minutos, además a esta temperatura se evidenció menor pérdida de almidón y
mejor color en la papa. El uso de cloruro de calcio en el medio de escaldado
disminuye la pérdida de la dureza de la papa y por consiguiente mejora la
textura.
_____________________________
INTRODUCCIÓN
Siendo
la papa un producto alimenticio perecedero de alto consumo (2,8 millones de
tonelada en el año 2004) principalmente en estado fresco, la industria
procesadora emplea métodos tanto físicos como químicos para extender la vida
útil del producto. Entre los métodos físicos, el escaldado es el más utilizado.
Este tratamiento térmico se aplica a muchos productos vegetales, antes de las
operaciones finales de conservación como congelación, deshidratación,
liofilización, esterilización con el fin de reducir el deterioro durante el
almacenamiento producido por enzimas como las oxidasas, peroxidasas, catalasas,
lipoxigenasas. Sin embargo este proceso presenta inconvenientes entre los que
se destaca la modificación o pérdida de la textura en la cual el contenido de
almidón juega un papel importante, ya que es el atributo primordial en la
calidad de la papa escaldada. La modificación en la textura ocasiona la pérdida
de firmeza de los tejidos del vegetal, lo cual va en contrariedad con la
tendencia actual de los consumidores, quienes prefieren texturas cada vez más
firmes en este tipo de producto procesado.
Para
minimizar este inconveniente en el vegetal escaldado, se han establecido
algunos métodos para conservar la firmeza del producto durante su
procesamiento, entre los cuales se encuentran el uso de iones metálicos (Ca+),
métodos de escaldados que ocasionan menor pérdida de firmeza de los tejidos,
como el escaldado a temperaturas altas por tiempos cortos y escaldado a bajas
temperaturas por tiempos largos (Aguilar et
al., 1997).
Ante
la necesidad de conocer los inconvenientes que puede ocasionar la aplicación de
procesos tecnológicos, como el escaldado, se plantea este trabajo
investigativo, con el fin de establecer los cambios que ocurren en la textura
al emplear diferentes métodos de escaldado en la papa variedad Única, y con
ello dar una explicación científica que beneficie a la industria
agroalimentaria, y de aportar un mayor soporte tecnológico en el uso del
escaldado, para contribuir a la optimización de este proceso, beneficiando la
industria y el consumidor.
______________________________
1. OBJETIVOS
1.1. GENERAL:
Evaluar
el efecto de las condiciones de escaldado sobre la textura y la estabilidad de
la peroxidasa en la papa (Tuberosum solanum
L) variedad Única con el fin de establecer las condiciones más favorables
para su aplicación industrial.
1.1.1. ESPECÍFICOS:
v Determinar el contenido de almidón y la textura inicial de la papa
variedad Única.
v Establecer las condiciones de escaldado para la papa variedad Única.
v Evaluar la estabilidad de la peroxidasa y los cambios que produce el
escaldado en la textura de la papa variedad Única.
v Evaluar la acción del cloruro de calcio como mejorador de la textura en
la papa escaldada.
______________________________________________
2. MARCO REFERENCIAL
2.1. La papa
La
papa como producto alimenticio presentó una fuerte expansión en el mundo,
situándose como el cuarto alimento básico en la década de los noventa, después
del trigo, el arroz y el maíz. Este alimento figura entre los diez más
importantes producidos en los países en desarrollo. Esta expansión se deriva de
su gran capacidad de adaptación a los distintos climas y sistemas de cultivo, lo
cual ha permitido el aumento en su producción y consumo. A esto se le suma su
gran valor alimenticio, pues es una fuente rica en proteína, carbohidratos,
potasio, vitamina C, otras vitaminas y minerales en menor proporción.
En
el 2004 el cultivo de la papa en Colombia ocupó el quinto lugar en la
producción agropecuaria nacional, con 2,8 millones de toneladas, fue el noveno
cultivo en extensión con 161.873 hectáreas y el sexto en valor de la
producción. Un poco más del 94 % de la papa se consume en estado fresco, el
resto es consumido por la industria (Martínez, 2005).
El
observatorio agrocadenas del Ministerio de Agricultura y desarrollo rural,
establece que el país cuenta con una producción de 2.836.187 toneladas,
concretados en los departamentos de Cundinamarca y Boyacá. El departamento
Norte de Santander presenta la mayor productividad al alcanzar en el año 2004 un
rendimiento de 28,9 toneladas por hectárea, siendo los principales productores
los municipios de Chitagá, Silos, Pamplona, Cácota y Mutiscua. Las variedades
representativas por orden de importancia en esta región son: Parda pastusa, ICA
Mutiscua, ICA Chitagá, o Monserrate rosa e ICA puracé y ICA Única (SINAIPA,
2005).
2.1.1. Generalidades
2.1.2. Variedades más
Cultivadas.
Según
FEDEPAPA, en el país existen más de 30 variedades de papa pero tan sólo 10 de
ellas cuentan con importancia comercial. La variedad denominada Parda Pastusa es la más
cultivada y la que se consume en mayor cantidad, básicamente en estado fresco.
Datos recientes indican que en Cundinamarca el 74 % de la papa cultivada es de
esta variedad y en el departamento de Boyacá representa el 50 % del cultivo.
Le
sigue en importancia, la Diacol Capiro
(también conocida como R12 negra), se utiliza como materia prima
para la industria, para el consumo en fresco y la exportación. El 18 % del área
cultivada en Cundinamarca y el 21 % en Boyacá es de esta variedad.
Otras
variedades son la ICA-Puracé,
utilizada preferentemente en algunas regiones del país (climas templado y
cálido) para consumo en fresco, la Tuquerreña
o Sabanera, consumida principalmente en Bogotá y la Criolla (solanum phureja) o
también denominada yema de huevo, que ocupa en la actualidad alrededor de
12.000 hectáreas ubicadas en los departamentos de Cundinamarca, Boyacá y
Nariño.
En
los últimos años han entrado al mercado nuevas variedades producto de
investigaciones y convenios entre entidades del sector público, como el ICA y
la Universidad Nacional y el sector privado, tales como FEDEPAPA. Las
variedades ICA Única e ICA Morita son ejemplos de estos nuevos prototipos que
cuentan con importantes posibilidades comerciales.
2.1.3. Consumo.
En
Colombia la papa en su estado fresco es un producto consumido básicamente por
sectores de la población de niveles de ingreso medio e inferior, que destinan
cerca del 3 % de su gasto en alimentos, a la compra de este tubérculo. El
consumo de papa pasó de 2,3 millones de toneladas en 1991 a 2,8 millones en el
2004, es decir, que creció durante la década a una tasa anual de 1,4 %,
ligeramente por encima de la producción, que creció 1,3 % al año. Este nivel de
consumo es considerado alto teniendo en cuenta tanto estándares de consumo
internacional como necesidades nutricionales en un ambiente como el colombiano
(Martínez, 2005).
La
papa es el producto de origen agrícola de mayor consumo por habitante en el
país. En el ámbito nacional, su consumo por habitante presenta grandes
diferencias entre regiones. Es relativamente alto, en zonas frías y bajo, en
zonas de clima cálido, como la Costa Atlántica y los Llanos Orientales
(Martínez, 2005).
2.1.4. La Industria de
Procesamiento de Papa.
Los
mayores niveles de urbanización y una presencia más activa de la mujer en el
mercado laboral, han ocasionado cambios en los hábitos de consumo que se
reflejan en una mayor demanda por productos procesados o semiprocesados. Para
el caso de la papa, esto ha significado un crecimiento importante del mercado
industrial y unas expectativas favorables respecto al crecimiento de este
subsector en la industria manufacturera durante los próximos años.
Al respecto, un reporte de CIP/FAO,
registra que el uso mundial de la papa se está trasladando del consumo de papas
frescas y del consumo como alimento para ganado, hacia los productos procesados
tales como papas fritas (hojuelas), papas prefritas (a la francesa) y papas
congeladas y deshidratadas
(CIP/FAO, citado por Moreno, 2000).
Según
FEDEPAPA, las industrias más grandes en Colombia procesan diariamente alrededor
de 250 toneladas de papa, las medianas entre 60 y 150 toneladas y las pequeñas industrias,
un promedio de 15 toneladas al día. Las industrias de nivel casero o
semi-industrial procesan por su parte menos de 6 toneladas diarias (IICA
Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 1999).
FEDEPAPA
identificó para el año 1997 cerca de 70 industrias dedicadas al procesamiento
de papa en Colombia, las cuales se diferenciaban por su capacidad, niveles de
desarrollo tecnológico y presencia en el mercado (IICA Ministerio de Agricultura
y Desarrollo Rural, 1999).
En
la actualidad sólo 4 grandes empresas, controlan cerca del 90 % del mercado de
producto procesado, particularmente en la línea de los denominados chips de
papa y papa a la francesa prefrita congelada, en cuyos procesos de transformación
incluyen el escaldado (Martínez, 2005).
2.2. El Escaldado
El
escaldado es el tratamiento térmico previo a los procedimientos de conservación
por calor, congelación, deshidratación o liofilización a la que se someten las
frutas y hortalizas (Brennan et al.,
1980). Se trata de un proceso que consiste básicamente, en exponer el producto
a la acción del calor mediante inmersión en agua caliente, vapor u otra fuente
de calor a temperaturas comprendidas entre 65 ºC y 100 ºC, durante un periodo
de tiempo determinado (ver figura 1). El objetivo principal del mismo es
destruir enzimas como las oxidasas, peroxidasas, catalasas y lipoxigenasas,
principalmente en los vegetales, que catalizan las reacciones de degradación,
reflejadas en la calidad sensorial (aparición de olores y sabores extraños) y
nutricional. Debido ha este hecho, muchos autores han volcado sus
investigaciones en la evaluación del efecto del escaldado sobre estas enzimas principalmente
en la lipoxigenasa y peroxidasa por ser las más termoresistentes (Aguilar et al., 1997), en materiales vegetales
como la zanahoria, la habichuela, la arveja, acelga, alcachofa y la papa.
Figura
No 1. Diagrama de flujo de un escaldado convencional
Es
el caso de Charanjit et al., (1999),
quienes estudiaron la estabilidad de la peroxidasa y lipoxigenasa al calor
durante el escaldado. En su investigación realizaron un escaldado convencional
en agua y en microondas, de los vegetales judía, zanahoria y guisantes, por
diferentes tiempos y temperaturas, demostrando que la lipoxigenasa es más
estable al calor que la peroxidasa. Así como también, encontraron que la
retención de calidad de vegetales procesados es más alta en los productos
escaldados en microondas.
De
igual forma Garrote et al., (1984), estudiaron
la inactivación por vía térmica en agua a 80, 85 y 90 ºC, de las enzimas
polifenoloxidasa y peroxidasa en la acelga (Beta vulgaris cicla), así como las
isoenzimas de la polifenoloxidasa en penca o tallo y hoja. Se determinó que es
necesario llevar a cabo el escaldado a una temperatura mayor de 80 ºC, a efecto
de inactivar rápidamente la enzima polifenoloxidasa, y a una temperatura mayor
a 85 ºC para inactivar la peroxidasa y evitar así que los compuestos químicos
formados en la reacción catalizada por dichas enzimas, reaccionen a su vez y
formen las sustancias coloreadas características y causen el deterioro del
vegetal.
Gaete,
V. en 1998, determinó el tiempo de escaldado para dos calibres de alcachofa del
tipo argentina para una posterior congelación del vegetal, y evaluó la calidad
y aceptabilidad del producto congelado durante el almacenamiento. En su
investigación, realizó un análisis de seis tiempos de escaldado cada tres
minutos desde 3 hasta 18 minutos a temperaturas de 65, 70, 75, 80, 85 y 90 ºC, posteriormente
se eligieron los siguientes tiempos: 12, 15 y 18 minutos. Como resultado,
obtuvo que el escaldado por 15 minutos mantiene la calidad a lo largo del
almacenamiento, sin causar alteraciones de color, manteniendo una buena textura
posterior a la cocción y una mayor aceptabilidad.
En
cuanto ha investigaciones realizadas en el tubérculo de la papa, se ha evaluado
la estabilidad de la peroxidasa ante un escaldado a temperaturas de 60, 65 y 70
ºC por un tiempo de 15 y 45 minutos, obteniéndose mejores resultados a partir
del escaldado a 65 ºC por 15 minutos sin presentarse modificaciones en la
textura (Moreno-Pérez et al., 1996).
Por
otra parte se ha demostrado que el escaldado no solo causa efectos benéficos
sino también cambios indeseables en los productos vegetales, siendo entre ellos:
1. La pérdida de textura, durante el escaldado se presenta una solubilización
de los compuestos pécticos intercelulares que producen una pérdida de adhesión
y cohesión entre las celulas. La presencia de cationes divalentes (Mg2+ y Ca2+) provoca
la formación de calcio, insoluble y en consecuencia, corrige los efectos
negativos del escaldado sobre la textura.
2. Modificaciones de color, debido a la transformación de clorofilas en
feofitinas. Siendo más intenso a medida que el escaldado es más largo y más
elevada la temperatura. Aunque en ocasiones el escaldado resalta el color de
los mismos por la acción del aire sobre la superficie.
3. Pérdidas de nutrientes por disolución, tales como sales minerales,
vitaminas hidrosolubles y otros compuestos solubles en agua.
4. El impacto medioambiental y coste energético del proceso (Aguilar et al., 1997)
De estas 4 pérdidas, la de la textura es la más importante siendo una
propiedad muy evaluada en el tubérculo de la papa (Alvarez et al., 2002., Blahovec et
al., 2002., Alvarez et al., 2001.,
Alvarez et al., 2000., Aguilera et al., 1999., Maté, 1998., Bóntovics et al., 1999).
Debido a la acción negativa del calor sobre el valor nutritivo y
características organolépticas del producto, el escaldado está recibiendo una
amplia atención científica, como se puede evidenciar en algunas investigaciones,
en los cuales buscan lograr uno o varios de los siguientes objetivos: reducir
el tiempo de escaldado, minimizar las pérdidas de aromas, textura, color y
nutrientes. Un ejemplo de ello es Canet, (1989), quien logró reducir el tiempo
de escaldado en papas a un 20 %, aplicando un pre-tratamiento a 50 ºC.
Otras investigaciones realizadas han consistido en evaluar las pérdidas
de sustancias solubles (vitaminas, minerales, azúcares) que ocurren durante el
escaldado, produciéndose importantes pérdidas en el caso de zanahoria y en
guisantes, perdiendo el 40 % de los minerales y el 30 % de los azúcares (Canet et al., 1983).
Quintero–Ramos et al., (1992),
aplicaron un escaldado a baja temperatura por tiempo largo (TB-TL) en
zanahorias y papas a deshidratar a temperaturas de 50, 55, 60 y 65 ºC, durante
un tiempo de 15, 30, 45, 60 y 90 minutos y compararon la textura de éstas
contra un control (escaldado a 94 ºC, durante 8 minutos), encontrando que las
zanahorias y papas deshidratadas – rehidratadas y previamente escaldadas a 60 y
65 ºC durante 45 minutos o más, fueron más firmes que las escaldadas a 94 ºC
durante los 8 minutos.
Aguilar, (1995) evaluó el efecto del escaldado a baja temperatura por
tiempo largo (TB-TL) sobre la textura y la retención de aceite en papas fritas
a la francesa, mientras que Aguilera-Carbó et
al., (1996) estudiaron la influencia de este pretratamiento sobre los
cambios en el color, contenido de azúcares reductores en el mismo tipo de
producto. Los resultados de estos estudios indicaron que en las papas
escaldadas a 65 ºC durante 45 minutos, se obtienen mejores características de
calidad, remarcando la capacidad del escaldado (TB-TL) para disminuir
notablemente el grado de flacidez y reducir la absorción de aceite.
Otras investigaciones se han perfilado por evaluar los cambios que
ocurren en la textura de los vegetales durante el escaldado. (Álvarez et al., 2002), realizó un estudio en la
influencia de la rata de deformación y el grado de compresión en los parámetros
texturales de los tejidos de papa y manzana en el análisis de perfil de
textura. Obteniendo, que la cohesividad fue el parámetro textural más apropiado,
detectado por efectos de rata de deformación y grado de compresión en el test
TPA en tejidos de papa y manzana.
Sin embargo, algunos investigadores han basado sus estudios en la
evaluación conjunta de los cambios de textura y pérdida de nutrientes,
producidos por diferentes condiciones de escaldado. Por ejemplo, la utilización
de un pre-tratamiento a baja temperatura durante un periodo de tiempo largo,
seguido de un enfriamiento, mejora la resistencia de la estructura a los daños del
escaldado convencional a alta temperatura – corto tiempo. Este escaldado en
etapas mejora sustancialmente la textura del producto final. En el caso de
guisantes y judía verde mostraron resultados satisfactorios en cuanto al color
y sabor, mejorando a su vez la textura de la judía verde, produciéndose en el
caso del guisante importantes pérdidas de sustancias solubles, 33% de su
contenido inicial de ácido ascórbico (Paulus et al., 1975). Así como también en papas fritas (Aguilar et al., 1998), en tejidos de papa
(Canet, 1980), se presentaron mejoras en la textura.
Todos estos efectos negativos del escaldado, tratados anteriormente,
unido al coste energético del mismo y la polución que producen, están relacionados
con la técnica de escaldado empleada y con las condiciones del producto. Los
dos procedimientos tradicionalmente más empleados son el escaldado por
inmersión en agua caliente, con el cual se trabajará en este estudio y la
aplicación de vapor directo.
2.2.1. Escaldado en agua
Consiste en sumergir las frutas y hortalizas, enteros o troceados, en
un baño de agua caliente. El tiempo y la temperatura dependen del tipo y tamaño
del producto, oscilando normalmente entre 3 y 10 minutos, y a 65 y 100 ºC. Esta
técnica generalmente ocasiona un ablandamiento de los tejidos del producto. (Monzini
et al., 1969), demostró estas
alteraciones (ablandamiento) en la calidad de los vegetales mediante técnicas
histológicas. Además, el efecto del calor durante el escaldado, permita que
exista una filtración de micronutrientes por solubilización, remoción de aire y
alteraciones en el color del producto terminado (Brennan et al., 1980). Para disminuir los efectos negativos de este tratamiento,
se han modificado las técnicas del escaldado. En pruebas de resistencia al
corte, en rebanadas de papa, se ha demostrado que esta es mayor cuando la
temperatura de escaldado disminuye (Canet, 1989).
El escaldado por inmersión en agua a temperaturas menores a las de
ebullición (55 y 70 ºC) durante un tiempo mayor a 10 minutos, durante este
pretratamiento se produce una menor solubilización de las sustancias pécticas,
obteniéndose tejidos más firmes en el producto final (Ooraikul, 1984).
Canet et al., (2005)
estimaron la optimización del escaldado a baja temperatura para la retención de
la firmeza de la papa variedad Kennebec y su efecto al previo almacenamiento en
las propiedades de compresión. Demostrando así que la baja temperatura en el
escaldado más allá del proceso y anterior al cocinado y congelación + cocción,
incrementa la retención de firmeza como medida de los parámetros de compresión.
El aumento en la firmeza con respecto al escaldado de las papas disminuyó en el
orden: escaldado a 60 ºC por 60 min y cocinado > escaldado a 60 ºC por 60
min congelado y cocinado > escaldado a 60 ºC por 60 min. Los tubérculos de
la papa fueron mantenidos en almacenamiento, refrigerado y la firmeza, la
actividad de pectinesterasa y el contenido de materia seca fueron
periódicamente determinadas sobre un tiempo de 80 días. En la fase temprana de
almacenamiento, la actividad pectinesterasa perdió el 40 % de su valor original
después de 60 min a 60 ºC, indicando que la contribución de almidón rompieron
los productos a la firmeza de cocción y congelado, en las muestras de papa escaldadas
fue predominando el efecto de la actividad enzimática. Con el aumento del
tiempo de almacenamiento, la actividad pectinesterasa medida en el tejido
fresco incrementó en el 95 % de su valor original después de 35 días, esto
resulta en cambios de pectipolimeraza la cual elaborada por una textura firme y
diferente en comportamiento pectinesterasa contra escaldado a baja temperatura
por tiempo largo.
Un diseño de compuesto notable fue usado para estudiar los efectos de
variación en niveles de temperatura (52.93 – 67.07 ºC) y tiempo (31.72 – 88.28
min) sobre parámetros de compresión y actividad pectinesterasa. Puntos fijos
mostraron una resistencia mecánica máxima teniendo temperaturas y tiempos
críticos en los rangos de temperatura 58 – 60 ºC y tiempo 66 – 75 minutos
usados para cada variable independiente.
Los resultados mostraron una alta correlación entre la actividad
pectinesterasa y la firmeza del tejido, sugiriendo que la contribución de los
cambios en la composición de la pared celular de la papa congelada y cocinada
incrementó con el aumento del tiempo en almacenamiento y alcanzó un máximo en
los pasos intermedios de almacenamiento (35 días). La fuerza de ingeniería,
probó ser el parámetro de compresión más apropiada para detectar el efecto que
la actividad pectinesterasa produjo sobre los tejidos de las papas cocinadas y
congeladas como una consecuencia del escaldado a baja temperatura – tiempo
largo bajo estas condiciones.
Álvarez et al., en el 2004,
determinaron la caracterización reológica de los tejidos de papa en la variedad
Monaliza escaldada y fresca. Las propiedades reológicas de los tejidos de la
papa fresca y cocida por 15 minutos en agua hirviendo fueron deformadas en un
menor y mayor área por compresión uniaxial, corte, tensión uniaxial, ciclos
sucesivos de tensión – relajación y los análisis del perfil de textura también
fueron evaluados. La pérdida estructural del tejido bajo compresión ocurrió
siempre a lo largo en un único plano de máximo corte de fuerza, mientras las
muestras extensibles en fresco fallaron bajo tensión. Las pruebas extensibles probaron
mejor los métodos por los cuales fueron para determinar los parámetros de la pérdida
de modelo en la papa cocida, desde que esto fue posible para observar 2 modos
diferentes de pérdida con esta técnica. Modos equivalentes de fallo causaron
deterioro a la pared celular y a la separación de la célula y cambios en
componentes estructurales causados por la cocción, resultó más fácil
identificar con pruebas extensivas. El módulo elástico instantáneo pudo ser
relacionado en la presión interna de la célula y la gelatinización del almidón y
unidades viscoelásticas, aparecieron para reflejar las propiedades de
viscoelasticidad de sustancias pécticas y hemicelulosas, respectivamente.
En otro estudio realizado, Álvarez et
al., en el 2001, evaluaron la cinética del mantenimiento térmico del tejido
de la papa variedad Monalisa después de realizar diferentes métodos de
escaldado, concluyendo que el escaldado a vapor y por aire caliente produce
mayores daños en la textura de la papa siendo inaceptable por el consumidor.
Los métodos de escaldado utilizados en esta investigación fueron por vapor,
vapor más aire caliente y microondas. Las muestras de papa fueron cortadas en forma
cilíndrica de dimensiones de 25,4 mm de diámetro y 10 mm de alto. Estas fueron sometidas
a una temperatura de 100 ºC por 5, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos para el
escaldado por vapor y 200 - 300 ºC por 4,5 hasta 8,5 minutos para el escaldado
por vapor más aire caliente. El escaldado en microondas se realizó en un horno MDS
– 2000 (CEM Corporation, Buckingham, UK) a una calefacción de 2.450 MHz por 1,
2.5, 3.5, 5, 7.5, 10, 12.5 y 15 minutos. En los escaldados por vapor y vapor
más aire caliente, la temperatura del aire y del centro de las muestras fue monitoreado
por un K-Type termopar (NiCr/NiAl; - 200 ºC + 1000 ºC) usando un desarrollado
sistema de hardware y software con el paquete de laboratorio Windows/CVI
(Nacional Instruments, Madrid España) por automatización del control de proceso
termal. En complementación de todos los tratamientos, las muestras fueron
enfriadas en agua helada por 3 minutos hasta alcanzar 20 ºC a razón 1:5
peso/volumen.
El test de textura realizado a las diferentes muestras de papa
escaldadas, fueron compresión, resistencia al corte y test de tensión. El test
de compresión se hizo usando un equipo Instron Food Testing Instrument modelo
4501, usando un micro sistema TA-HD 250 a porcentaje de deformación de 200 mm min
-1. Diez replicas fueron llevadas a cabo por cada uno de los test de mecánica.
El test de resistencia al corte en las muestras, se realizó usando una celda
para cortar a un porcentaje de deformación de 400 mm min. -1, hasta dar la
máxima fuerza de corte. Las razones de firmeza por fuerza de corte mostraron
que aproximadamente el 16 % de firmeza de la papa fresca es retenida después de
los tratamientos a vapor, como en comparación a 46 % y 36 %, respectivamente
por vapor más aire caliente y microondas. De igual manera el test de tensión
fue realizado como al de compresión a un porcentaje de deformación de 100 mm min
-1.
La examinación de la estructura del tejido de las muestras de papa
escaldadas por los métodos anteriormente mencionados, fue hecha por SEM usando
un microscopio Hitachi modelo S-2500. Las muestras de tejido tomadas fueron fijadas
en alcohol etílico al 50 o 70 % (90 ml.), ácido acético glacial (5 ml), y
formol (5 ml) por dos horas. Deshidratando en una serie de volúmenes de etanol
de concentración incrementada a 80 % y 90 %, las muestras fueron sumergidas por
15 minutos y 2 veces en etanol al 100 % por 1 hora. Finalmente las muestras
fueron preservadas en acetona hasta que se le examinó la estructura del tejido
para determinar así la influencia del escaldado en este.
Otro parámetro importante en el análisis de la firmeza de la papa
escaldada tuvo lugar en la pérdida de humedad en donde se mostró un incremento
en las razones de firmeza de las muestras por la merma de agua. El contenido de
humedad de las muestras después de los tratamientos con vapor, vapor más aire
caliente y microondas fue determinado por secado en un horno microondas Philips
(modelo M-718, 700 W) con rendimiento de potencia a 70 %. El pesado fue
ejecutado en una balanza analítica Mettler AT 100 con medición de precisión de
0,00001 g. Las muestras fueron pesadas cada 5 minutos hasta obtener peso
constante. Diez determinaciones fueron llevadas a cabo por cada tratamiento.
Harada et al., en 1985, evaluaron
la influencia de la temperatura y tiempo en la cinética de cocimiento en tres
variedades de papa. Para este estudio, se usaron rebanadas de cada una de las
variedades de papa de 6 mm de grueso y 30 mm de diámetro donde fueron tratadas
en agua a 90, 100 y 110 ºC por variación de tiempos. Las propiedades
sensoriales, físicas y químicas fueron estudiadas. Los cambios durante la cocción
a una temperatura constante fueron matemáticamente descritos por un orden cero
(textura – gusto) en un primer orden (fuerza de corte, materia seca, pectina,
amilasa soluble, tamaño de la célula). El contenido de almidón permaneció
constante. La dependencia de la temperatura del índice constante pudo siempre
ser descrita por una ecuación de primer orden. Las correlaciones establecidas
entre cinéticas de diferentes propiedades mostraron que el comportamiento de
ciertas propiedades de la papa pueden ser anticipadas por fuerza de corte.
Agblor et al., (2000)
determinaron la influencia de diferentes condiciones de escaldado en las
propiedades físicas de dos variedades de papa Russet Burbano y Shepody,
utilizadas para elaborar papas a la francesa, obteniendo como resultado que el
escaldado en agua a bajas temperaturas y largos periodos de tiempos conserva
mejor la textura y el color de la papa, en comparación con el escaldado a altas
temperaturas y cortos periodos de tiempo.
Previo al proceso de escaldado los tubérculos de papa fueron cortados
por la mitad para obtener bastones de papa de dimensiones de 1,5 cm. de grosor
y 10 cm. de largo usando un cutter fry (Bloomfiel Industries, Chicago, IL). Los
bastones de papa fueron escaldados a temperaturas y tiempos de 70 ºC x 10 min, 85
ºC x 2 min y 97 ºC x 2 min. El proceso de fritura de los bastones de papa
escaldados fue a 182 ºC por 1 min y 166 ºC por 2,5 min. La evaluación de la
textura de estos se hizo por medio de un test de penetración para determinar pico
de fuerza y pico de deformación, dando como resultado que los bastones de papa
escaldados y freídos por baja temperatura y tiempo largo, presentaron largo
pico de fuerza y pico de deformación que el proceso de escaldado y freído por
alta temperatura y tiempo corto.
Otro estudio relacionado con los cambios que se producen en la textura
de la papa por el escaldado en agua fue el realizado por Bóntovics et al., quienes en 1999, determinaron
que el contenido de almidón influye en la microestructura del tejido,
principalmente en tiempos de escaldado que superan los 120 y 180 segundos.
Igualmente Maté et al., en
1998, determinaron la influencia del tiempo de escaldado en la calidad
estructural en rebanadas de papa empleando la variedad Accent, observando que
los mayores cambios en la textura ocurren después de los 2 primeros minutos de
escaldado.
Las propiedades mecánicas de las rebanadas de papa se monitorearon
durante el escaldado como indicadores de cambios estructurales. El resultado
del escaldado dio lugar a la debilitación de la estructura de la papa. La
gelatinización de los gránulos de almidón el cual ocurrió durante los dos
primeros minutos, no hizo promover un inmediato debilitamiento del tejido de la
papa. Un 80 % de sus cambios en las propiedades mecánicas ocurrieron durante
los primeros 30 minutos de escaldado. Las rodajas de papa escaldadas por 2 y 30
minutos fueron secados en un secador de aire convectivo a 48 ºC para determinar
porosidad, masa y densidad verdadera. Los resultados indicaron que los cambios
ocurridos durante los 2 primeros minutos de escaldado, tuvieron una influencia
muy grande en la calidad estructural de secado de las rebanadas de papas, que
los cambios que ocurrieron desde los 2 minutos hasta los 30 minutos de
escaldado.
Las dimensiones de las rebanadas de papa, fueron de a 4 cm. de diámetro
y 0,8 cm. de espesor, el peso de las rebanadas fueron medidos y solo aquellas
entre 9,5 y 10,5 g de rango fueron usados en los experimentos. El escaldado se
llevó a cabo situando las rodajas de papa en agua destilada a 90 ºC por tiempos
comprendidas entre 2 y 30 minutos. Después de esto, las muestras tratadas se
enfriaron en agua fresca. Después de realizado el escaldado de las muestras de
papa, estas se sometieron a la prueba de compresión que consiste en la fuerza
de rompimiento uniaxial en la compresión de las rodajas, en un tipo dinámico de
sobrecarga S 900 (Overload Dynamics, Schiedan NL) con un censor cargado con 200
N y 10 mm/min cabeza de velocidad. La determinación de la gelatinización de los
granulos de almidón se hizo por pérdida de birrefringencia en luz polarizada.
Un microscopio óptico fue utilizado para este análisis.
Platt et al., (1991), estudiaron
los cambios que sufre la textura de zanahorias y papas deshidratadas,
escaldadas a temperaturas de 75, 80, 85 y 90 ºC por tiempos menores a 10
minutos y recomiendan que al controlar el tiempo de inmersión se obtienen
mejores texturas en el producto final.
(Bartolome y Hoff, 1972), afirman que la acción de la enzima pectinesterasa
es el mecanismo más importante que mantiene y mejora la firmeza en el procesado
de vegetales. Dicha enzima permanece inactiva a temperaturas menores que 50 ºC,
activándose a temperaturas superiores a 60 ºC, e inactivándose por encima de 73
ºC. El postulado de Bartolome y Hoff indica que entre 60 y 73 ºC el plasmalema
celular pierde su integridad, difundiéndose seguidamente en la membrana celular
cationes (fundamentalmente K+) que activan la pectinesterasa; ésta hidroliza los
grupos metil éster de los materiales pécticos, dejando libres grupos
carboxílicos que forman sales con los cationes divalentes presentes en los tejidos
(Mg2+ y Ca2+). La formación de los pectatos une moléculas pécticas adyacentes,
dando como resultado una mayor firmeza en la textura y estructura del producto.
Gonzáles-Aguilar et al., en el 2007, determinaron la optimización del bio-proceso de
la termo-activación enzimática de la pectinmetilesterasa in situ en rodajas de
papa (Solanum tuberosum L) frita para
mejorar algunos parámetros de calidad, concluyendo de esta manera que el
escaldado a baja temperatura por tiempos largos aumenta la firmeza de las
rodajas de papa frita.
Para la realización del bio proceso, se
colocaron rodajas de papa de dimensiones de 0,6 mm de grosor en agua en
relación 1:4, por tiempos de 10, 20 y 30 minutos a temperaturas de 55, 60 y 65
ºC, utilizando como control rodajas de papa no escaldadas. La actividad
pectinmetilesterasa en las rodajas escaldadas se determinó con el método de Wood
y Siddiqui, (1971). Para la fritura de las rodajas de papa se utilizó aceite de
palmoleína a una temperatura de 180 ºC, durante 80 segundos, el color de las
rodajas se midieron por medio de un colorímetro Mino
lta CR-300, y por último la firmeza, se
midió con un analizador de textura TA.XT2º (Texture Technologies Corporation, Scarsdale
NY/Stable Micro Sistemas, Haslemere, Surrey, UK).
Los resultados indicaron que los
tratamientos térmicos incrementaron notablemente la firmeza de las rodajas de papa.
Las condiciones del tratamiento en donde se observó mayor firmeza (por encima
del control, 1,51N) fueron a una temperatura de 60 °C y tiempos de 10 y 20
minutos, encontrando valores de 2,17 N y 2,18 N respectivamente. Siguiéndole a
éstas, el tratamiento a 55 °C en los mismos tiempos. La firmeza obtenida en el
tratamiento térmico persistió después de fritura. Para la firmeza post- fritura
los valores mas altos encontrados fueron a 55°C con 20 minutos y a 60 °C y 10
minutos. Estos últimos resultados concordaron con los valores más altos
encontrados en la actividad enzimática, así que el incremento de firmeza se
puede atribuir a la actividad enzimática presente. En cuanto a la absorción de
grasa, según los resultados obtenidos, se presentó una alta absorción de
aceite, siendo menor en los tratamientos de 55 y 60 °C durante 10 minutos, pero
todos los valores obtenidos se encontraron por encima del control. El color de
las rodajas de papa, sometidas al tratamiento térmico se mejoró después de la
fritura, obteniendo papas más blancas en los tratamientos de 60 °C a temperaturas
de 10 y 30 minutos.
Blahovec
et al., (1999) estudiaron el efecto
del cloruro de calcio a diferentes concentraciones sobre la textura de la papa
escaldada. Para el desarrollo de la investigación, se realizó un escaldado por
inmersión empleando temperaturas de 60, 70 y 80 ºC por tiempos de 10, 20 y 30
minutos, a concentraciones de cloruro de calcio del 0,25, 0,5 y 1 %. De los
resultados obtenidos, se mostró que la papa escaldada con la sal de calcio al
0,5 %, es la que en mejores condiciones retiene la firmeza del tubérculo en las
3 temperaturas del tratamiento térmico por tiempos prolongados.
__________________________
3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Materia Prima
Se
utilizaron tubérculos de papa de la variedad Única provenientes del municipio
de Chitagá, y adquiridos en la plaza del mercado nuevo de la ciudad de
Pamplona. La cantidad de papa utilizada fue de 20 kg. Los tubérculos fueron
seleccionados por su forma, tamaño y color, se adecuaron y se almacenaron en un
cuarto frío a una temperatura de 7 ºC y humedad relativa del 82 % por el tiempo
en que se desarrolló el estudio
3.1.1. Cloruro de Calcio
Se
utilizó cloruro de calcio a una pureza del 95 %, donde la cantidad requerida
para realizar el escaldado fue de 50 gramos, con el cual se obtuvo una solución
de cloruro de calcio del 0,5 %
3.1.2. Métodos
3.1.3. Preparación de la Muestra
Los
tubérculos de la papa fueron pelados y cortados de forma manual y de ellos se
extrajeron cubos de dimensiones de 2x2x2 cm.
El
estudio investigativo fue realizado en el laboratorio de fermentados de la
planta piloto de vegetales, del instituto de investigaciones en ciencia,
ingeniería y tecnología de los alimentos “ICITAL” de la universidad de
Pamplona.
3.1.4. Determinación del
contenido de Almidón y la Textura inicial de la papa.
3.1.4.1. Contenido de Almidón
El
porcentaje de almidón en la papa variedad Única fresca, se determinó hallando
en primer lugar el contenido de sólidos secos totales, aplicando un secado
descrito por la AOAC de 1984, método 930.15, el cual se llevó a cabo en un
horno eléctrico (mufla) E & Q a 130 ºC bajo presión atmosférica normal por
1,5 horas, hasta alcanzar peso constante de las muestras (ver anexo No 1). Este
experimento se realizó por duplicado en cada una de las muestras a analizar.
Posteriormente, se calculó el contenido de almidón de la papa, utilizando la
siguiente ecuación de Von Scheele et al.,
(1937).
%
Almidón = 17,546 + 0,891 (% Sólidos seco – 24,18).
3.2. Textura inicial de la Papa
El
análisis del perfil de textura de los cubos de papa fresco, se midió con un
Texturómetro TA plus LLOYD con software Nexygen incorporado, donde los
parámetros medidos fueron dureza, masticabilidad, adhesividad, cohesividad,
elasticidad y gomosidad. Para ello se empleó una fuerza de compresión o triger de 50 gf, una velocidad de 50 mm/min y porcentaje de
compresión del 5 %. (Aguilar et al,
1997). Este análisis se realizó con diez repeticiones en cada uno de los cubos
de papa de 2x2x2 cm.
3.2.1. Selección de las
condiciones de Escaldado.
Partiendo
de las publicaciones realizadas por diferentes autores relacionas con el
proceso de escaldado en papa, se establecieron las siguientes condiciones: los
tiempos seleccionados fueron 5, 10 y 20 minutos, para cada una de las temperaturas
de escaldado de 55, 65 ºC y 75 ºC (Álvarez
et al., 2002; Agblor et al.,
2000; Verlinden et al., 2000;
Aguilera et al., 1999; Blahovec et al., 1999; Kaur et al., 1999; Aguilar et al., 1997; Canet, 1986).
3.2.2. Evaluación de la
estabilidad de la peroxidasa y los cambios que produce el escaldado en la textura de la papa
variedad Única.
3.2.3. Escaldado
El
escaldado de los cubos de papa se llevó a cabo en un baño termostatado E & Q
con agua destilada no recirculada (ver anexo 2), empleando tiempos de 5, 10 y
20 minutos, para cada una de las temperaturas de escaldado de 55, 65 y 75 ºC,
las cuales se monitorearon con un termómetro digital para comparar la
temperatura registrada por el baño, con respecto a la del termómetro. Luego del
proceso térmico, las muestras se trasfirieron a un vaso de precipitado de 1000
ml con agua destilada a una temperatura de 4 ºC ± 2 ºC por un tiempo de 5 minutos. Por ultimo, las muestras se
escurrieron por 1 minuto y se empacaron en bolsas de polietileno de baja
densidad para sus respectivos análisis (ver anexo 2). El escaldado se hizo por
duplicado empleando 30 cubos de papa por cada sesión en 4,5 litros de agua
destilada.
Los
tratamientos efectuados en la papa, en los tres tiempos se especificaron como:
Tabla No 1. Nomenclatura de
los tratamientos utilizados en el escaldado de la papa
|
Tratamiento
|
Temperatura x tiempo (ºC x
min)
|
|
t1
|
55 x 5
|
|
t2
|
65 x 5
|
|
t3
|
75 x5
|
|
t4
|
55 x 10
|
|
t5
|
65 x 10
|
|
t6
|
75 x 10
|
|
t7
|
55 x 20
|
|
t8
|
65 x 20
|
|
t9
|
75 x 20
|
|
Testigo (t10)
|
------
|
3.2.4. Evaluación cualitativamente
de la efectividad del escaldado.
Se
realizó en base a la actividad de la peroxidasa, en los cubos de papa
escaldados a 55, 65 y 75 ºC por tiempos de 5, 10 y 20 minutos, siguiendo el
procedimiento descrito por (Salfield J. R, 1977), el cual consistió en aplicar
gotas de guayacol y peroxido de hidrógeno a la concentración de 1 y 1,5 %
respectivamente, en las muestras de papa partidas por la mitad (ver anexo 3)
3.2.4.1. Evaluación objetiva
de la peroxidasa mediante la medida del Color
Este
parámetro se midió en los cubos de papa fresco y escaldados partidos por la
mitad y sometidos a la prueba de la peroxidasa, empleando un
espectrofotocolorímetro Minolta CR – 300 (Metrolab International) monitoreando
en el espacio CIE L*, a* y b*, para la cuantificación de la actividad de la
enzima.
3.3. Contenido de Almidón
El
porcentaje de almidón en la papa variedad Única escaldada, se determinó de
igual manera que en el numeral (3.1.4.1).
3.3.1. Textura de la papa
escaldada
El
análisis del perfil de textura de los cubos de papa escaldado se realizó de
igual forma que en el numeral (3.2.).
3.3.2. Evaluación de la
acción del cloruro de calcio sobre la textura en la papa escaldada.
3.3.3. Escaldado en solución
de Cloruro de Calcio
El
escaldado de los cubos de papa con cloruro de calcio en agua destilada no
recirculada, se realizó a una concentración del 0,5 % (Blahovec et al., 1999), siguiendo el mismo
procedimiento al escaldado anterior, tan solo que el tratamiento se hizo a 75
ºC por 5 y 10 minutos, por lo que a esta temperatura se logró inhibir la
actividad de la peroxidasa y se preservó en mejor estado la textura de la papa (ver
anexo 2)
3.3.4. Actividad Enzimática
Se
realizó en base a la actividad de la peroxidasa, en los cubos de papa testigo y
escaldados a 75 ºC por tiempos de 5 y 10 minutos, siguiendo el mismo procedimiento
descrito en el numeral (3.2.4) ver anexo 3.
3.3.4.1. Medida del Color
Este
parámetro se midió en los cubos de papa fresco crudo y escaldado a 75 ºC por 5
y 10 minutos, siguiendo de igual forma el procedimiento descrito en el numeral
(3.2.4.1).
3.4. Contenido de Almidón
El
contenido de almidón en la papa escaldada con y sin cloruro de calcio a 75 ºC
por 5 y 10 minutos, se realizó de acuerdo a lo referenciado en el numeral
(3.1.4.1).
3.4.1. Textura de la papa
escaldada con y sin cloruro de calcio al 0,5 %
El
análisis del perfil de textura de los cubos de papa escaldados con y sin la
adición de cloruro de calcio a 75 ºC por 5, y 10 minutos, se midió con un
Texturómetro TA plus LLOYD, de forma similar al numeral (3.2.).
3.5. Análisis Estadístico
Para
determinar si existen diferencias significativas entre los análisis aplicados a
la papa como el test del perfil de textura, contenido de almidón, actividad de
la peroxidasa y la medida objetiva del color, este se realizó por medio del
paquete estadístico SSPS 13.0 mediante la técnica estadística del análisis de
varianza (ANOVA UN FACTOR) en la que se empleó un nivel de significancia del 95
%.
___________________________________
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. Contenido de Almidón
El
contenido de almidón en la papa esta relacionado con la calidad del tubérculo,
siendo este un factor muy importante en la composición del producto para
determinar su textura.
El
grafico No 1 muestra los valores obtenidos del porcentaje de almidón de la papa
variedad Única testigo y escaldada.
El
porcentaje de almidón presente en el tubérculo de la papa variedad Única,
sometida a un proceso térmico de 55, 65 y 75 ºC por 5, 10 y 20 minutos, en
comparación con la papa fresca (testigo) es menor, por lo que de esta forma, se
evidencia que su contenido se ve afectado por el escaldado.
En la papa escaldada a 55 ºC por los
tiempos citados anteriormente, se observa que a medida que transcurre el tiempo
en el proceso térmico, el almidón disminuye considerablemente, debido a que
cierta cantidad de éste se solubiliza en el medio acuoso sometido y porque se
ha comprobado la disminución del polisacárido por el efecto que ocasiona el
escaldado (Canet et al., 2005). El
contenido de almidón en la papa escaldada a 65 ºC aumenta en los primeros 5
minutos y luego tiende a disminuir mínimamente en los últimos 10 y 20 minutos,
hecho que puede ser debido a que en estos últimos minutos la temperatura
interna real en los cubos de papa fue mayor a 60 ºC (61.9 ºC), temperatura reportada
como necesaria para que se lleve a cabo el proceso de gelatinización del
almidón (Lindeboom et al., 2004). La
variación mínima del porcentaje de almidón en la papa tratada a 65 ºC en los
dos últimos tiempos, se debe a que no todos los gránulos se gelatinizan de
forma simultanea, ya que factores como el tamaño del gránulo, contenido de
amilasa y amilopectina, pH, contenido de agua y contenido de sales, hacen que
cada gránulo varíe en su temperatura de gelatinización (Evans et al., 1982). Las muestras escaldadas a
65 ºC con respecto al de 55 ºC a iguales tiempos, presentan un mayor contenido
de almidón.
Una mayor temperatura de gelatinización
en almidones, refleja una mayor estabilidad interna del gránulo de almidón,
normalmente asociada a una mayor presencia de zonas semicristalinas y a un
mayor contenido de amilosa (Imberty, 1988). Además se reportó que la
temperatura de gelatinización en tubérculos es menor que en cereales porque el
gránulo de almidón absorbe rápidamente agua debido al debilitamiento entre las
fuerzas de atracción de las moléculas (amilosa/amilopectina), fenómeno asociado
a una menor presencia de amilosa y a una mayor presencia de regiones
cristalinas dentro del gránulo que requieren menos temperatura de
calentamiento.
El contenido de almidón en la papa
escaldada a 75 ºC por 5, 10 y 20 minutos es más alto que en los cubos
escaldados a 55 y 65 ºC, debido a la completa gelatinización de los gránulos de
almidón.
Gráfico No 1. Porcentaje de almidón de la papa variedad
Única fresca y escaldada a diferentes condiciones de escaldado.
De esta forma, se puede evidenciar que
el contenido de almidón presente en la papa, se ve afectado por el escaldado a
baja temperatura por tiempo prolongado, situación que se aprecia en los cubos
de papa escaldados a 55 ºC por 5, 10 y 20 minutos.
A continuación, en la tabla 2 se
muestra el resumen de los resultados del análisis estadístico del porcentaje de
almidón en la papa testigo y tratada a diferentes condiciones de escaldado.
Tabla No 2. Resumen del
análisis estadístico del almidón contenido en la papa
|
Tratamiento
|
% de Almidón
|
|
Media ± desviación estándar
|
|
|
1
|
15,4845 ± 0,4693 *
|
|
2
|
16,0096 ± 1,5876
|
|
3
|
16,6754 ± 0,0753
|
|
4
|
14,6567 ± 0,1412 *
|
|
5
|
15,4871 ± 0,7213 *
|
|
6
|
16,9421 ± 0,3017
|
|
7
|
14,4479 ± 0,4257 *
|
|
8
|
15,6737 ± 0,3702
|
|
9
|
16,2688 ± 1,6165
|
|
Testigo
|
17,2991 ± 0,2378
|
|
r-valor
|
0.066
|
n = 20; r-valor ³ 0.05 no existen diferencias significativas para un nivel de
significancia del 95 %; * en la columna existen diferencias significativas con
respecto a la testigo.
Según
el análisis ANOVA, no existe diferencias significativas en el contenido de
almidón presentado en la muestra sin escaldado (testigo) con respecto a las
escaldadas. Sin embargo, de acuerdo al análisis de comparaciones de medidas
(DMS) existen diferencias mínimas significativas entre la muestra testigo
(tratamiento 10) y los tratamientos aplicados a 55 ºC y con respecto a la papa
escaldada a 65 ºC por 10 minutos. Tratamiento que según el gráfico 1,
inducieron a una mayor pérdida del contenido de almidón inicial.
4.1.1.
Textura inicial de la papa
La
papa cruda (testigo) presentó una propiedad mecánica de dureza de 73,8313 N,
masticabilidad de 0,0039 Nm, una adhesividad de -0,00002 Nm, cohesividad de
0,0698, elasticidad de 0,7409 mm y una gomosidad de 5,1155 N. (ver gráfico 5 al
10 ).
4.1.2.
Condiciones de escaldado para la papa
De las publicaciones realizadas por
ciertos autores en el escaldado de papa, las condiciones estimadas fueron:
temperaturas de 55, 65 y 75 ºC y tiempos de 5, 10 y 20 minutos para cada una de
las temperaturas anteriores (Álvarez et
al., 2002; Agblor et al., 2000;
Verlinden et al., 2000; Aguilera et al., 1999; Blahovec et al., 1999; Kaur et al., 1999; Aguilar et al., 1997; Canet, 1986).
4.1.3. Evaluación de la
estabilidad de la peroxidasa y de los cambios que produce el escaldado en la
textura de la papa.
Realizado el escaldado de los cubos de
papa, a partir de las condiciones antes mencionadas, se evaluaron los
siguientes parámetros.
4.1.4.
Estabilidad de la Peroxidasa en la papa escaldada
La actividad de la peroxidasa en los
cubos de papa variedad Única escaldados a 55, 65 y 75 ºC por un tiempo de 5, 10
y 20 minutos en agua destilada no recirculada, fue más activa en las muestras
tratadas a 55 y 65 ºC, ya que estas al someterlas a la prueba con el peróxido
de hidrógeno al 1.5 % y guayacol al 1 % descrita por (Salfield, J. R., 1977),
cambiaron rápidamente el color inicial de su superficie a tonalidades café
claro, evidenciando de esta manera la existencia de la enzima. Sin embargo
aunque todas las muestras de papa escaldadas y sometidas a la prueba de la
peroxidasa aparentemente dieron positivo, fueron los cubos tratados a 75 ºC en
los tres tiempos quienes reaccionaron de manera muy lenta al cambio de
coloración en su superficie, indicando en mínima parte la actividad de la
peroxidasa. Dato que corrobora a los obtenidos por Rivera et al., en el 2003, en papa criolla precocida a 75 ºC ± 2 ºC por 16 – 18 minutos, donde encontraron que la inactivación de la
enzima peroxidasa en papas precocidas depende del diámetro del tubérculo. 24
horas después del tratamiento térmico, se observó que los cubos de papa
escaldados a 55 y 65 ºC, tomaron una coloración azul violáceo en su superficie,
a diferencia de las muestras tratadas a 75 ºC que conservaron en mejor estado
la apariencia del color. De esta forma, el escaldado a 75 ºC por 5, 10 y 20
minutos fue el que mejor contribuyó a la inactivación de la peroxidasa en la
papa.
Para dar una mayor objetividad y cuantificar
la evaluación de la actividad de la peroxidasa, se utilizó un
espectrofotocolorímetro bajo el cual se especificó el color en un espacio
CIELAB. Estos resultados se pueden apreciar en los gráficos 2, 3 y 4.
Las
muestras testigo una vez realizada la tinción con guayacol rápidamente, tornó
un color café claro, demostrando la presencia activa de la enzima peroxidasa.
Este color se caracterizó instrumentalmente viéndose representado por una
luminosidad de 30.61 (gráfico 2), una tonalidad representada en a* de 7.78
(gráfico 3) y en b* de 8.04 (gráfico 4).
El
espacio de color L* representa la actividad de la peroxidasa en los cubos de
papa frescos y escaldados.
Analizando
los resultados para las muestras de papa escaldada y en el caso de la
luminosidad (gráfico 2), se observa que en los tratamientos aplicados a 55 ºC
no fueron eficientes en la inactivación de esta enzima, ya que la luminosidad
mostrada en estas muestras representó valores aproximados a la testigo. Para
los tratamientos de 65 y 75 ºC en los 3 tiempos se presentó, según resultados
de la luminosidad, una inhibición en la actividad de esta enzima siendo más
efectivo los tratamientos a 75 ºC. Sin embargo el tratamiento a 65 ºC por un
tiempo de 5 minutos demuestra una mejor eficiencia (gráfico 3). Caso que
nuevamente se observó en los valores de b* (gráfico 4). Presentando en este
caso un mejor tono amarillo que en el presentado en la muestra testigo.
Gráfico No 2. Luminosidad de la papa fresca y escaldada
luego del análisis de la peroxidasa
De
todos los tratamientos y según resultados presentados en la evaluación de la
actividad de la peroxidasa a partir del color, el escaldado a 75 ºC en los 3
tiempos evaluados, fue el que mejor inhibe la actividad de la peroxidasa.
Grafico No 3. Valores de a* en la papa fresca y escaldada
previo al análisis de la peroxidasa
Grafico No 4. Valores de b* de la papa fresca y escaldada
previo al análisis de la peroxidasa
A
continuación se muestra los resultados del resumen estadístico del análisis
cuantitativo actividad de la peroxidasa en la papa testigo y escaldada.
Tabla No 3. Resumen estadístico del análisis cuantitativo
de la actividad de la peroxidasa
|
Tratamiento
|
L*
|
a*
|
b*
|
|
Media ± desviación estándar
|
|||
|
1
|
30,1825 ± 2,65519
|
9,6075 ± 1,0500
|
1,1631 ± 0,82250
|
|
2
|
26,5850 ± 2,92742 x
|
9,4725 ± 1,4955
|
2,4147 ± 1,70750
|
|
3
|
20,9550 ± 1,13844 x
|
4,6725 ± 1,4389 x
|
1,2197 ± 0,86250 x
|
|
4
|
29,7450 ± 1,42836
|
12,8225 ± 0,6611 x
|
1,5521 ± 1,09750 x
|
|
5
|
20,3625 ± 0,84499 x
|
6,3375 ± 0,3358
|
0,5727 ± 0,40500 x
|
|
6
|
20,0475 ± 0,35002 x
|
5,2900 ± 0,0141 x
|
0,4773 ± 0,33750 x
|
|
7
|
31,5775 ± 2,45012
|
9,0450 ± 0,4454
|
2,0364 ± 1,44000
|
|
8
|
21,2000 ± 0,89095 x
|
6,9000 ± 1,3717
|
0,8167 ± 0,57750
|
|
9
|
20,7250 ± 0,53033 x
|
7,5250 ± 1,2515
|
1,4000 ± 0,99000
|
|
Testigo
|
30,6100 ± 0,39598
|
7,7850 ± 0,6858
|
0,8838 ± 0,62500
|
|
r-valor
|
0,000
|
0,000
|
0,000
|
n
= 2; r-valor £ 0,05 existen diferencia significativa a
un nivel del 95 %; x en las
columnas, existen diferencias significativas con respecto al tratamiento
testigo.
Teniendo
en cuenta que la muestra de papa testigo, (tratamiento 10), presenta una mayor
actividad de la peroxidasa, los tratamientos de escaldado que logren inhibir
esta actividad, es decir las cuales presenten diferencias con respecto a la
testigo, serán los más eficaces. Partiendo de esta premisa y de los resultados
estadísticos ANOVA y DMS, los tratamientos que inhiben esta actividad son el
tratamiento (t3) y el tratamiento (t6).
4.1.4.1. Textura de la papa cruda y escaldada
Los resultados de la
textura de la papa escaldada con respecto a la cruda (testigo) se muestran en
cada uno de los siguientes gráficos.
Las propiedades mecánicas analizadas,
como la dureza en los cubos de papa escaldados en los 3 tiempos, presentan
valores inferiores al de la testigo (73,8313 N), siendo las muestras tratadas a
55 ºC por 5 minutos las que muestran el valor más alto en este parámetro
(57.5263 N) con respecto a los demás tratamientos. Como se puede observar en el
gráfico 5, a medida que se prolonga el tiempo del escaldado en las muestras
tratadas a 55 ºC, la dureza disminuye, debido al ablandamiento que sufren los
tejidos del tubérculo a consecuencia de la temperatura (Hughes et al., 1975).
Gráfico
No 5. Dureza de la papa escaldada en relación con la testigo.
Las muestras escaldadas a 75 ºC en los
3 tiempos, presentan mayor dureza que las tratadas a 65 ºC por los mismos
tiempos, debido a que pudo ver sido por la activación de la enzima
pectinesterasa, ya que esta enzima se activa a temperaturas superiores a los 62
ºC e inactivándose por encima de los 73 ºC, en la cual la temperatura interna
de los cubos de papa tratados a 75 ºC oscilaban entre los 70.8 y los 71.9 ºC.
La activación de esta enzima, conduce a la formación de pectatos con cationes
divalentes presentes en los tejidos del vegetal (Mg+2 y Ca+2),
uniendo moléculas pécticas adyacentes, y por lo tanto dando como resultado una
mayor firmeza en la textura del vegetal (Bartolome y Hoff, 1972).
El parámetro de la masticabilidad en
los cubos tratados a 55 ºC por 5 minutos, es más alto al del testigo y a los
demás cubos escaldados, siendo este de 0,0061y el testigo de 0,0039. Lo cual
indica que al someter las muestras tratadas a 55 ºC por 5 minutos, a un proceso
masticatorio, estas opondrán mayor resistencia a ser reducidas en partículas
para su posterior deglución, debido a que el proceso térmico en el lapso de
tiempo dado, no ablanda lo suficientemente la estructura tisular de los cubos
de papa. Esta propiedad mecánica se ve afectada por la temperatura y el tiempo
de duración del escaldado como lo muestra el gráfico 6, en especial en los
tratamientos (t2 y t8).
Gráfico
No 6. Parámetro de la masticabilidad de la papa escaldada en relación con la
testigo.
Por otra parte, la adhesividad en las
muestras tratadas a 65 y 75 ºC por tiempos de 20 minutos, son mayores que en
los demás cubos escaldados y que en la testigo. Debido a que el contenido de
almidón en los tejidos de la papa se ha gelatinizado, produciendo de esta forma
el efecto adhesivo de las muestras en la superficie.
Gráfico
No 7. Adhesividad de la papa escaldada con respecto a la testigo.
El parámetro de la cohesividad de las
muestras de papa tratadas a 55, 65 y 75 ºC en los 3 tiempos empleados, en
comparación con la testigo, éstas son mayor, presentando el tratamiento t2 y t3
los valores más altos 0,3356 y 0,3504 (ver gráfico 8). El aumento de este
parámetro, según lo observado en el gráfico 8, se puede decir que está influenciado
por la temperatura y el tiempo de escaldado a la que son sometidos los cubos de
papa, como lo muestra el tratamiento (t1, t4 y (t7).
Gráfico
No 8. Parámetro de la cohesividad de la papa escaldada con respecto a la testigo.
Con respecto a la propiedad mecánica de
la elasticidad en los cubos de papa, el tratamiento que presenta un mayor valor
que al de la testigo y al de los demás tratamientos, es el (t9) como lo muestra
el gráfico 9, esto es debido a que puede ser por el ablandamiento de los tejidos
la papa.
Gráfico
No 9. Parámetro de la elasticidad de la papa escaldada con respecto a la testigo.
Por otra parte el parámetro gomosidad
en las muestra de papa escaldadas, es mayor en los tratamientos (t1), (t4) y
(t7), que al del tratamiento 10 (testigo) y al de los demás tratamientos en los
3 tiempos, (ver gráfico 10). Esta propiedad mecánica se puede ver afectada por
la temperatura y el tiempo de escaldado a la que es sometida la papa, como se
aprecia en los tratamientos t2 y t8 de la tabla 4 con respecto al testigo.
Gráfico
No 10. Parámetro de la gomosidad de la papa escaldada con respecto a la testigo.
La tabla No 4, muestra el resultado del
análisis estadístico de la textura de la papa a diferentes condiciones de
escaldado.
Según los resultados estadísticos mostrados
por el ANOVA y el DMS de las propiedades mecánicas de la papa escaldada, los
parámetros texturales que presentan diferencias significativas con respecto a
las de la testigo son la dureza y la cohesividad (ver tabla 4). Ahora los
tratamientos donde existen diferencias significativas en cada uno de los
parámetros mecánicos de la papa escaldada con respecto a la testigo son: t2,
t3, t5, t6, t8 y t9 en la dureza, t1 y t8 en la masticabilidad, t8 y t9 en la
adhesividad, todos los tratamientos excepto el t7 en la cohesividad, t7 y t8 en
la elasticidad y t1 y t8 en la gomosidad (ver tabla4).
De acuerdo a los resultados de textura,
la propiedad mecánica de dureza es la que más se ve influenciada tanto por la
temperatura como por el tiempo de escaldado.
|
Tratamiento
|
Dureza
(N)
|
Masticabilidad
(Nm)
|
Adhesividad
(Nm)
|
Cohesividad
|
Elasticidad
(mm)
|
Gomosidad
(N)
|
|
1
|
57,5263 ± 21,6177
|
0,0061 ± 0,0037
|
-0,00001 ± 0,00004
a b c d e f g
|
0,1387 ± 0,0463
a
|
0,7294 ± 0,0744
a b c d e f
|
8,1103 ± 4,2959
a
|
|
2
|
12,0404 ± 4,3603
a b c d e
|
0,0029 ± 0,0012
a b c d e
|
-0,00002 ± 0,00005
a h i j k l m
|
0,3356 ± 0,0577
b c d e f
|
0,7024 ± 0,0484
a g h i j k l m
|
4,0422 ± 1,5862
b c d e f
|
|
3
|
12,9919 ± 4,1410
a f g h i
|
0,0033 ± 0,0011
a f g h i j k
|
-0,00002 ± 0,00004
b h n o p q r
|
0,3504 ± 0,0603
b g h i
|
0,7276 ± 0,0536
b g n o p q
|
4,5460 ± 1,5164
b g h i j k
|
|
4
|
40,0407 ± 16,8936
|
0,0043 ± 0,0024
f l m n o p
|
-0,00004 ± 0,00005
c i n s t u v
|
0,1653 ± 0,0907
a
|
0,7078± 0,0802
c h n r s t u v
|
5,9433 ± 3,0440
g l m n o
|
|
5
|
13,8286 ± 5,2094
b f j k l
|
0,0033 ± 0,0014
b g l q r s t
|
-0,00001 ±
0,00004
d j o s w x y
|
0,3279 ± 0,0509
c g j k l
|
0,7179± 0,0585
d i o r w x
|
4,5182 ± 1,8666
c h l p q r
|
|
6
|
16,3003 ± 6,1252
c g j m
|
0,0036 ± 0,0014
c h m q u v w
|
-0,00003 ± 0,00004
e k p t w z A
|
0,3003 ± 0,0540
d j m n
|
0,7403± 0,0586
e j p s w y z
|
4,8362 ± 1,7592
d i m p s t
|
|
7
|
29,8077 ± 18,5168
|
0,0046 ± 0,0033
i n r u x y
|
-0,00003 ± 0,00005
f l q u x z B
|
0,02469 ± 0,0883
|
0,6680± 0,1064
k t A
|
6,6035 ± 4,1310
a n u
|
|
8
|
5,9575 ± 1,5737
d h k n
|
0,0013 ± 0,0004
|
-0,00008 ± 0,00006
C
|
0,3281 ± 0,0566
e h k m o
|
0,6703± 0,0530
l u A
|
1,9297 ± 0,5292
|
|
9
|
12,3092 ± 6,2179
e i l m n
|
0,0032 ± 0,0018
d j o s v x z
|
-0,00008 ± 0,00005
C
|
0,3343 ± 0,0565
f i l n o
|
0,7777± 0,0663
y B
|
4,0383 ± 1,9510
e j q s v
|
|
testigo
|
73,8313 ± 22,9509
|
0,0039 ± 0,0029
e k p t w y z
|
-0,00002 ± 0,00005
g m r v y A B
|
0,0698 ± 0,0495
|
0,7409± 0,0717
f m q v x z B
|
5,1155 ± 3,6988
f k o r t u v
|
|
r-valor
|
0,000
|
0,000
|
0,000
|
0,000
|
0,000
|
0,000
|
Tabla No 4. Análisis
estadístico de la textura de la papa variedad Única a diferentes condiciones de
escaldado.
(Media ±
desviación estándar)
n
= 20; r-valor £ 0.05 existen diferencias significativas
para un nivel de significancia del 95 %; a, b, c…. letras iguales en la columna
no existen diferencias significativas.
4.2. Evaluación de la acción
del cloruro de calcio como mejorador de la textura en la papa escaldada.
4.2.1. Porcentaje de almidón en papa testigo y escaldada
con y sin CaCl2 al 0.5 %
El
contenido de almidón en la papa variedad Única, escaldada a 75 ºC por 5 y 10 minutos
con y sin cloruro de calcio, es inferior al contenido de la testigo como lo
muestra el gráfico No 9, demostrando de esta manera que en las muestras
escaldadas hubo una pérdida de una pequeña cantidad de almidón, debido a que
pudo ver sido por factores como el tamaño del gránulo, contenido de amilasa y
amilopectina, pH, contenido de agua y contenido de sales, ya que estos hacen que
cada gránulo varíe en su temperatura de gelatinización (Evans et al., 1982). El menor porcentaje de
este polisacárido lo presenta la papa tratada por 10 minutos sin cloruro de
calcio, siendo de 11,5704 %, muy por debajo al contenido de la testigo, el cual
presenta un valor de 15,8045%.
Gráfico No 11. Contenido de almidón en la papa variedad
Única fresca y escaldada a 75 ºC por 5 y 10 minutos con y sin CaCl2 al 0.5 %.
Sin
embargo el porcentaje de almidón presentado por la papa testigo del gráfico 5,
es inferior al porcentaje de la testigo del gráfico No 1, por lo cual esto se
debe a que una parte del almidón presente en el tubérculo ha sufrido
hidrólisis, causado por la temperatura y tiempo de almacenamiento, ya que el
tubérculo de la papa fue almacenado un mes con anterioridad para este análisis.
La hidrólisis de este polisacárido, tiene como consecuencia la disminución de
la textura de la papa, evidenciadose esta anomalía en ciertos tubérculos los
cuales presentaron texturas blandas
La
tabla No 5 muestra los resultados del análisis estadístico del contenido de
almidón en la papa escaldada con y sin CaCl2
al 0,5 %
Tabla No 5. Resumen del análisis estadístico del
porcentaje de almidón de la papa testigo y escaldada con y sin cloruro de
calcio
|
Tratamiento
|
% de Almidón
|
|
Media ± desviación estándar
|
|
|
1
|
13,9514 ± 0,2620 *
|
|
2
|
14,4034 ± 0,3379
|
|
3
|
12,9845 ± 0,3423 *
|
|
4
|
11,5705 ± 0,6896 *
|
|
Testigo
|
15,4546 ± 0,6016
|
|
r-valor
|
0,003
|
n
= 2; r-valor £ 0.05 existen diferencias significativas
para un nivel de significancia del 95 %; * en la columna existen diferencias
significativas con respecto a la testigo.
t1 y t 3 = 75 ºC x 5 y 10 minutos con
CaCl2; t2 y t4 = 75 ºC x 5 y 10 minutos sin CaCl2.
Según
el análisis ANOVA, y el de comparaciones de medidas (DMS), existe diferencias
significativas en el contenido de almidón presentado en la muestra sin escaldado
(testigo) con respecto a las muestras escaldadas con y sin cloruro de calcio, a
excepción del tratamiento t2 que no presenta diferencias con el t5 (testigo).
El tratamiento que según el gráfico 11, presenta una mayor pérdida del
contenido de almidón inicial es el de 75 ºC por 10 minutos sin CaCl2.
4.2.2. Estabilidad de la
Peroxidasa en la papa fresca y escaldada con y sin cloruro de calcio
La
actividad de la peroxidasa en la papa variedad Única escaldada a 75 ºC por un
tiempo de 5 y 10 minutos sin y en solución de cloruro de calcio al 0.5%, es
prácticamente nula, ya que en la prueba del peróxido de hidrógeno y la tinción
con guayacol descrita por (Salfield, J. R., 1977), las muestras de manera muy
lenta tomaron tonalidades café pálido en su superficie, evidenciando de esta
manera la escasa existencia de la enzima peroxidasa. A diferencia de la
testigo, la cual mostró una mayor actividad de la enzima, dando como resultado
una coloración café oscuro en la superficie de las muestras.
Para
dar una mayor objetividad y cuantificar la evaluación de la actividad de la
peroxidasa en las muestras de papa, se utilizó un espectrofotocolorímetro bajo
el cual se especificó el color en un espacio CIELAB. Los gráficos 12 y 13
muestran los resultados de los espacios de color L* y b* tomados de los cubos
de papa frescos y tratados a 75 ºC por 5 y 10 minutos con y sin cloruro de
calcio.
Gráfico No 12. Luminosidad de la papa fresca y escaldada
con y sin cloruro de calcio al 0.5 % luego del análisis de la peroxidasa
Según
resultados mostrados por los cubos de papa escaldados a 75 ºC con y sin cloruro
de calcio en los dos tiempos, estos presentan una inhibición de la actividad
enzimática de la peroxidasa, como se observa en el gráfico 12, debido a que la
luminosidad es menor a la registrada por la testigo. De esta forma, el espacio
de color L* o luminosidad, representa la actividad de la peroxidasa en los
cubos de papa frescos y escaldados, de modo que a menor luminosidad es menor la
actividad de la enzima.
Grafico No 13. Valores de b* de la papa fresca y
escaldada con y sin cloruro de calcio al 0.5 % luego del análisis de la
peroxidasa
|
Tratamiento
|
L*
|
a*
|
b*
|
|
|
Media ± desviación estándar
|
||
|
1
|
20,4350 ± 0,1484 +
|
6,5800 ± 0,3959
|
5,0300 ± 0,1697
|
|
2
|
20,4900 ± 2,1778 +
|
10,0600 ± 6,1659
|
5,1450 ± 0,8131
|
|
3
|
22,7450 ± 5,3245 +
|
7,0000 ± 0,8485
|
8,7250 ± 6,1871
|
|
4
|
19,6950 ± 0,1484 +
|
5,0701 ± 0,8909
|
3,7650 ± 0,6717
|
|
Testigo
|
31,5100 ± 0,1272
|
5,5350 ± 2,3405
|
3,8700 ± 1,7394
|
|
r-valor
|
0,026
|
0,551
|
0,504
|
El
tratamiento que presenta una mejor eficiencia en la inhibición de la peroxidasa
en la papa, es el t2 (75 ºC x 5 minutos sin CaCl2), el cual
presenta un mejor tono amarillo que en el presentado por la muestra testigo
(ver gráfico 13).
El
resumen de los resultados estadísticos del análisis cuantitativo de la
actividad de la enzima peroxidasa en la papa cruda (testigo) y en la tratada a
75 ºC por 5 y 10 minutos con cloruro de calcio, se muestran a continuación en
la tabla 6.
Tabla No 6. Resumen estadístico del análisis cuantitativo
de la actividad de la peroxidasa en papa testigo y escaldada con y sin cloruro de calcio
n
= 2; r-valor £ 0,05 existen diferencia significativa a
un nivel del 95 %; + en las
columnas, existen diferencias significativas con respecto al testigo.
t1
y t3 = 75 ºC x 5 y 10 minutos con CaCl2 al 0.5 %; t2 y t4 = 75 ºC x 5 y
10 minutos sin CaCl2. 5,1450 ± 0,8131
Los
resultados estadísticos arrojados por el ANOVA y el DMS, muestran que los
tratamientos que inhiben la actividad de la enzima peroxidasa son los t1, t2,
t3 y t4, en comparación al testigo el, cual presenta una mayor actividad de
esta enzima, como se observa en la tabla 6. Por otra parte, según el ANOVA y el
análisis del DMS, todos los tratamientos presentan diferencias significativas
en la luminosidad con la testigo, debido a la inhibición de la actividad de la
peroxidasa. A diferencia del color b*, donde no existen diferencias
significativas con respecto al testigo. De esto, los parámetros más influyentes
para la medida del color son L* y b*.
4.2.3. Textura de la papa testigo y escaldada con y sin
cloruro de calcio al 0.5 %.
Los
resultados del análisis del perfil de textura de la papa escaldada con y sin cloruro
de calcio con respecto a la cruda (testigo) se muestran a continuación, en cada
uno de los siguientes gráficos.
La
papa sin escaldar (testigo) se caracteriza por presentar una dureza de 40,8426
N. Esta disminución de la dureza esta relacionado con el fenómeno de la
gelatinización de los gránulos de almidón presentes en los tejidos de la papa,
como lo afirma Beleia et al., en el 2005, donde informa que el contenido de almidón es el
factor más importante en los cambios de textura durante el tratamiento térmico.
En su trabajo basado sobre dos variedades de mandioca, reporta un 60 % de
gelatinización del almidón durante los primeros tres minutos; tiempo en el cual
se observa la mayor tasa de cambio de los parámetros texturales.
Los tratamientos t1 y t3 escaldados en solución de cloruro
de calcio al 0.5 %, muestran una mayor dureza que los tratamientos t2 y t4
escaldados sin CaCl2 (ver gráfico 14), debido
a la acción del calcio en los tejidos del tubérculo, produciendo el efecto de
la formación de pectatos de calcio, que aumenta la cohesión intercelular.
(Andersson et al., 1994). Al igual
que Rubiano y Reina, (2002) se afirma que la alternativa para disminuir la perdida
de firmeza en los tubérculos en el proceso de precocción, es sumergirlos en una
solución de cloruro de calcio en el escaldado, de esta forma se mejora
considerablemente la textura de la papa precocida.
Gráfico
No 14. Dureza de la papa escaldada con y sin cloruro de calcio en relación con
la testigo.
Por otra parte el parámetro masticabilidad analizado por medio
del test de textura (TPA) en la papa tratada a 75 ºC en los dos tiempos, con y
sin cloruro de calcio, es menor en relación con la papa testigo como lo muestra
el gráfico 15, debido al ablandamiento de los tejidos del tubérculo por la acción
del calor y el tiempo a la que es expuesto.
Gráfico
No 15. Parámetro de la masticabilidad de la papa escaldada con y sin cloruro de
calcio en comparación con la testigo.
La adhesividad, en la papa escaldada con y sin cloruro de
calcio, no presenta diferencias notorias de valor con respecto a la testigo de
su efecto adhesivo en la superficie (ver gráfico 16).
Gráfico
No 16. Parámetro de la adhesividad de la papa escaldada con y sin cloruro de
calcio en comparación con la testigo.
La propiedad mecánica de la cohesividad en los 4
tratamientos a la que fue sometida la papa, presenta valores superiores al
testigo (ver gráfico 17), esto puede ser debido al grado de cohesión de los
enlaces internos de las partículas del tubérculo entre sí que hacen sobre la
papa por efecto del ablandamiento de los tejidos.
Gráfico
No 17.Cohesividad de la papa escaldada con y sin cloruro de calcio en
comparación con la testigo.
El parámetro elasticidad de la papa escaldada con y sin
cloruro de calcio, muestra ser menor que en la testigo como se observa en el
gráfico 18, debido a que puede ser por la gelatinización del almidón, ya que éste
no presenta propiedades elásticas.
Gráfico
No 18.Elasticidad de la papa escaldada con y sin cloruro de calcio.
La gomosidad en los 4 tratamientos a la que fue sometida la
papa, también son menores que la testigo, lo cual se puede deducir que este parámetro
textural se ve afectado por el escaldado (ver gráfico 19).
Gráfico
No 19. Gomosidad de la papa escaldada con y sin cloruro de calcio.
De los resultados obtenidos por el
análisis del test del perfil de textura (TPA), evaluados en la papa fresca y
tratada con y sin cloruro de calcio, la propiedad mecánica de dureza es la que
más se ve influenciada tanto por la temperatura como por el tiempo de escaldado,
como se observa en la tabla 7.
La
tabla No 7, muestra los análisis estadísticos obtenidos del test del perfil de
textura de la papa variedad Única testigo y escaldada a 75 ºC, por 5 y 10
minutos con y sin cloruro de calcio.
Según los resultados estadísticos presentados
por el ANOVA y el de comparaciones de medida DMS de los parámetros de textura
de la papa escaldada, las propiedades mecánicas que presentan diferencias
significativas con respecto a las de la testigo son la dureza, la cohesividad,
elasticidad y la gomosidad. Ahora los tratamientos donde existen diferencias
significativas en cada uno de los parámetros mecánicos de la papa escaldada con
respecto a la testigo son: todos los 4 tratamientos en la dureza, pero entre
ellos no existe diferencia alguna, todos los tratamientos en la cohesividad,
pero entre ellos ninguna, todos en la elasticidad, el t1 presenta diferencia
significativa con el t3 y t4 y todos en la gomosidad, pero entre ellos no hay
diferencia alguna.
Tabla No 7. Análisis
estadístico de la textura de la papa variedad Única, fresca y escaldada con y
sin cloruro de calcio al 0.5 % a 75 ºC por 5 y 10 minutos.
|
Tratamiento
|
Dureza
(N)
|
Masticabilidad
(Nm)
|
Adhesividad
(Nm)
|
Cohesividad
|
Elasticidad
(mm)
|
Gomosidad
(N)
|
|
1
|
6,9876 ± 1,2345
a b c
|
0,0011 ± 0,0003
a b c d
|
-0,00001 ± 0,00004
a b c d
|
0,3530 ± 0,0500
a b c
|
0,6580 ± 0,0610
a
|
1,6030 ± 0,4195
a b c
|
|
2
|
4,5599 ± 1,5723
a d e
|
0,0013 ± 0,0001
a e f g
|
-0,00002 ± 0,00004
a e f g
|
0,3371 ± 0,0608
a d e
|
0,7234 ± 0,0342
a b c
|
1,9039 ± 0,5164
a d e
|
|
3
|
9,0443 ± 2,0200
b d f
|
0,0018
± 0,0009
b e h i
|
-0,00002 ± 0,00002
b e h i
|
0,3225 ± 0,0603
b d f
|
0,7110 ± 0,0542
b d
|
2,5653 ± 1,1105
b d f
|
|
4
|
6,6303 ± 2,3456
c e f
|
0,0017 ± 0,0004
c f h j
|
-0,00003 ± 0,00005
c f h j
|
0,3460 ± 0,0907
c e f
|
0,7194 ± 0,0604
c d
|
2,4464 ± 1,0832
c e f
|
|
Testigo
|
40,8426 ± 16,2366
|
0,0051 ± 0,0026
d g i j
|
-0,00001 ± 0,00004
d g i j
|
0,1630 ± 0,0503
|
0,7821 ± 0,0489
|
6,4542 ± 3,0323
|
|
r-valor
|
0,000
|
0,000
|
0,000
|
0,000
|
0,000
|
0,000
|
(Media ± desviación estándar)
n
= 10; r-valor £ 0.05 existen diferencias significativas
para un nivel de significancia del 95 %; a, b, c…. letras iguales en la columna
no existen diferencias significativas.
t1 y t3
= 75 ºC x 5 y 10 minutos con CaCl2 al 0.5 %; t2 y t4 = 75 ºC x 5 y 10 minutos sin
CaCl2.
_____________________________
5. CONCLUSIONES
1.
El porcentaje de almidón en la papa variedad Única, se ve afectado por las
condiciones de escaldado, siendo en mayor parte en la papa tratada a
temperaturas bajas por tiempos prolongados, así como también por el tiempo de
almacenamiento de la papa fresca, ya que después de un mes de almacenamiento se
observaron diferencias significativas en la disminución del almidón en el
tubérculo.
2.
El factor más influyente en la inhibición de la peroxidasa en la papa escaldada
es la temperatura, siendo la más óptima la temperatura de 75 ºC.
3.
En un espacio CIELAB, la luminosidad y la coordenada b*, son los parámetros que
mejor representan la actividad de la enzima peroxidasa en una medida
instrumental del color en la papa tanto fresca como escaldada.
4.
La papa fresca cruda se caracteriza por presentar una propiedad mecánica de
dureza de 73,8313 N, masticabilidad de 0,0039 Nm, una adhesividad de -0,00002
Nm, cohesividad de 0,0698, elasticidad de 0,7409 mm y una gomosidad de 5,1155
N.
5.
La propiedad de textura más afectada por las condiciones de escaldado es la
dureza, viéndose esta más reducida al someter la papa a un proceso térmico a 65
ºC por tiempos prolongados.
6.
La adición de cloruro de calcio al medio de escaldado, contribuye a la disminución
de la pérdida de firmeza que ocasiona el escaldado a temperaturas de 75 ºC en
la papa.
7.
Las condiciones de escaldado más favorables para su aplicación industrial en la
papa variedad única es la temperatura a 75 ºC por 5 y 10 minutos.
______________________________
RECOMENDACIONES
1.
El escaldado de la papa a 75 ºC debe hacerse empleando un lapso de tiempo más
breve al utilizado en este trabajo de investigación, ya que al prolongarse esta
condición de escaldado la dureza del tubérculo disminuye.
2.
El almacenamiento de la materia prima, debe ser adecuado en temperatura y
humedad relativa, para así disminuir los riesgos de ablandamiento de los
tubérculos, hidrólisis de almidón, daños en la epidermis, y otras anomalías que
causa un inadecuado almacenaje de la papa. La temperatura óptima para el
almacenamiento del tubérculo de la papa, debe estar comprendido en un rango de
7 – 10 ºC, para evitar el aumento de los azúcares reductores y no reductores,
por causa de la hidrólisis del almidón de la papa. La humedad relativa adecuada
para almacenar la materia prima, debe fluctuar entre un 90 y 95 %, para así,
disminuir los riesgos de la pérdida de humedad de la papa.
3. Estudiar la dosis de cloruro de
calcio a aplicadar en el medio de escaldado, con el fin de dar un mejor fortalecimiento
a los tejidos de los tubérculos y por consiguiente mejorar la firmeza de la
papa.
______________________
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ANEXOS
Anexo No 1. Determinación del Contenido de Materia Seca
en la Papa Variedad Única
Método 930.15 de la A.O.A.C. de 1984
1. Principio
El contenido en agua de un producto se
define convencionalmente como la pérdida de masa que experimenta en condiciones
determinadas. La materia seca que permanece en el alimento posterior a la
remoción del agua se conoce como sólidos secos totales. El producto se seca a
130°C bajo presión atmosférica normal, durante 1.5 horas.
2.
Materiales y aparatos:
2.1. Balanza con precisión de 1mg.
2.2. Aparato triturador que no provoque
calentamiento (rayador metálico).
2.3. Crisol de porcelana de 60 mm.
2.4. Pinza metálica.
2.5. Cuchillo
2.6. Espátula
2.7. Vaso con tapa rosca
2.8. Horno de calefacción eléctrico,
regulado de tal manera que la temperatura en su interior sea de 130 °C. El
horno tendrá una capacidad calorífica tal que, regulado previamente a la
temperatura de 130 °C, puede alcanzar de nuevo esa temperatura en menos de
media hora, después de colocar simultáneamente en su interior el número máximo
de muestras a desecar. 2.9. Desecador provisto de placa de porcelana o metálica
perforada, conteniendo un agente deshidratante eficaz.
3.
Preparación de la muestra
Homogeneización y reducción de la
muestra al tamaño adecuado para la correcta realización del análisis.
4.
Procedimiento
Introducir 5 g de la muestra en el
crisol, tarado después de permanencia en el horno y de enfriamiento en el
desecador, con aproximación de 1 mg. Tener en el horno durante 1.5 horas el crisol con la muestra. Transcurrido este
tiempo, y operando rápidamente, retirar el crisol del horno y colocarlo en el
desecador. Pesar en cuanto se enfríe en el desecador (15 min.). Pese las
muestras secas si es posible hasta peso constante, regresándolas 10 minutos al
horno y enfriando nuevamente por 5 min.
5.
Cálculo
El contenido en agua de la muestra, en
porcentaje, es:
(M - m)
Humedad % = ————— x 100% en la que: M= masa inicial, en g. de
la muestra
M
m= masa en g. del producto seco
La media de dos resultados, con una
aproximación de 0,05% g, representará la humedad de la
muestra.
Materia
seca % = 100 - % de Humedad.
6.
Dispersión de los resultados
La diferencia resultante entre
determinaciones duplicadas de la misma muestra no deberá ser mayor de 0,1% en
valor absoluto. En caso contrario, se repetirá la determinación por duplicado.
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