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APLICACIÓN DE RECUBRIMIENTO COMESTIBLE ADICIONADO CON EXTRACTOS ETANÓLICOS DE PROPÓLEO Y ACEITES ESENCIALES A UN PRODUCTO CARNICO TIPO “LUNCHEON FISH” Andrea Paola Rodríguez Triviño Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Agrarias Bogotá, Colombia Año 2015

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APLICACIÓN DE RECUBRIMIENTO COMESTIBLE ADICIONADO CON

EXTRACTOS ETANÓLICOS DE PROPÓLEO Y ACEITES ESENCIALES A UN PRODUCTO

CARNICO TIPO “LUNCHEON FISH”

Andrea Paola Rodríguez Triviño

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ciencias Agrarias

Bogotá, Colombia

Año 2015

APLICACIÓN DE RECUBRIMIENTO COMESTIBLE ADICIONADO CON

EXTRACTOS ETANÓLICOS DE PROPÓLEO Y ACEITES ESENCIALES A UN PRODUCTO

CARNICO TIPO “LUNCHEON FISH”

Andrea Paola Rodríguez Triviño

Tesis de investigación presentada como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Ciencia y Tecnología de Alimentos

Director (a):

Z, M.Sc, Dr. Jairo Humberto López Vargas

Línea de Investigación:

Diseño y desarrollo de productos alimenticios

Grupo de Investigación:

Ciencia y Tecnología en Productos Cárnicos y Acuícolas

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ciencias Agrarias

Bogotá, Colombia

Año 2015

A Dios por darme oportunidades de seguir

creciendo como persona.

A mi madre que ha sido mi luz y mi guía.

A mi hermano por estar presente en los

momentos importantes.

A mi familia por su apoyo.

A mis amigos los cuales han brindado un

apoyo incondicional y no dejarme desfallecer.

Agradecimientos

Al proyecto de investigación “Uso de biomoleculas en películas comestibles y desarrollo

de nuevos productos para la generación de valor y competitividad para la cadena

acuícola” de la Universidad Nacional de Colombia financiado por COLCIENCIAS, en el

cual se enmarco este trabajo de tesis.

A mi director Jairo Humberto López Vargas por su constante apoyo, paciencia y entrega,

además de su guía en mi formación como estudiante de postgrado.

Al Profesor Héctor Suarez Mahecha, líder de proyecto que permitió mi participación en el

proyecto de investigación y desarrollo del tema de tesis.

A mi familia que estuvo presente apoyándome en cada paso dado para llegar cumplir mis

metas y poder salir adelante.

A mis compañeros de laboratorio y cada una de las personas que me brindaron su apoyo

técnico, moral y emocional para lograr llevar acabo la culminación de este trabajo de

grado.

A el laboratorio y planta de carnes del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos

ICTA y de la Universidad nacional de Colombia por permitir realizar el procesamiento de

las muestras.

Resumen y Abstract VII

Resumen

El objetivo de este estudio fue determinar la funcionalidad tecnológica y el potencial

conservante de recubrimientos comestibles a base de propóleo y aceites esenciales de

la carne proveniente de especies dulceacuícolas: Cachama (Piaractus brachypomus),

Yamú (Brycon amazonicus), Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus

magdalenae), se planteó la obtención de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” a partir

de carne de las especies. Para lo anterior se procedió con la determinación de

rendimientos corporales de las especies mencionadas, luego se realizó la caracterización

funcional tecnológica de carne de Cachama, Yamú y Bocachico. Sobre el producto

elaborado con base en Cachama y Yamú se realizó la caracterización en términos de

color y textura. Adicionalmente se evaluaron las propiedades antioxidantes y

antimicobianas del extracto etanólicos de propóleo y de los aceites esenciales de tomillo,

laurel y romero. La especie seleccionada fue la Cachama debido a sus rendimientos en

canal y filete con porcentajes de rendimiento en carcasa (RC= 60.50) y rendimiento en

filete (39,84), esta carne adicionalmente se destacó por su fuerza de gel con valores de

26.94 ± 9.21 g.cm. En términos de color y textura el Luncheon fish con base en pasta de

Cachama presento valores similares a los productos comerciales. El laurel, aceite

esencial seleccionado para la inclusión en el recubrimiento presento poder antioxidante

con una limitada actividad antibacterial.

Palabras claves: Especies ícticas, propiedades, Luncheon fish, procesamiento,

recubrimientos, aceites esenciales

VIII Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de

propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Abstract

The aim of this study was to determine the technological functionality and preservative

potential of edible coatings based on propolis and essential oils of meat from freshwater

species: Cachama (Piaractus brachypomus) Yamú (Brycon amazonicus), Tilapia

(Oreochromis niloticus) and Bocachico (Prochilodus magdalenae), obtaining a meat

product type "Luncheon fish" meat from species. To the above we proceeded with the

determination of body yields of the species mentioned, then the technological functional

characterization of meat Cachama, Yamu and Bocachico was performed. Product

developed based on Cachama and characterization was performed Yamu in terms of

color and texture. Additionally antimicrobial antioxidant properties and ethanolic extract of

propolis and essential oils of thyme, rosemary and evaluated laurel. The species was

selected because Cachama yields carcass and fillet yield percentages (CR= 60.50) and

fillet yield (39.84), this meat is further emphasized by its gel strength with values of 26.94

± 9.21 g.cm. In terms of color and texture of the fish-based Luncheon paste Cachama I

present similar values to commercial products. The laurel essential oil selected for

inclusion in the present coating antioxidant power with a limited antibacterial activity.

Keywords: fish species, properties, Luncheon fish, coatings, essential oils, processing

Contenido IX

Contenido

PAG.

RESUMEN ..................................................................................................................... VII

ABSTRACT .................................................................................................................. VIII

LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................... XIII

LISTA DE TABLAS ...................................................................................................... XIV

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 1

1. EVALUACIÓN DE RENDIMIENTOS CORPORAL DE CUATRO ESPECIES DE

PECES CULTIVADOS EN COLOMBIA: CACHAMA (PIARACTUS BRACHYPOMUS),

YAMÚ (BRYCON AMAZONICUS), TILAPIA (OREOCHROMIS NILOTICUS) Y

BOCACHICO (PROCHILODUS MAGDALENAE) ........................................................... 3

1.1 RESUMEN ............................................................................................................ 3

1.2 ABSTRACT ........................................................................................................... 4

1.3 INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 4

1.3.1 Cachama blanca (Piaractus brachypomus) ..................................................... 5

1.3.2 Yamú (Brycon amazonicus) ............................................................................ 6

1.3.3 Tilapia (Oreochromis niloticus) ........................................................................ 6

1.3.4 Bocachico (Prochilodus magdalenae) ............................................................. 7

1.4 MATERIALES Y MÉTODOS ...................................................................................... 8

1.4.1 Recepción y pesaje ........................................................................................ 9

1.4.2 Eviscerado y obtención del filete. .................................................................... 9

1.4.3 Corte de aletas y descabezado ..................................................................... 10

1.4.4 Obtención de Carcasa .................................................................................. 10

1.5 DISEÑO ESTADÍSTICO ......................................................................................... 11

1.6 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................. 11

1.7 CONCLUSIONES ................................................................................................. 14

1.8 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 14

2. EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES FUNCIONALES EN CACHAMA BLANCA

(PIARACTUS BRACHYPOMUS), YAMÚ (BRYCON AMAZONICUS) Y BOCACHICO

(PROCHILODUS MAGDALENAE) PROVENIENTES DE LOS LLANOS ORIENTALES

DE COLOMBIA. ............................................................................................................. 18

2.1 RESUMEN .......................................................................................................... 18

X Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de

propóleos y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “luncheon fish”

2.2 ABSTRACT.......................................................................................................... 19

2.3 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 19

2.4 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................... 23

2.4.1 Obtención de la materia prima ....................................................................... 23

2.4.2 Determinación de la capacidad de retención de agua (CRA)......................... 23

2.4.3 Determinación de fuerza de gel ..................................................................... 24

2.4.4 Medida de pH ................................................................................................ 25

2.4.5 Análisis estadístico ........................................................................................ 25

2.5 RESULTADOS Y DISCUSIÓN .................................................................................. 26

2.6 CONCLUSIONES .................................................................................................. 29

2.7 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 30

3. CARACTERIZACIÓN COLORIMÉTRICA Y TEXTURAL DE UN PRODUCTO

CÁRNICO TIPO “LUNCHEON FISH” ELABORADO A PARTIR DE ESPECIES

NATIVAS COLOMBIANAS, YAMÚ (BRYCON AMAZONICUS) Y CACHAMA

(PIARACTUS BRACHYPOMUS).................................................................................... 35

3.1 RESUMEN .......................................................................................................... 35

3.2 ABSTRACT.......................................................................................................... 36

3.3 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 36

3.4 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................... 39

3.4.1 Ensayos preliminares .................................................................................... 39

3.4.2 Formulación de los productos cárnicos tipo “Luncheon fish”.......................... 39

3.4.3 Elaboración del producto cárnico tipo “Luncheon fish”................................... 40

3.4.4 Medida de color ............................................................................................. 41

3.4.5 Medida de textura .......................................................................................... 42

3.5 DISEÑO ESTADÍSTICO .......................................................................................... 43

3.6 RESULTADOS Y DISCUSIÓN .................................................................................. 43

3.6.1 Color ............................................................................................................. 43

3.6.2 Textura .......................................................................................................... 46

3.7 CONCLUSIONES .................................................................................................. 47

3.8 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 48

4. EVALUACIÓN ANTIMICROBIANA Y ANTIOXIDANTE IN VITRO DE ACEITES

ESENCIALES Y EXTRACTOS ETANÓLICOS DE PROPÓLEOS INCORPORADOS EN

RECUBRIMIENTOS COMESTIBLES ............................................................................. 53

4.1 RESUMEN .......................................................................................................... 53

4.2 ABSTRACT.......................................................................................................... 54

4.3 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 55

4.4 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................... 57

4.4.1 Elaboración de extracto etanólico de propóleo .............................................. 58

4.4.2 Determinación antioxidante y antimicrobiana en aceites esenciales y extracto

etanólico de propóleo ............................................................................................... 58

4.4.3 Técnica de difusión en disco de papel filtro para pruebas antimicrobianas en

aceites esenciales y extractos etanólicos de propóleos ........................................... 59

Introducción XI

4.4.4 Elaboración de los recubrimientos ................................................................ 59

4.4.5 Evaluación de la actividad Antibacteriana del recubrimiento ......................... 60

4.5 ANÁLISIS ESTADÍSTICO ....................................................................................... 61

4.6 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................. 61

4.6.1 Capacidad antioxidante y fenoles totales ...................................................... 61

4.6.2 Actividad antimicrobiana por técnica de difusión en disco de papel filtro de los

diferentes aceites esenciales y el extracto etanólico de propóleos .......................... 62

4.6.3 Eficacia antimicrobiana de los recubrimientos .............................................. 64

4.7 CONCLUSIONES ................................................................................................. 68

4.8 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 68

5. DETERMINACIÓN DE VIDA ÚTIL DE UN PRODUCTO CÁRNICO TIPO

“LUNCHEON FISH” CON UN RECUBRIMIENTO COMESTIBLE INCORPORADO CON

ACEITE ESENCIAL DE LAUREL (LAURUS NOBILIS) Y EXTRACTOS ETANÓLICOS

DE PROPÓLEOS. .......................................................................................................... 75

5.1 RESUMEN .......................................................................................................... 75

5.2 ABSTRACT ......................................................................................................... 76

5.3 INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 77

5.4 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................... 78

5.4.1 Obtención de la materia prima ...................................................................... 78

5.4.2 Formulación del producto cárnico tipo “luncheon fish” .................................. 79

5.4.3 Elaboración del recubrimiento ....................................................................... 80

5.4.4 Aplicación del recubrimiento ......................................................................... 81

5.4.5 Análisis proximal ........................................................................................... 81

5.4.6 pH ................................................................................................................. 81

5.4.7 Determinación del contenido de nitrógeno volátil total (BVNT) ...................... 82

5.4.8 Determinación del contenido de malonaldehido por el método de reacción al

acido 2-tiobarbitúrico (TBA) ..................................................................................... 82

5.4.9 Determinación de color ................................................................................. 83

5.4.10 Análisis de Textura .................................................................................... 83

5.4.11 Determinación microbiológica del producto cárnico tipo “Luncheon fish” ... 84

5.4.12 Evaluación sensorial ................................................................................. 85

5.4.13 Diseño estadístico ..................................................................................... 85

5.5 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................. 86

5.5.1 Análisis microbiológico de pasta de pescado ................................................ 86

5.5.2 Análisis proximal ........................................................................................... 87

5.5.3 Análisis fisicoquímicos .................................................................................. 89

5.5.4 Análisis de Color ........................................................................................... 91

5.5.5 Análisis de textura ........................................................................................ 93

5.5.6 Análisis microbiológico .................................................................................. 94

5.5.7 Análisis sensorial .......................................................................................... 96

5.6 CONCLUSIONES ................................................................................................. 98

5.7 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 99

6. CONCLUSIONES ..................................................................................................106

XII Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de

propóleos y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “luncheon fish”

ANEXOS ............................................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.

7. BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 109

Contenido XIII

Lista de figuras

Figura 1-1: Esquema de adecuación y obtención de carcasas y filetes de pescado ........ 9

Figura 1-2: Filete obtenido de la especie cachama ........................................................ 10

Figura 1-3: Diferentes cortes en pescado ...................................................................... 11

Figura 1-4: Rendimiento de carcasa (%RC) y Rendimiento de filete sin hueso (%FSH) 13

Figura 2-1: Determinación de la capacidad de retención de agua. (a) Muestra de

Cachama, (b) Muestra de Bocachico, (c) Muestra de Yamú ........................................... 24

Figura 2-2: Proceso preparación de muestras para análisis de FG. (a) Muestra de carne

pesada, (b) solución salina al 0,5 M, (c) muestra ya homogenizada ............................... 25

Figura 2-3: Porcentaje de CRA para cada variedad de pescados.................................. 26

Figura 2-4: Fuerza de gel para cada variedad ............................................................... 28

Figura 3-1: Proceso elaboración de producto cárnico “Luncheon fish” .......................... 41

Figura 3-2: Prueba de TPA a producto cárnico “Luncheon fish” ................................... 43

Figura 3-3: Representación de las coordenadas color ................................................... 45

Figura 4-1: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente

a 0.5 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con

inclusión de AEL y EEP.. ................................................................................................ 65

Figura 4-2: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente

a 2 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con inclusión

de AEL y EEP................................................................................................................. 66

Figura 4-3: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente

a 2 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con inclusión

de AEL y EEP................................................................................................................. 67

XIV Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de

propóleos y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “luncheon fish”

Lista de tablas

Tabla 1-1: Peso promedio para cada ejemplar. ................................................................ 8

Tabla 1-2: Peso residuos de los proceso de obtención de carcasas y filete .................... 12

Tabla 2-1: Valores promedios de pH para cada una de las especies ............................. 27

Tabla 3-1: Formulación para los productos cárnicos elaborados con Yamú y Cachama 40

Tabla 3-2: Coordenadas de color obtenidas de muestras de producto Luncheon fish

elaborado de carne de Cachama (LFC) y Yamú (LFY) ................................................... 45

Tabla 3-3: Prueba análisis de perfil de textura TPA ........................................................ 47

Tabla 4-1: Formulación de los recubrimientos evaluados ............................................... 60

Tabla 4-2: Capacidad antioxidante determinada por los métodos FRAP, ABTS y

contenido de fenoles totales para AET, AEL, AER y EEP ............................................... 62

Tabla 4-3: Estándar de desempeño para pruebas de susceptibilidad microbiológica del

National Committee for Clinical Laboratory Standards (CLSI, 2010) ............................... 68

Introducción

La pesca y la acuicultura en Colombia son unos de los sectores de producción de interés

ya que presentan viabilidad y potencialidad de crecimiento económico. El desarrollo que

ha tenido la acuicultura en Colombia se debe a la oferta de zonas donde los recursos y

los ecosistemas han permitido el cultivo de especies hidrobiologícas, como camarón

tilapia, trucha, carpa, cachama y especies nativas en menor cantidad como el bocachico,

el yamú y la dorada; donde los cultivos cuentan con etapas como: Producción de

alevinos, actividades de levante y engorde, procesamiento y transformación de la

producción acuícola terminando en la comercialización (INVEMAR 2008; Sanabria 2012).

Dadas estas oportunidades de progreso en el sector acuícola se deben centrar algunas

prioridades, como son el aporte al incremento del consumo percápita nacional, la

generación de empleo y el crecimiento económico. En Colombia, la acuicultura ha

mostrado un crecimiento considerable, del 20.44% en el periodo de 1985 a 2010 siendo

muy positivo ya que el promedio anual pasó de 572 toneladas en 1985 a cerca de 73.000

en 2010. La producción acuícola aportó el 55.09% para un total de 128.742 toneladas

para el año 2010 (Sanabria, 2012). Aunque muestra una menor aceleración que otros

países de Latinoamérica, Colombia supera la tasa media del crecimiento del resto del

sector agropecuario y del conjunto total de la economía nacional.

Debido a todo lo anterior y al aumento en la demanda de productos acuícolas con unos

estándares de alta calidad, se han desarrollado métodos y tecnologías para la

preservación que prolonguen la vida útil del pescado fresco y las características

sensoriales. Desde el punto de vista industrial y de comercialización, la vida útil del

pescado es muy importante. La utilización de agentes biopreservantes, se exhibe como

una alternativa para disminuir el uso de aditivos y compuestos preservantes de origen

químico. Gran parte de la respuesta favorable a la compra de pescado se puede lograr

mediante la selección de un embalaje adecuado. Cuando se consumen alimentos ícticos,

la calidad se percibe a través de la consciente o inconsciente integración de sus

características sensoriales y de apariencia, olor, flavour, y textura. Las películas y los

2 Introducción

recubrimientos comestibles, al ser hidrófilos, son una buena barrera frente al oxígeno y el

dióxido de carbono, además de poseer propiedades mecánicas adecuadas con una baja

humedad relativa. Adicionalmente, muchos estudios han demostrado que los

recubrimientos comestibles hechos de proteínas, polisacáridos y materiales que

contienen aceite, ayudan a extender la vida útil y preservar la calidad del pescado.

Si la vida útil puede prolongarse por uno o dos días, permite una mejor comercialización

y aumenta el perfil del producto. Los productos naturales han sido utilizados últimamente

como una alternativa para diferentes propuestas, un ejemplo de esto es la aplicación de

los extractos naturales de propóleos los cuales provienen de colmenas donde las abejas

recolectan resina de plantas, que muestra una composición química muy compleja

(Bankova et al., 2000), adicionalmente cuenta con propiedades biológicas, tales como ser

antibacteriano (Sforcin et al., 2000), antitumoral (Banskota et al., 2002; Bazo et al., 2002),

entre otros además de ser considerado como un excelente método para lograr inocuidad,

seguridad y efectividad en el control de bacterias. Otras alternativas tenidas en cuenta

para la biopreservación son los aceites esenciales, estas son sustancias liberadas por las

plantas para protegerse de microorganismos, insectos y herbívoros, son muy utilizados

en la industria farmacéutica y en alimentos. Sin embargo, aunque la información

disponible para la elaboración de películas comestibles es amplia, no es universal para

todos los productos alimenticios, lo que implica un reto para el desarrollo de

recubrimientos específicos para cada alimento.

Surge la necesidad de proporcionar una eficiente y diversificada alimentación de tipo

proteico, lo que conlleva a plantear la necesidad de hacer investigaciones para dar un

mejor aprovechamiento de los recursos ícticos Colombianos, todo esto ligado al

desarrollo tenido por la acuicultura en los últimos años. Para la elaboración de un nuevo

producto es necesario tener en cuenta las preferencias del consumidor, en este sentido

algunas personas no gustan del sabor característico de pescado, a pesar de reconocer

las bondades y necesidad de consumir pescado por los efectos benéficos a la salud.

Esta propuesta pretende desarrollar productos diferenciados de la acuicultura a base de

Cachama, Yamú, Bocachico, tilapia y así obtener productos cárnicos tipo “Luncheon

fish”, con el uso de recubrimientos comestibles como sistema de biopreservación.

1. Evaluación de rendimientos corporal de cuatro especies de peces cultivados en Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus), Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus magdalenae)

1.1 Resumen

Algunas especies ícticas producidas en Colombia tienen un alto potencial productivo,

pero frecuentemente no se disponen de datos sobre los rendimientos en carcasa y sus

diferentes cortes. En este estudio se compararon los rendimientos en carcasa (%RC) y

filete sin hueso (%FSH) de cuatro especies producidas en el departamento de Meta:

Bocachico, Cachama, Tilapia y Yamú. Se utilizaron un total de 267 peces para las cuatro

especies, cada pescado fue diseccionado manualmente y se obtuvieron porcentajes de

rendimiento con respecto al peso del pescado entero. Los datos fueron analizados

mediante la comparación de medias para cada especie. La especie con mayores

rendimientos fue Yamú (Brycon amazonicus) registrando valores de 73±3.83% y

55.3%±1.7% para %RC y %FSH respectivamente mientras la especie con menores

valores fue Tilapia (Oreochromis niloticus) mostrando valores para %RC y FSH% de

57.7±3.81% y 37.8±3.9% respectivamente. Este estudio permitió reconocer a la especie

íctica, Yamú, como el recurso con mayor potencial de aprovechamiento para el consumo

en fresco o a través del procesamiento teniendo en cuenta sus mayores valores en el

rendimiento de las fracciones aprovechables para alimentación humana.

Palabras clave: Carcasas, especies ícticas, rendimiento, procesamiento de pescados.

4 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

1.2 Abstract

Some fish species produced in Colombia have a high productive potential, but often does

not have data on yields in housing and different cuts. In this study returns are compared

in carcass (% CR) and boneless fillet (% FSH) four species produced in the department of

Meta: Bocachico, Cachama, Tilapia and Yamu. A total of 267 fish were used for all four

species, each fish were manually dissected and yield percentages were obtained with

respect to the whole fish weight. Data were analyzed by comparing means for each

species. The species with higher yields was Yamu (Bricon amazonicus) recording values

of 73 ± 3.83% and 55.3% ± 1.7%%% CR and FSH respectively while the species with

lower values was Tilapia (Oreochromis niloticus) showing values % RC and FSH 57.7% ±

3.81% and 37.8 ± 3.9% respectively. This study allowed recognize the fish species,

Yamú, such as resource utilization with the greatest potential for fresh consumption

through processing or considering their higher values in the performance of fractions

usable for human consumption.

Key words: Carcass, fish species, yield, processing of fish.

1.3 Introducción

La acuicultura ha sido uno de los sectores productivos de alimentos de origen animal que

está en crecimiento, donde existe una tendencia general a la implementación de cultivos

intensivos, los cuales en su mayoría utilizan especies como la Tilapia, la Cachama y la

Trucha. Estos cultivos a nivel de Sudamérica pueden llegar a contribuir con hasta el 70%

del volumen total de producción acuícola (FAO, 2010). En Colombia la acuicultura ha

mostrado un crecimiento considerable durante los últimos períodos, la producción

pesquera se ha incrementado en un 0.76% de 77.941 toneladas en 2009 hasta 128.742

toneladas para 2010, de las cuales los cultivos intensivos aportaron el 55.09% de a

producción total (FAO, 2011; IINCODER, 2011), mientras la producción para el año 2011

se redujo a 82.733 toneladas, de las cuales más de la mitad correspondió a las tilapias

roja y plateada, casi un 20% a las cachamas blanca y negra, cerca de un 7% a trucha,

10% a camarón, un poco más del 0,13% a cobia (Rachycentrum canadum) y el resto a

otras especies nativas y exóticas (Esquivel et al., 2014). Sin embargo, dichas

fluctuaciones en la producción se han dado sin generar información de parámetros

Evaluación de rendimiento corporal de cuatro especies de peces cultivados en

Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon

amazonicus),Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus

magdanelae)

5

importantes para procesos de transformación como lo son el rendimiento en carcasa y

los cortes de filetes a nivel industrial.

A nivel industrial el peso final de los peces es el principal interés del productor primario y

de la industria trasformadora, por lo cual son importantes los procesos productivos

(larvicultura, alevinaje y levante) y finalmente cosecha, proceso de transformación y

presentación de producto al consumidor (Santos et al., 1995). La parte útil de los peces,

también denominada cuerpo limpio, tronco limpio, o carcasa corresponde al cuerpo listo

para consumo y/o industrialización, a partir del cual se puede obtener el filete (Gomeiro et

al., 2003). El rendimiento en carcasa de los peces varía en función de algunos factores

como: especie, tamaño al sacrificio, sexo, tipo de corte, destreza del fileteador, entre

otros. Los rendimientos se calculan como un porcentaje con respecto al peso de todo el

animal (Meire, 2011). Los filetes frescos son los cortes comestibles que tienen mayor

demanda por parte de los consumidores y se definen como las masas musculares de

pescado de tamaño y forma irregulares que se separan del cuerpo mediante cortes

limpios paralelos a la columna vertebral (Avdalov, 1999). Los peces presentan desarrollo

muscular en puntos específicos durante su crecimiento, exhibiendo diferentes habilidades

en el desarrollo productivo (Macedo et al., 2008a). La evaluación del rendimiento de

algunas especies explotadas en Colombia para producción acuícola y sus características

morfológicas se convierte en punto de referencia para el análisis y direccionamiento de

estrategias productivas en pro de la calidad, competitividad, sostenibilidad y rentabilidad

del sector acuícola.

1.3.1 Cachama blanca (Piaractus brachypomus)

En términos generales la cachama blanca (P. brachypomus) es un carácido neotropical

originario de las cuencas de los ríos Amazonas y Orinoco (Mendoza et al., 2013). Se

destaca en su atractivo aspecto corporal (color plateado con aletas rojizas), que se ajusta

a los gustos y preferencias de los consumidores en las áreas urbanas. En Colombia, hay

un favoritismo por parte de los consumidores y una buena aceptación a nivel nacional por

la cachama blanca, lo cual ayuda al desarrollo y consolidación de su cultivo (González,

2001; Vásquez, 2004) y tiene una gran importancia económica para la agricultura a

escala comercial en Colombia, Brasil, Perú, Venezuela y Centroamérica (Nascimento et

6 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

al., 2010). Esta especie se puede convertir en una fuente proteica adicional a las fuentes

comunes encontradas en el mercado (INVEMAR, 2008). Otra de sus ventajas

productivas son su manejo zootécnico, ya que es apta para cultivos extensivos y semi-

intensivos, y es propicia para mono y policultivos (FAO, 2010); además de sus hábitos

omnívoros y adaptación rápida a diversas dietas que favorece las tasas de conversión

alimenticia (Salazar y Polo, 1993). La especie brachypomus, presenta menor dimensión

de la cabeza, menor capacidad abdominal y es fácil de escamar, dado que esta especie

cuenta con estas características anatómicas puede presentar mayores rendimientos en la

porción comestible con respecto al peso total y variabilidad, se han logrado valores en

rendimiento del 86% en un rango de 0,8-1,0 kg de peso (Useche y Hurtado, 1993).

1.3.2 Yamú (Brycon amazonicus)

Uno de los géneros de peces dulceacuícolas neotropicales de talla mediana, con mayor

número de especies es el Brycon (Mora, 2005). Estas especies están ampliamente

distribuidas desde el sur de México hasta la parte media de Argentina y constituyen, junto

con los géneros Chilobrycon y Henochilus, la subfamilia Bryconinae. Algunas de las

especies del género que presentan potencial son la B. amazonicus, B. cephalus, B.

hilarii, B. insignis y B. orbignyanus (FAO, 2010). El Yamú presenta dorso negro, en la

parte lateral es azul oscuro metálico y ventralmente presenta color plateado; las aletas

pectorales, pélvicas, anal y caudal son blanquecinas con bordes oscuros. Para Colombia

se han reportado alrededor de 15 especies y tres de ellas con estudios en biología y

piscicultura (Arias, 2006). Para los acuicultores la especie está siendo de interés para la

piscicultura, debido a la alta tasa de crecimiento, fácil adaptación a raciones comerciales

y tolerancia a altas densidades de producción. El Yamú alcanza de 0.7 kg a 1 kg/ año y

1.3 kg a 1.6 kg en el segundo año, mostrando aptitud para cultivos en cautiverio

(Mendonça et al., 1993). Para cultivos de B. amazonicus con densidad de 0.45 peces/m²

hasta 1.5 peces/m², la ganancia de peso final fue de 620 g hasta 942 g (Zaniboni et al.,

2009). Sin embargo, hay pocos estudios relacionados con la composición corporal

después de la cosecha en el estanque.

1.3.3 Tilapia (Oreochromis niloticus)

Presenta cuerpo fusiforme con compresión lateral uniforme, el nombre común es tilapia

para especies de peces cíclidos, que originalmente se extendió desde centro - sur de

Evaluación de rendimiento corporal de cuatro especies de peces cultivados en

Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon

amazonicus),Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus

magdanelae)

7

África hasta el norte de Siria (Boscolo et al., 2001). Los Cíclidos son bien conocidos

como peces de acuario por su gran capacidad de adaptación a los nuevos ambientes.

También muestran un comportamiento reproductivo especializado, muy relacionado con

su compleja biología evolutiva (Toledo y García, 2000). Se cultiva en todo el mundo, pero

la tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus), tilapia mossambica (O. mossambicus), la tilapia

azul (O. aureus), O. maccrochir, O. hornoru, O. galilaeus, Tilapia zillii y T. rendalli son las

especies que se han establecido comercialmente (El-Sayed, 1999). La especie

Oreochromis spp., posee buenas características para el cultivo y el consumo. El cultivo

de la O. niloticus se encuentra en producción de tipo extensivo y semi-intensivo, tanto

para monocultivo como para policultivo, obteniéndose mediante su cultivo producciones

alrededor de 8,5 ton/ha al año (Boscolo et al., 2001). Resiste a muchas enfermedades,

tolera bajas concentraciones de oxígeno y consume una gran variedad de alimentos

(Moreno et al., 2000). Esta especie llega a valores inferiores al 42% de rendimiento de

filete (Diodatti et al., 2008).

1.3.4 Bocachico (Prochilodus magdalenae)

Poseen un cuerpo alargado y comprimido, cabeza pequeña, ancha, de perfil ligeramente

convexo. Su boca es alargada y protráctil, los dientes del maxilar superior son tricúspides

y posee dientes más pequeños en el maxilar inferior., presentan escamas grandes y

ásperas, con una espina eréctil delante de la aleta dorsal. El dorso es grisáceo, los lados

plateados y el vientre rosado; la cola es oscura en la mitad y rojiza en los extremos, los

extremos de las aletas pectorales, pélvicas y anales también son rojizas; el género

comprende 33 especies aproximadamente, estas alcanzan un tamaño de 50 cm y un

peso máximo de 3kg. El hábitat natural del bocachico está en ciénagas, lagos y migran

en la época de reproducción por canales, ríos, en donde realiza sus desoves. Este pez

es de fácil manejo, adaptándose a las condiciones de cultivos mixtos con otras especies

como cachama o mojarra roja o policultivo de las tres especies (Millán, 2003; Sanabria,

2012).

8 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

El conocimiento de la composición corporal permite caracterizar y evaluar el potencial

que tendrían las especies acuícolas colombianas para la industrialización, los

rendimientos podrían establecer la relación de el filete con la carcasa. El objetivo del

presente trabajo fue evaluar los porcentajes de rendimientos en carcasa y en filete de

cuatro especies: P. brachypomus, B. amazonicus O. niloticus y P. magdalenae debido a

que hay pocos estudios que aporten estos datos para especies cultivadas en Colombia.

1.4 Materiales y métodos

Se utilizaron aproximadamente 50 kilogramos de las especies: bocachico (P.

magdalenae), cachama (P. brachypomus), tilapia (O. niloticus) y Yamú (B. amazonicus)

obtenidos de la Asociación de Acuicultores de los Llanos Orientales ACUIORIENTE. Los

peces de cada especie fueron producidos bajo las mismas condiciones de nutrición y

manejo (tratamiento de agua, sanidad, alimentación y cosecha). Los ejemplares fueron

retirados de sus respectivos estanques y los peces fueron aturdidos mediante shock

térmico utilizando agua con hielo, los pesos promedio por animal se reportan en la Tabla

1-1.

Tabla 1-1: Peso promedio para cada ejemplar.

Peso (g)* Numero de muestras (n)

Cachama 911 ± 238 30

Yamú 431 ± 66 112

Tilapia 516 ± 200 80

Bocachico 962 ± 124 45

*Datos expresados en términos de media y desviación estándar.

Los animales fueron trasladados y diseccionados en la planta de carnes del Instituto de

Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA) de la Universidad Nacional de Colombia Sede

Bogotá, utilizando 267 peces en total para las 4 especies, cada individuo fue

diseccionado manualmente según la metodología de Mora, 2005. Figura 1-1.

Evaluación de rendimiento corporal de cuatro especies de peces cultivados en

Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon

amazonicus),Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus

magdanelae)

9

1.4.1 Recepción y pesaje

Se observó la apariencia general del pescado; cabe anotar que la piel y la carne deben

presentar un color homogéneo sin decoloraciones. Después se toma la talla y el peso de

manera individual como referente de la especie. El pescado fue almacenado a

temperatura de refrigeración (4 ± 2 °C).

1.4.2 Eviscerado y obtención del filete.

Mediante un cuchillo de acero inoxidable y afilado, se retiraron las escamas, sin romper o

afectar la piel. Para el eviscerado se procede a hacer un corte recto desde la primera

aleta dorsal hasta el tronco de la cola, quedando visibles las vísceras del pescado y se

extraen las vísceras las cuales fueron pesadas y tomadas como residuo.

Figura 1-1: Esquema de adecuación y obtención de carcasas y filetes de pescado

10 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Para obtener el filete se realizaron cortes manuales longitudinales con cuchillo de acero

inoxidable en la musculatura dorsal a lo largo de toda la extensión de la columna

vertebral, a fin de obtener dos medios filetes correspondientes a ambos lados del

pescado (Figura 1-2).

1.4.3 Corte de aletas y descabezado

Primero fue cortada la aleta dorsal, esta se corta en forma de media luna; se prosigue

con las aletas pectorales y se termina con la aleta caudal, la cual se separa del lóbulo

inferior. El descabezado se efectuó con un corte en sentido dorso ventral lo más cerca

posible del opérculo, cortes limpios y oblicuos, sin destruir o lesionar la carne.

1.4.4 Obtención de Carcasa

Cuando se ha realizado el eviscerado, el corte de cabeza y aletas, se obtiene el cuerpo

listo para el consumo y/o industrialización y se denomina carcasa. La carcasa está

constituida fundamentalmente por hueso, músculo y grasa (Figura 1-3).

El corte fue realizado por una única persona y se mantuvo el filete con piel para

proporcionar firmeza al músculo. Se obtuvo el rendimiento en carcasa (%RC) y el

rendimiento en filete sin hueso (%FSH) con respecto al peso del pescado entero, según

las siguientes formulas:

Figura 1-2: Filete obtenido de la especie cachama

Evaluación de rendimiento corporal de cuatro especies de peces cultivados en

Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon

amazonicus),Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus

magdanelae)

11

Peso Carcasa (PC) = Peso pescado entero (PE) – (Vísceras + aletas + cabeza)

%RC = (PC/PE) * 100

%FSH = RC - Residuo (esqueleto de pescado) * 100

Figura 1-3: Diferentes cortes en pescado

1.5 Diseño estadístico

Para el análisis estadístico de los datos se realizó una comparación de medias por medio

de un análisis de varianza en donde se contrasto la fuente de variación comprendida por

las diferentes especies y el comportamiento de las variables respuesta. Para el análisis

estadístico se utilizó el programa SAS SYSTEM 9.2 versión 6.1.7601.

1.6 Resultados y discusión

Los valores obtenidos (en porcentaje) de los residuos generados en el procesamiento se

muestran en la Tabla 1-2. A partir de estos se determinaron los parámetros de

rendimiento (%RC y %FSH).

12 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Tabla 1-2: Peso residuos de los proceso de obtención de carcasas y filete

Residuos (%)*

Cabeza Vísceras Aletas Hueso

Cachama 23.33 ± 1.76 8.41 ± 1.26 1.22 ± 2.15 14.12 ± 3.07

Yamú 13.76 ± 1.26 7.19 ± 1.06 7.19 ± 1.40 11.58 ± 1.26

Tilapia 29.78 ± 2.60 6.31 ± 1.33 10.26 ± 1.80 9.45 ± 1.30

Bocachico 20.64 ± 2.95 6.25 ± 1.55 7.11 ± 1.28 11.53 ± 1.59

*Datos expresados en términos de media y desviación estándar.

La Tilapia presentó el mayor valor para peso en residuo de cabeza en comparación con

el Yamú, presentando valores de 29.78% y 13.76%, respectivamente. Esto trae como

consecuencia la reducción de la parte comestible porque al presentar esta característica

produce bajos rendimientos con respecto al peso total. En estudios como el de Souza et

al. (2000), el reporte en rendimiento para tilapia fue de 24.79% a 32.53% con diferentes

tipos de corte de cabeza y categorías de peso mostrando una relación inversa entre el

tamaño de cabeza y el rendimiento, siendo un indicador del rendimiento en carcasa el

tamaño de la cabeza según la especie de pescado (Gomeiro, 2003). El peso y el

tamaño de cada especie determina las diferencias en características morfológicas como

en este caso el valor en porcentaje de vísceras, siendo superior para la especie P.

brachypomus con un 8.41±1.26% en comparación con las demás especies.

El análisis de varianza mostró que no existieron diferencias estadísticamente

significativas para Cachama y Bocachico en las dos variables de rendimiento analizadas

(%RC y %FSH) (P>0.05), y se observó que la especie con mayores rendimientos fue

Yamú en %RC y %FSH con 73.00% ± 3.83 y 55.30% ± 7.01 respectivamente,

mostrando una diferencia significativa con la especie Tilapia que muestra menores

rendimientos con 57.70% ± 3.81 y 37.80% ± 3.90 respectivamente (Figura 1-4).

Evaluación de rendimiento corporal de cuatro especies de peces cultivados en

Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon

amazonicus),Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus

magdanelae)

13

Figura 1-4: Rendimiento de carcasa (%RC) y Rendimiento de filete sin hueso (%FSH)

Donde (n) es el número de muestras. Superíndices diferentes en cada fila indican diferencias significativas (p <0.05).

Rendimiento de carcasa (%RC) y Rendimiento de filete sin hueso. Estas variaciones en

rendimientos reflejan la falta de estandarización en el método de fileteado, y tampoco

está definido el rendimiento de las diferentes especies de peces según su rango de peso

(Souza y Maranhão, 2008). Estos valores son similares a los obtenidos por Rojas et al.,

(2011), quienes encontraron valores en carcasa para O. niloticus que fluctuaron de

59,13% a 63,69% y Souza y Maranhão (2008) reportaron valores de 36,84% para

rendimiento en filete en O. niloticus, también Itabirano (2006) en filete encontró para

Oreochromis spp. un valor promedio de 31%. Igualmente es conocido que el rendimiento

en carcasa es muy variable entre especies, lo cual está determinado por una serie de

factores como la estructura ósea, el volumen visceral y el tamaño de la cabeza (Méndez

et al., 2011). Los peces fusiformes presentan rendimientos promedios de 54%, debido a

la masa muscular cilíndrica, mientras que los peces que tienen características alargadas

son especies con rendimientos inferiores a 42%, como es el caso de la tilapia (Faria et

al., 2008; FAO-Incoder, 2011).

Los rendimientos encontrados en la especie Yamú (B. amazonicus) fueron superiores a

lo encontrado por Gomeiro et al., (2003) para el Brycon cephalus quienes reportaron

peces de pesos promedio de 840 g. con rendimientos de 65,67% en carcasa y 36,61%

14 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

en filete, los valores promedios obtenidos en rendimiento de carcasa por Macedo et al.,

(2008b) fueron del 76,92%.

1.7 Conclusiones

Los parámetros de interés para la industria piscícola nacional como el rendimiento en

carcasa y en filete son afectados por el porcentaje que representan partes anatómicas

del cuerpo entero del pescado como la cabeza, las aletas y las vísceras, por lo tanto las

especies con menores valores representados por estas partes anatómicas constituirán

las mejores opciones de aprovechamiento de los recursos dulce acuícolas del país.

Teniendo en cuenta lo anterior y los datos de rendimiento de este estudio, la especie

Yamú tiene el mayor potencial para su comercialización en filetes, mientras que la tilapia

analizada en este caso debe considerarse, además de su actual uso para consumo en

filete, para procesos de transformación debido a sus bajos rendimientos.

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2. Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia.

2.1 Resumen

Las propiedades funcionales son las características no nutricionales de la carne que

condicionan su utilidad, ya sea en procesos de transformación o contribuyendo en los

atributos del alimento. De estas propiedades derivan características fisicoquímicas que

se ven afectadas durante el procesamiento, almacenamiento, preparación y consumo. El

presente estudio tuvo como objetivo evaluar capacidad de retención de agua (CRA) y

fuerza de gel (FG) de las especies Cachama blanca (Piaractus brachypomus), Yamú

(Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus magdalenae), donde cada lote de

especies fue procesado para su posterior análisis en cada variable. Este estudio mostro

que la variedad Bocachico presenta una mejor CRA con un valor de 61.09% en

comparación con las demás especies Cachama y Yamú con 54.93% y 42.33%

respectivamente; adicional a ello también para la misma especie en la variable FG

existen diferencias significativas frente a las otras dos especies Cachama con valores de

26.94 ± 9.21 y Yamú con 22.57 ± 3.88, lo que nos muestra que cada tipo de especie

tendría cualidades para la elaboración de productos cárnicos. Este tipo de observaciones

favorece el conocimiento acerca del comportamiento tecnológico de la carne en

Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus

brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus

magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia

19

variedades como la Cachama o Yamú que permite su uso en derivados cárnicos

provenientes de la pesca.

Palabras claves: Caracterización funcional, Especies ícticas, proteínas de la carne, pH.

2.2 Abstract

The functional properties are non-nutritional characteristics of meat that determine their

usefulness, either processed or contributing attributes of food. Of these properties derived

physicochemical characteristics that are affected during processing, storage, preparation

and consumption. This study aimed to assess water holding capacity (WHC) and gel

strength (GS) in White Cachama species (Piaractus brachypomus), yamú (Brycon

amazonicus) and Bocachico (Prochilodus magdalenae), where each batch of species was

processed for further analysis for each variable. This study showed that the variety has

better Bocachico WHC with a value of 61.09% compared to Cachama and Yamu with

54.93% and 42.33% respectively; Further it also for the same species in varying GS

significant differences versus the other two species with values Cachama 26.94 ± 9.21

and 22.57 ± 3.88 Yamu, this shows that each type of species have properties for the

production of meat products. Such observations promotes knowledge about technological

behavior of meat varieties like Yamu or Cachama allowing be used in meat derived from

fishing.

Keywords: Functional characterization, aquatic species, meat proteins, pH

2.3 Introducción

El pescado y los productos pesqueros representan una fuente excelente de proteínas y

nutrientes esenciales que ayudan a tener una nutrición equilibrada y disfrutar de buena

salud. En 2009, el pescado representó el 16.6 % del aporte de proteínas animales que

consume la población mundial y el 6.5% de todas las proteínas consumidas. El pescado

proporciona en promedio a unos 3.000 millones de personas más o menos un 20% de

proteína (FAO, 2012). Se ha reportado que para el primer semestre del año 2012 para

Colombia se estimó una producción piscícola de 28.454 t destacando la producción del

departamento de Huila con un aporte de 16.158 t, seguido de Tolima con 2.159 t y Meta

20 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

con un registro de 2.120 t (CCI, 2012). Colombia se halla entre los países más

biodiversos del mundo, donde prevalece el alto número de especies de peces, algunos

con importancia ecológica y otros con potencial acuícola, tanto para consumo como para

cultivo de ornamentales (Baptiste et al., 2010).

Las propiedades funcionales son generalmente controladas por la composición y

estructura de las proteínas y sus interacciones entre sí y con otras sustancias,

dependiendo principalmente de las proteínas miofibrilares; entre las diferentes proteínas

miofibrilares, la miosina es la responsable de un número de propiedades, tales como la

gelificación y retención de agua (Warner 2014). La capacidad de retención de agua está

definida como la habilidad de la carne para retener sus propios líquidos durante la

aplicación de fuerzas externas; dado que para el consumidor los parámetros más obvios

de la calidad son: textura, suavidad y jugosidad la medida de la capacidad de retención

de agua (CRA) en músculo es una manera útil y eficaz para lograr una descripción de los

cambios de calidad en alimentos y productos alimenticios (Bertram et al., 2006; Pearce et

al., 2011); durante el proceso de transformación, la carne es sometida a diferentes

temperaturas como de refrigeración, congelación y es sometida a tratamientos térmicos,

lo que ocasiona pérdidas de agua afectando el rendimiento del producto. La CRA incluso

se ha utilizado como medida de la calidad y para la caracterización de desnaturalización

de la proteína (Wu y Sun, 2013). En la carne de pescado existe una relación entre los

cambios microestructurales del musculo y los cambios de CRA, además de las

diferencias de pH durante los cambios postmortem; las fuerzas electrostáticas que

ayudan a mantener la separación de los miofilamentos se reducen cerca del punto

isoeléctrico de las proteínas. Cuando las fuerzas de repulsión se ven disminuidas, el

espacio entre los filamentos gruesos (miosina) y delgados (actina) se reduce, el resultado

es una pérdida de espacio dentro de las miofibrillas para el agua. Por lo tanto, el agua es

expulsada de las miofibrillas a los espacios extra-myofibrilares donde el agua es

fácilmente expulsada (Huff 2009).

Además una carne que posea poca capacidad de retención de agua es considerada de

baja calidad como en la industria de embutidos ya que no presentara una estabilidad en

las emulsiones, provocando así la separación de agua y grasa, afectando la calidad del

producto (Rengifo y Ordoñez, 2010).

Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus

brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus

magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia

21

La desnaturalización de proteína principalmente miofibrilar, la agregación y la

disminución de la funcionalidad de la proteína, influyen en una reducción de la capacidad

de retención de agua y en cambios de textura (Pearce et al., 2011). Otras condiciones

como el pH y la fuerza iónica que intervienen en las interacciones con proteínas y agua,

tiene efecto sobre la capacidad de retención de agua (CRA) ya que el mecanismo de

fijación de agua se ha establecido por las repulsiones electrostáticas entre las proteínas

miofibrilares (miofilamentos) cargados o los efectos osmóticos causadas por la

distribución desigual de iones dentro de la red miofibrilar produciendo una hinchazón de

las miofibrillas o en algunos casos con el uso de sales, a un bajo o alto pH, incluso se da

una solubilización parcial de filamentos, por las repulsiones entre las moléculas

individuales(Ramos, 2005; Pearce et al., 2011). Las fuerzas que causan la hinchazón son

los puentes cruzados de actomiosina entre los filamentos y líneas Z a nivel de la fibra

entre los elementos estructurales (Puolanne y Peltonen, 2013). La cantidad de agua

ligada se determina por la carga neta de las proteínas causando una repulsión que

aumenta la unión, y por el número y la fuerza de puentes cruzados que limitan la unión

(Puolanne y Halonen, 2010; Liu et al., 2011).

La fuerza de gel se establece como la habilidad que tiene la proteína para formar gel. El

estado de gel constituye un estado intermedio entre el estado sólido y líquido. Una vez

que el estado de unión intermolecular llega a un punto donde se forma una red continua

se desarrolla, la propiedad macroscópica de elasticidad y el sistema se considera un gel.

La funcionalidad de la proteína con relación a la gelificación se puede dividir en los

factores que determinan la formación de gel y las propiedades físicas del gel (Foegeding

y Davis 2011).Para la formación de geles a partir de proteína miofibrilar es necesario que

la miosina y actina se solubilicen (Álvarez, 2002), la miosina es abundante en las

proteínas musculares y juega un papel clave en el desarrollo de gel, puede llegar a

afectar las propiedades reológicas y texturales tanto del pescado como de los derivados

cárnicos pesqueros (Kuwahara y Konno 2010). La formación de gel involucra la

desnaturalización parcial de la proteína, seguido por la agregación irreversible formando

una red tridimensional. Las propiedades de gelificación se correlacionan entonces con los

cambios conformacionales de las proteínas y los enlaces intermoleculares. (Liu et al.,

2010). También es necesario tener en cuenta que las diferentes variedades de pescados

pueden responder con facilidad o dificultad a la inducción de formación del gel (Chávez y

22 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Llerena, 2003). Para entender las propiedades de gelificación de la proteína muscular, es

necesario examinar cómo reaccionan la miosina y la actina en diferentes especies y

cómo las propiedades físico-químicas, como pH, fuerza iónica, parámetros de

procesamiento, concentración de proteína, tasa de calefacción, la temperatura, la

presión, las interacciones de proteína miofibrilar con grasa y aditivos influyen en la

textura de gel (Álvarez, 2002; Zhang et al., 2010; Sun y Holley, 2011). La miosina

comprende 43 % a 45 % de las proteínas miofibrilares en los tejidos musculares de los

peces y se caracteriza por una región globular de doble cabeza y una cola helicoidal y la

actina constituye aproximadamente un quinto de todas las fibras musculares y tiene una

forma fibrilar polimerizada conocido como F-actina (Delbarre et al., 2006). La formación

de redes miofibrilares se puede representar por tres etapas: modificación de la estructura

nativa por sales neutras; desnaturalización térmica y la agregación desplegada a través

de enlaces covalentes y no covalentes para formar una red tridimensional (Benjakul et

al., 2001; Ganesh et al., 2006). La solubilización de las proteínas en forma parcial se

produce al añadir sales produciendo así la ruptura de enlaces iónicos entre proteínas

miofibrilares y las proteínas incrementan su afinidad por el agua y estas se van

disolviendo. A medida que se van solubilizando las proteínas, tiene lugar el fenómeno de

repolimerización de la actomiosina por la interacción de la miosina con los filamentos de

actina, que determina la gelificación (Prates, 2002). Al solubilizar la proteína miofibrilar

mezclada con cloruro de sodio se forma una pasta viscosa, con la que se puede

establecer diferentes tipos de enlaces responsables de la formación del gel (Álvarez,

2002). Los autores Sun y Holley (2011) informaron que la capacidad de gelificación de la

miosina y la formación del gel definitivo se consigue una vez solubilizada la proteína por

la aplicación de tratamiento térmico, aunque si éste no se realiza se puede llegar a

formar un gel utilizando temperaturas incluso de refrigeración durante tiempos

prolongados. Dependiendo de la temperatura y del tiempo utilizado en el tratamiento

térmico se establecen diferentes tipos de enlaces que dan lugar a la formación de

distintos tipos de gel final (Xiong, 2014).

Se encuentra poco del comportamiento funcional de especies piscícolas colombianas, en

general, las propiedades de fuerza de gel (FG) y capacidad de retención de agua (CRA)

de las especies como Cachama (Piaractus brachypomus), Bocachico (Prochilodus

magdalenae) y yamú (Brycon amazonicus) no han sido bien documentadas, por lo tanto

el objetivo de este estudio fue la determinación de las propiedades funcionales en las

Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus

brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus

magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia

23

tres especies de pescado. Este tipo de conocimiento proporciona informa acerca de la

idoneidad de especies acuícolas para ser usadas en diferentes procesos tecnológicos

para el desarrollo de productos de la pesca.

2.4 Materiales y métodos

2.4.1 Obtención de la materia prima

Las tres especies de pescados (P. brachypomus, P. magdalenae, B. amazonicus) fueron

obtenidas de la piscícola "La Margarita" Ubicada en el Km 10, Vía Villavicencio-Acacias.

Los peces tenían 7 meses de edad, fueron alimentados con concentrado comercial,

criados en estanques de 1 hectárea junto con Tilapia. El peso promedio de todos los

pescados estuvo entre 1,2 y 1,8 Kg. Los pescados fueron trasladados en cavas con hielo

a la Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá, todos los pescados fueron

lavados, fileteados y cortados en trozos pequeños en la planta de carnes del Instituto de

Ciencia y Tecnología de Alimentos-ICTA. Después fueron llevados a refrigeración a 4°C

aproximadamente para su posterior utilización.

2.4.2 Determinación de la capacidad de retención de agua (CRA)

En el análisis de CRA fue usado el método de compresión a partir del procedimiento

Grau y Hamm, modificado por Van et al., (1994), se colocó aproximadamente 0.3 g de

muestra de carne a una temperatura de 4±2°C entre dos papeles de filtro Whatman

grado 1. Se sometió a una fuerza mecánica de 35.15 kg/cm² durante 1 min con un

analizador de textura TA-X T2i (Stable Micro Systems, Surrey, Reino Unido), utilizando

una sonda de compresión tipo plato P40. Después de la compresión los papeles de filtro

se separaron del plato, la compresión produjo dos círculos; un círculo interior

correspondiente al área de la carne y un círculo exterior correspondiente a la superficie

total de agua expulsada. Figura 2-1.

24 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Figura 2-1: Determinación de la capacidad de retención de agua. (a) Muestra de Cachama, (b) Muestra de Bocachico, (c) Muestra de Yamú

Las áreas de los dos círculos se determinaron por análisis de imagen y el área entre los

dos círculos trazados en el papel de filtro se definió como la cantidad de agua libre en la

carne (Zamorano y Gambaruto 1997). Fueron utilizados 8 pescados para cada especie

se analizaron 6 muestras, el resultado de cada muestra se registra y el porcentaje de

capacidad de retención de agua fue calculado así (ver Ecuación (2.1)):

M=área de la carne aplanada y T=área del agua expulsada

%𝑪𝑹𝑨 = (𝑴

𝑻) × 𝟏𝟎𝟎 (2.1)

Los croquis obtenidos fueron digitalizados y por medio de la herramienta de análisis

medir fue utilizando el software Adobe Acrobat Profesional® pro extender 9 de donde se

obtuvieron los datos de las áreas.

2.4.3 Determinación de fuerza de gel

Las piezas de carne con piel de 40 g cada una se colocaron en una mezcladora

(Osterizer blender) durante 30 s a velocidad alta (aprox. 4500 rpm), esta es mezclada

con una solución que se preparó al 2.5% de NaCl (a una concentración final de 0.5 M),

en 50 ml de agua destilada. La solución se vertió en frascos de vidrio de 25 mm de

diámetro y 30 mm de alto. Las mezclas se incubaron en un baño de agua termostatado

por 30 min a 70ºC, calentándose gradualmente de 1°C/min desde la temperatura

ambiental hasta 70°C para inducir la gelificación, seguido de esto se dejaron en reposo

durante 24 horas a temperatura ambiente (Figura 2-2).

M

T

Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus

brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus

magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia

25

Figura 2-2: Proceso preparación de muestras para análisis de FG. (a) Muestra de carne pesada, (b) solución salina al 0,5 M, (c) muestra ya homogenizada

Las muestras de los geles tuvieron 2.8 cm de alto x 3 cm de diámetro en forma de

cilindro de cara plana, de esta manera se utilizaron para análisis en texturómetro donde

se midió la resistencia física del gel mediante la prueba de punción según el

procedimiento Abugoch et at., (2006). Los geles formados se colocaron en una base y se

penetraron desde la superficie del gel con un vástago de metal (sonda P/4 de 4 mm de

diámetro) a una velocidad de 1.66 mm/s, fuerza de 0.049 N, las muestras de tamaño

estándar se penetran hasta un 25% de su altura original. Se analizaron diez repeticiones

en un Texturometro TA-X T2i Stable Micro Systems, para determinar la dureza del gel. La

resistencia del gel de la muestra es expresada en g/cm.

2.4.4 Medida de pH

El pH se determinó mediante un homogeneizado de la muestra en agua destilada en

proporción de 1:10 y se procedió a medir con un pH-metro marca Jenway 3540 (Reino

Unido) según la metodología de Figueroa et al., (2006).

2.4.5 Análisis estadístico

Se realizó un análisis de varianza con un nivel de significancia (p<0.05) y se realizó la

prueba no paramétrica de Kruskal Wallis para determinar la existencia o no de una

26 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

diferencia estadística entre Cachama, Yamú y Bocachico. Los resultados obtenidos

fueron analizados con el software Matlab R2012a (versión 7.14.0.739)

2.5 Resultados y discusión

Los porcentajes obtenidos para la variable CRA no muestran diferencias

estadísticamente significativas entre las variedades de pescados (P>0.05) (Figura 2-3).

Sin embargo fueron obtenidos valores superiores en la variedad Bocachico con un

porcentaje de 61.09%, la razón de esto podría ser las diferencias en el pH del músculo

que presento el Bocachico con respecto a las demás especies, lo anterior siguiendo el

concepto de a mayor pH se alejan las proteínas de su punto isoeléctrico (5.0 - 5.5)

generando que la CRA aumente lo cual mejora la habilidad de la carne para retener agua

en su interior, incrementando los valores de funcionalidad tecnológica de las proteínas

(Puolanne y Halonen 2010).

Figura 2-3: Porcentaje de CRA para cada variedad de pescados

Cada valor representa el promedio de diez repeticiones. Columnas con letras minúsculas

diferentes indican diferencia significativa (P≤0.05).

El porcentaje de CRA es superior en la variedad Bocahico al compararse con los valores

reportados en el estudio de (Macias et al., 2006) para trucha arcoíris Oncorhynchus

mykiss variedad danesa con 54.65% y un pH de 6.58; normalmente el pH no presenta

una reducción significativa en los procesos post mortem debido a que el contenido de

glucógeno es menor en la carne del pescado llegando muy cerca de la neutralidad

teniendo efecto en la pérdida de agua máxima que se alcanza cuando la célula muscular

0

20

40

60

80

100

Cachama yamú Bocachico

% C

RA

Variedad de pescado

a a

a

Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus

brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus

magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia

27

se reduce debido a la desnaturalización de la miosina y la ampliación de los espacios

extracelulares. Con respecto a los valores expresados para la variedad Cachama con un

54.93% de CRA son cercanos a los valores encontrados en el estudio de García et al.,

(2013) para carpa (Cyprinus carpio) reportaron valores de 67.5% pero menor si es

comparado con Yamú ya que este arrojo valores de 42.33% respectivamente.

Aunque algunas diferencias observadas en CRA se pueden explicar por las diferencias

de pH (Tabla 2-1), es posible que se deba a la estructura de las fibras (sistema de

miofibrilar) que componen el musculo de pescado, ya que podría variar en cada especie.

Los cambios estructurales post-mortem, como desprendimiento del sarcolema pueden

contribuir en la capacidad de retención de agua. Se ha planteado que la degradación

post-mortem de los peces implica una degradación proteolítica temprana relacionada las

estructuras miofibrilares seguida de la degradación de las redes de tejido conectivo

perimisial y endomisio en las últimas etapas post-mortem. (Olsson et al., 2003).

Tabla 2-1: Valores promedios de pH para cada una de las especies

pH

Cachama 6.5±0.026

Yamú 6.42±0.023

Bocachico 6.62±0.013

El pH del músculo de las variedades estudiadas oscilaron entre 6.6 y 6.4, estas

variaciones en el pH post mortem dependen principalmente al contenido de glucógeno en

el músculo del pescado, el cual varía entre las distintas especies, como dentro de la

misma especie (Sun y Holley 2011). Se ha reportado que un pH alrededor de 6.0 es

óptimo para la gelificación inducida por calor dado que las proteínas se cargan positiva o

negativamente a pH inferior o superior a su punto isoeléctrico, respectivamente. Lo que

conlleva a un aumento en la repulsión electrostática entre las moléculas de proteína y la

hidratación de residuos cargados. Esto a su vez, aumenta la solubilidad de las proteínas

(Yongsawatdigul y Park 2004). La funcionalidad y la estructura de los geles se

28 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

determinan por el tipo y número de interacciones proteína-proteína, agregación y

disposición de proteínas desplegadas (Paker et al., 2013). Sin embargo cuando el pH

aumenta por encima del valor de pH de 6.0 la temperatura de transición de la miosina

disminuye y esto se asocia con la desestabilización de proteínas y en consecuencia se

producen geles débiles (Lefevre et al., 2002).

Para fuerza de gel (FG) se encontraron diferencias estadísticamente significativas

(p<0.05) (figura 2-4). La variedad Cachama presento la mayor fuerza de gel con un valor

de 26.94 ± 9.21 g.cm, seguido de Yamú con 22.57 ± 3.88 g.cm y con un valor 10.45 ±

2.25 g.cm para Bocachico, respectivamente. Pero cada uno de estos datos son inferiores

al ser comparados con estudios en pescados de agua dulce los cuales reportan datos de

1027 g.cm según Ganesh et al., (2006) quienes evaluaron fuerza de gel en la especie

(Cyprinus carpio) Carpa común; este comportamiento es similar a lo descrito por Mehta

et al., (2014) donde reportaron para tres especies de carpas de la india valores de

586.5±38.22 g.cm para Catla catla (C. catla), 394.9±51.97 g.cm para Labeo rohita (L.

rohita) y valores de 561.6±19.22 g.cm en Cirrhinus mrigala (C. mrigala); de igual forma lo

encontrado por Murthy et al., (2011) quienes evaluaron fuerza de gel en tilapia

(Oreochromis mossambicus) obtienen valores de 569.39 g.cm los cuales no son lejanos

de los reportados por los autores ya nombrados.

Figura 2-4: Fuerza de gel para cada variedad

Cada valor representa el promedio de diez repeticiones. Columnas con letras minúsculas

diferentes indican diferencia significativa (P≤0.05).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Cachama Yamu Bocachico

FG (

g.cm

)

Variedad de pescado

a

a

b

Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus

brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus

magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia

29

La tendencia de valores bajos para la propiedad de fuerza de gel en las tres variedades

(Cachama, Yamú y Bocachico) estuvo influenciada por propiedades intrínsecas tales

como el tipo de músculo, así como las condiciones utilizadas durante el ensayo como el

pH, la fuerza iónica, la velocidad de calentamiento y la temperatura. Igualmente las

proteínas de pescado difieren en su capacidad para entrecruzar enlaces y formar una

estructura de red; además se ha reportado que la formación del gel puede variar de una

especie a otra y en el comienzo de la desnaturalización de las proteínas musculares.

(Ramírez 2011; Sun y Holley (2011).

2.6 Conclusiones

La utilización de carne de pescado depende de la comprensión de su composición y

propiedades de la carne, donde las evaluaciones del comportamiento tecnológico darán

una mayor percepción del uso de la carne para transformación en productos cárnicos. Es

conocido que los procesos de conversión de músculo a carne desencadenan una serie

de eventos químicos, que culminan en la manifestación de unas características que

asumirá el producto cárnico final.

La capacidad de retención de agua de la carne es importante dada la asociación

existente entre la calidad de la carne cruda y la cantidad de agua perdida durante

procesos de fuerza mecánica, indicando que el parámetro CRA presenta una relación

con el agua perdida desde el interior de la carne. Es de resaltar el porcentaje de CRA del

Bocachico ya que obtuvo la mejor CRA, esto es atribuible al tipo de estructura de las

fibras que componen el musculo que dan un mayor espacio miofibrilar favoreciendo la

retención de agua. Es favorable este tipo comportamiento cuando se realicen procesos

de transformación o cuando el producto final llegue al consumidor. Por todo lo anterior,

se destaca la importancia de la evaluación de este parámetro ya que permite dilucidar el

comportamiento de la materia prima cárnica de pescado.

La capacidad de formación de gel de carne fresca de las variedades Cachama y Yamú

forman geles firmes y elásticos, esta propiedad se verá reflejada en la textura del

producto cárnico de carne de pescado. Lo que determina que existieron interacciones

más favorables proteína-proteína produciendo un gel con una red tridimensional mejor

30 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

ordenada. El comportamiento de la carne de este tipo de especies de peces manifiesta

su utilidad en procesos de producción de productos derivados de la pesca.

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34 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos

de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Zhang, Y. H., Tang, C. H., Wen, Q. B., Yang, X. Q., Li, L., and Deng, W. L. (2010).

Thermal aggregation and gelation of kidney bean (Phaseolus vulgaris L.) protein isolate at

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3. Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)

3.1 Resumen

Este trabajo se centra en el estudio de medición de características físicas como la textura

y el color las cuales fueron medidas instrumentalmente. Esto se realizó en dos productos

cárnicos tipo “Luncheon fish” elaborados a base carne de pescado de especies

dulceacuícolas como el Yamú (Brycon amazonicus) y la Cachama (Piaractus

brachypomus). Para la evaluación del perfil de textura se utilizó un texturometro para la

aplicación de la prueba de análisis de perfil de textura - TPA y la determinación

instrumental de color fue realizada en la superficie del producto por medio de un

colorímetro. Los resultados indicaron para textura diferencias significativas (P<0.05)

solamente en las variables dureza y cohesividad presentándose mayores valores para

estas variables en el producto a base de carne de cachama. De manera similar la

determinación de color, presentó diferencias significativas (P<0.05) entre los productos

cárnicos elaborados mostrando valores superiores de las coordenadas colorimétricas L*

y b* para el producto a base de carne de yamú mientras la coordenada a* mostro valores

superiores en el producto a base de carne de cachama. Estas diferencias halladas en

color y en textura fueron atribuidas principalmente a los valores composición de las dos

fuentes de carne de pescado en términos de humedad, grasa, proteína y cenizas, valores

que evidenciaron un mayor nivel de humedad y grasa, así como un menor nivel de

proteína en la carne de yamú, lo cual pudo generar los menores valores de dureza y

cohesividad en el producto cárnico, así como los mayores valores para las coordenadas

L* (debido al mencionado mayor nivel de humedad) y b* (por el aporte de componentes

36 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

amarillos causado por los mayores niveles de grasa). Los resultados indican que la carne

de las especies utilizadas en este estudio cuentan con aptitud para la elaboración de

productos cárnicos procesados tipo luncheon fish, especialmente la carne de cachama, la

cual mostro en términos de textura y color los valores cercanos a los reportados para

productos cárnicos similares.

Palabras claves: producto cárnico, color, análisis de perfil de textura, luncheon fish.

3.2 Abstract

The aim of this work was compare texture and color characteristics in a “luncheon fish”

meat product made from yamú (Brycon amazonicus) and Cachama (Piaractus

brachypomus) flesh. Texture profile analysis and colorimetric determinations were made

with texturometer analyzer and Hunter colorimeter on luncheon fish surface. The results

showed significant differences (P<0.05) only in hardness and cohesiveness with higher

values for both variables in cachama luncheon fish. In color results were obtained similar

behavior with significant differences between luncheon fish from yamú and from cachama

(P<0.05), with higher values in L* and b* in yamu luncheon fish while a higher value in a*

was obtained in cachama luncheon fish. Differences should be explained on base of

compositional characteristics in moisture, protein and ash, with higher values in moisture

and fat and lower values in protein, all in yamú flesh which affect directly textural

response and colorimetric values. In conclusion, both species flesh can be used in

luncheon fish obtaining, specially cachama flesh but it showed textural and colorimetrical

values closer to commercial meat products.

Keywords: meat product, color, texture profile analysis, luncheon fish.

3.3 Introducción

La incorporación de tecnologías para la elaboración de productos provenientes de la

pesca tiene como finalidad ofrecer al mercado nuevos productos de tipo pasta de

pescado, nuggets, embutidos y jamones entre otros, que se obtienen de especies que

actualmente no se consumen a través de productos procesados (García et al., 2009). Lo

anterior podría ser una opción viable, dependiendo del mercado al que se pretenda

abastecer teniendo en cuenta las particularidades del producto que esperan los

Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon

fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon

amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)

37

consumidores de diferentes nichos de mercado; el empleo de una adecuada

manipulación tecnológica de la carne de especies pesqueras, de las cuales se consume

mayoritariamente su filete, crearía alternativas donde puedan obtenerse productos

derivados de la pesca buscando mayor aceptación y demanda, a través de la exaltación

de las características sensoriales únicas que se constituyen como ventajas de algunas

especies piscícolas (Ribeiro et al., 2013; Moreno, 2010).

El consumo de algunas especies de cultivo es limitado por la presencia de espinas que

están fuertemente adheridas al musculo (Mesa y Botero 2007; García et al., 2011).

Pescados como la cachama presentan este tipo de característica, espinas

intramusculares en forma de “i griega” (Y), ubicadas en el lomo (Luchini y Wicki 2003),

pero a través de estudios como el de Izquierdo et al., (2007) en el cual se utilizó carne

de cachama negra (Colossoma macropomum) para la elaboración de salchichas,

mediante un panel de consumidores se reportaron valores de aceptación del producto

cárnico, lo cual llevo a los autores a concluir que es posible la utilización de fuentes de

proteína animal como el pescado para la elaboración de alimentos procesados. Por otra

parte también se ha reportado que la carne de pescado ofrece una buena aptitud

tecnológica para la elaboración de productos cárnicos procesados como es el caso de la

cachama blanca (Piaractus brachypomus), la cual fue utilizada por García et al., (2011)

en un estudio donde los autores elaboraron hamburguesas con carne de cachama, y en

el cual encontraron una excelente respuesta tecnológica al determinar valores de

retención de grasa 69.79% y reducción del diámetro por el efecto de la cocción 5.89%, lo

cual resulta en el caso de la retención de humedad en valores próximos a los esperados

una hamburguesa elaborada con carne de cerdo (73.58% según Sayas et al., 2011) y en

el caso de reducción del diámetro causado por la cocción se presenta un evento

deseable que es una menor reducción del diámetro comparado con hamburguesa de

cerdo (17.15% según Sayas et al., 2011).

En cuanto al color, el cual es un factor que toma especial relevancia en productos

cárnicos influyendo directamente en la percepción de frescura afectando la decisión de

compra por parte del consumidor (Felipe, 2002; Lawless y Heymann, 2010; Korel y

Balaban, 2011), se puede encontrar que en la carne de pescado éste puede presentarse

por concentraciones de pigmentos que son acumulados y sintetizados en los estadios

38 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

ante mortem y post mortem a través de reacciones enzimáticas o no enzimáticas en las

que se puede presentar una acumulación de pigmentos a causa de condiciones

inadecuadas de procesamiento y manipulación (Fuentes, Perez y Sanchez, 2009). El

registro de la variación de los valores de color en productos elaborados a base especies

de pescado está influenciado por factores intrínsecos como la concentración en musculo

de hemopigmentos tales como la astaxantina y cantaxantina pertenecientes al grupo de

los carotenoides (Sánchez et al., 2008), diferentes niveles de presencia de colágeno, la

conformación y estado de la masa muscular, la procedencia geográfica, el tipo

explotación y si provienen de cultivo o de pesca marina. De la misma manera también

son relevantes factores extrínsecos como la aplicación de tratamientos tecnológicos que

involucran cocción, salazón, deshidratación osmótica y gelificación entre otros, que

pueden afectar la medida de color (Wang et al., 2002; Sánchez et al., 2011).

Por otra parte, la textura en productos pesqueros es una característica importante que

afecta la calidad, aceptabilidad y el procesamiento mecánico de la materia cárnica. Los

atributos de textura también son usados a lo largo de la cadena de proceso como control

de calidad, que van desde la decisión sobre la preparación del alimento, evaluación de

los impactos de manejo en posproducción, hasta la vida útil del producto y preferencias

de los consumidores. (Foegeding et al., 2011; Lin et al., 2012). En cuanto a las

propiedades texturales de productos de pescado, la firmeza en particular, está asociada

con la estructura característica y propiedades de los componentes de la carne, según Lin

et al. (2012) quienes además han reportado que la firmeza está influenciada por la

densidad de la fibra muscular, diámetro y espacios intermiofibrilares. Por todo lo anterior

el color y la textura son variables de importancia al hablar de productos cárnicos

procesados elaborados a base de carne de pescado ya que la aceptación por parte del

consumidor dependerá de en qué medida influyen estas variables en la calidad esperada

de los alimentos. Por lo tanto el principal objetivo de este capítulo fue el de comparar las

propiedades de color y textura de del producto cárnico luncheon fish elaborado con

especies piscícolas colombianas como Yamú (Brycon amazonicus) y Cachama

(Piaractus brachypomus), todo esto conducente a identificar la aptitud de estas fuentes

de proteína animal en la elaboración de productos cárnicos procesados.

Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon

fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon

amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)

39

3.4 Materiales y métodos

3.4.1 Ensayos preliminares

Fueron desarrollados con el propósito de seleccionar la mejor carne que proporcionara el

mejor comportamiento tecnológico en la elaboración del producto “luncheon fish”. Para tal

efecto, se ejecutaron ensayos que permitieron estandarizar las formas más ajustadas de

obtención de pulpas para los dos tipos de pescado y elegir el recurso con las

características más favorables para la fabricación del producto.

Se realizó el despulpado de las carcasas tanto de cachama como de yamú en forma

mecánica utilizando dos tipos de equipos diferentes para lograr un refinamiento de la

pasta. En primer lugar se usó un molino de martillos Marca Sterling, Jalisco, Mejico, y

posteriormente el producto obtenido fue sometido a una despulpadora horizontal marca

Schlüter-Electromaschinenbau, Alemania, la cual realizo el proceso mecánico con una

velocidad de 1400 rpm. Finalmente de cada especie se obtuvo una pasta cárnica libre de

espinas acorde a los lineamientos de la norma NTC 4348 la cual establece los

requerimientos para la elaboración de productos de la pesca y la acuicultura.

3.4.2 Formulación de los productos cárnicos tipo “Luncheon fish”

En la tabla 3-1 se presentan la formulación seguida para la elaboración de los productos

luncheon fish con base en el recurso cárnico de cada especie (cachama y yamú).

40 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Tabla 3-1: Formulación para los productos cárnicos elaborados con Yamú y Cachama

FORMULACIÓN %

Pasta de pescado 79.65

Agua 15

Proteína aislada de soya (pas)

hidratada1:5 pas/ agua 5

Sal 1.8

Nitrito 0.02

Unipack 1

Eritorbato 0.05

Polifosfato 0.50

3.4.3 Elaboración del producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Los especímenes de las dos especies utilizadas en este estudio fueron lavados y

posteriormente fueron sometidos a un proceso adecuación que involucraba el

descamado, retiro de aletas, retiro de cola, retiro de cabeza y eviscerado para la

obtención de las carcasas. Este proceso fue realizado en la planta de carnes del Instituto

de Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA) de la Universidad Nacional de Colombia -

Sede Bogotá. Para la elaboración del producto “Luncheon fish”, tanto las carcasas de

yamú como de Cachama fueron sometidas a tratamiento térmico con vapor; buscando

pasar de una temperatura de 16 ± 3°C (temperatura interna inicial de las carcasas) a 60 ±

5°C. La siguiente etapa consistió en someter las carcasas a un proceso de molido

utilizando un molino de martillos Sterling, Jalisco, Mejico que garantizo un tamaño

maximo de partícula de 1,8 mm; esta etapa de proceso confirió una apariencia pastosa a

la carne molida de pescado al realizar el proceso en ambas especies; para lograr un

refinamiento que eliminara las espinas de la carne, fue utilizada una despulpadora

horizontal Schlüter-Electromaschinenbau, Alemania. Una vez obtenida la carne molida de

pescado se procedió a mezclar ésta con los diferentes componentes de la formulación

previamente establecida; Posteriormente la mezcla fue prensada en moldes y llevada a

marmita de cocción hasta que el producto alcanzo una temperatura interna de 74 ± 2°C.

Por último el producto se aplicó un choque térmico al producto, sumergiendo los moldes

en agua con hielo hasta alcanzar una temperatura interna aproximada de 10°C con el fin

eliminar bacterias termófilas remanentes, poder realizar el desmolde y comenzar con el

Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon

fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon

amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)

41

almacenamiento del producto a temperatura de refrigeración. Este procedimiento se

detalla en la figura 3-1.

Figura 3-1: Proceso elaboración de producto cárnico “Luncheon fish”

Una vez finalizado el procedimiento se obtuvo luncheon fish de cachama (LFC) y

luncheon fish de yamú (LFY) a los cuales se les realizaron las siguientes

mediciones físicas:

3.4.4 Medida de color

Las determinaciones de color se realizaron sobre la superficie de los bloques de producto

cárnico para LFC y LFY (figura 3-2), hasta completar un total de nueve determinaciones

por cada bloque. Se empleó un colorímetro Minolta CR-300, Osaka, Japón, utilizando el

Cocción

- hasta lograr 74±2°C

de temperatura interna

Adecuación de los

pescados

Tratamiento térmico con

vapor hasta lograr 60±5°C.

Molienda, Tamaño máximo

de partícula de 1,8 mm.

Despulpado (eliminación

de espinas)

Mezclado (ingredientes cárnicos y no cárnicos)

Prensado

Desmolde

Choque térmico

- Agua fría

Obtención carne molida

de pescado

Almacenado

- Temperatura de

refrigeración 3±1°C

42 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

espacio de color CIELab (1976), el iluminante D65 y el observador estándar de 10°. Lo

anterior siguiendo la metodología de Cassens et al. (1995). Los resultados se

expresaran en términos de las coordenadas colorimétricas luminosidad (L*), índice verde-

rojo (-a*, +a*) e índice azul amarillo (-b*, +b*).

Figura 3-2: Toma de la medida de color en los productos cárnicos tipo “luncheon fish”

*(a) muestras de bloques de producto cárnico LFC. (b) muestras de bloques de producto cárnico LFY.

3.4.5 Medida de textura

Para las mediciones de Análisis de Perfil de Textura (TPA) se utilizó un texturometro TA-

XT2i, Inglaterra, con el aditamento disco plano de 10 cm de diámetro (figura 3-3), y se

realizaron las determinaciones siguiendo la metodología de Bourne (2002) se procedió a

realizar un total de siete determinaciones para cada producto cárnico. Las muestras

fueron tomadas de cada producto cárnico con un sacabocados hecho en acero

inoxidable que permitió obtener muestras de 20 mm de alto x 30 mm de diámetro; Las

condiciones de operación fueron: velocidad de pre-ensayo 2 mm/s, velocidad de ensayo

10 mm/s, velocidad post-ensayo 5 mm/s y el tiempo entre compresiones fue de 5

segundos. Así mismo las muestras fueron sometidas uniaxialmente a una compresión del

50 %.

a*

*

b

Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon

fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon

amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)

43

Figura 3-2: Prueba de TPA a producto cárnico “Luncheon fish”

*(a) muestra pre-cortada en forma cilíndrica. (b) Desplazamiento de la sonda para inicio de recopilación de datos.

3.5 Diseño estadístico

Fueron comparados los valores de las variables respuesta (textura y color) de los dos

productos cárnicos elaborados mediante un análisis de varianza teniendo en cuenta el

factor de variación (especie de pescado utilizada) y pruebas de comparación de medias

utilizando el programa Statistical Analysis System (SAS Institute Inc. Cary, NC.) versión

8.0. Los resultados de textura relevantes de acuerdo al tipo de producto fueron dureza,

cohesividad, elasticidad y adhesividad; de estas variables la dureza es presentada en

unidades Newton (N) y las demás variables son adimensionales. En cuanto a color los

resultados se presentan mediante las coordenadas L*, a*, b*, C*ab (croma) y h°ab (tono)

3.6 Resultados y discusión

3.6.1 Color

Los resultados obtenidos (tabla 3-2) muestran como la coordenada de color L* presentó

un valor promedio más alto en el producto con carne de Yamú con un 96.16±1.16 en

comparación con el producto de cachama con un valor promedio de 74.36±0.79 siendo

a* b

44 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

esta diferencia estadísticamente significativas (P<0.05); Esto fue atribuido a los mayores

valores de grasa que se reportan para la carne de yamú ya que los altos valores de

grasa son consistentes con los altos valores de la coordenada L* en un producto cárnico

(Berry, 1998); a su vez esto es explicado por Bartolomeu (2013) quien argumenta que

éste efecto se presenta debido a que, a mayores niveles de grasa dentro de la

formulación, aumenta el brillo del producto aumentando así la reflexión de la luz. En

cuanto a los valores de L* para el producto LFC los valores en este estudio son próximos

a los reportados por Mélo et al (2011) (L*= 66.39) quienes realizaron mediciones de color

en un producto cárnico tipo mortadela a base de carne de tilapia (Oreochromis niloticus)

mecánicamente deshuesada. Este mismo caso es presentado por el estudio publicado

por Bartolomeu (2013) quien también en un producto cárnico tipo mortadela elaborado

con carne de Tilapia (Oreochromis Niloticus) obtuvo valores de luminosidad de 72.50 ±

0.7 en la medición promedio para el tratamiento control, el cual fue elaborado únicamente

con carne de pescado sin adición de ninguna fuente adicional de grasa, siento los valores

obtenidos por los autores, próximos a lo registrado para luncheon fish en este estudio.

Para la coordenada colorimétrica a* las muestras de LFC (-0.58 ± 0.33) muestran valores

más altos los valores determinados en LFY (-4.72±0.33). Estos valores negativos indican

una tendencia del color hacia las tonalidades verdes las cuales no son deseables en

productos cárnicos procesados, pero a su vez estos valores son tan cercanos a cero que

al contemplarse el sólido de color de CIE (2004) es posible observar que los valores de

a* corresponden a la zona de los acromáticos o grises. Los resultados de este estudio

concuerdan con los obtenidos por Dallabona et al. (2013) quienes elaboraron embutidos

tipo salchicha con carne de tilapia y reportan un valores de a*= 6.7. A pesar de que este

valor es positivo y los valores del presente estudio son negativos, el embutido de tilapia

tipo salchicha también se encuentra en la zona de los acromaticos por los cual los

resultados de color en ambos estudios se pueden considerar como similares. Lo anterior

se debe los bajos niveles de mioglobina que no aporta suficientes componentes rojos

generando la coloración típica de los peces de carne blanca y los consecuentes bajos

valores de a* (Suárez et al., 2008; Cardoso et al., 2008). Por otra parte los valores de b*

muestran que existe una diferencia significativa (p<0.05) entre los productos elaborados

LFC y LFY para esta coordenada, presentándose los mayores valores de b* en LFY

posiblemente por la presencia de algunos compuestos como carotenos los cuales

aportarían valores a los componentes amarillos (figura 3-4, donde (a) LFY y b (LFC)),

Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon

fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon

amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)

45

mientras que en el LFC los valores son lo suficientemente bajos para considerarlos como

parte de la zona de los acromaticos; esto se ve reflejado en el color grisáceo del producto

cuando se hace una apreciación visual.

Tabla 3-2: Coordenadas de color obtenidas de muestras de producto Luncheon fish elaborado de carne de Cachama (LFC) y Yamú (LFY)

Coordenadas de color

L* a* b* C*ab h°ab

Yamú 96.16±1.16a -4.72±0.33a 19.85±0.23a 29.52±3.28a 123.62± 2.08a

Cachama 74.36±0.79b -0.58±0.33b 7.10±0.28b 20.20±0.19b 91.68±0.31b

L*= Luminosidad; a*= Verde a rojo; b*= Azul y amarillo; C*ab= Croma o pureza del color; h°ab= Tono o color. Datos expresados en términos de media y desviación estándar. Superíndices con letras diferentes a, b en la misma columna indica que existe diferencia significativa (P<0.05).

El croma presenta diferencias significativas (p<0.05) entre el LFY y el LFC, indicando una

mayor saturación del color en el producto elaborado con carne de Yamú. De las misma

manera la variable tono se muestra con mayores valores en el para LFY con respecto al

producto LFC siendo esta diferencia estadísticamente significativa (p<0.05).

Adicionalmente estos valores son consistentes con lo reportado por Berry (1998) quien

sostiene que los altos valores de h°ab son el producto de registrar bajos valores de la

coordenada colorimétrica a*.

Figura 3-3: Representación de las coordenadas color

a*

b

46 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

*(a) Coordenadas para Luncheon fish de yamú, (b) Coordenadas para Luncheon fish de

Cachama.

3.6.2 Textura

Los valores encontrados para el parámetro dureza fueron de 7.07± 0.52 N y 11.27± 0.51

N (tabla 3-3) para Luncheon fish de Yamú y Cachama respetivamente. Esta diferencia

estadísticamente significativa (p<0.05) puede ser atribuida a la fuerza de gel que es

capaz de registrar la carne de cachama en comparación con la carne de Yamú, tal como

lo reportan Rodriguez et al. (2014), quienes evaluaron para carne de yamú y de cachama

las variables de capacidad de retención de agua y de fuerza de gel, encontrando que la

carne de Yamú requería de 24 N/s para lograr fracturar un gel elaborado a partir del

recurso cárnico mientras un gel de carne de cachama necesitaba 28 N/s. Parte de esta

dureza es aportada por el colágeno, el cual es una proteína fibrosa y principal

componente del tejido conectivo en la carne de pescados que contribuye en la firmeza y

dureza de la carne. A mayores cantidades de colágeno se presenta una mayor firmeza

en carne cruda. Los estudios de Suárez, Pardo y Cortez (2007) determinaron que los

cambios estructurales y texturales asociados con la pérdida de textura están

relacionados a la degradación del colágeno. Para la especie Brycon cephalus la perdida

de textura (reblandecimiento) post mortem se asoció con la degradación del tejido

conectivo y la desintegración de las fibras de colágeno después de ser sometido a

almacenamiento en refrigeración (Suárez, 2002), por lo cual se le atribuye el bajo valor

de dureza al producto elaborado con carne de Yamú; además de esto la baja perdida de

humedad por parte del producto expresa una menor dureza (Rengifo y Ordoñez, 2010).

Oliveira (2009) reporta valores de 8.63 N de dureza para un embutido cocido tipo

salchicha elaborado con carne mecánicamente deshuesada, valor que resulta próximo a

lo registrado en este estudio para LFY.

Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon

fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon

amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)

47

Tabla 3-3: Prueba análisis de perfil de textura TPA

Producto cárnico Luncheon fish

Yamú* Cachama

Dureza (N) 7.07± 0.52a 11.27± 0.51b

Cohesividad 0.10± 0.03b 0.18± 0.024a

Elasticidad 0.47± 0.043a 0.51± 0.064a

Adhesividad -4.41± 2.26a -3.20± 1.20a

Masticabilidad 63.21± 9.56a 63.72± 29.19a

*Datos expresados en términos de media y desviación estándar. Superíndices con letras diferentes a, b en la misma fila indica que existe diferencia significativa (P<0.05).

En cuanto a los resultados obtenidos para cohesividad se presentan diferencias

significativas (P<0.05) entre los productos Luncheon fish de Cachama (0.10± 0.03) y

Yamú (0.18± 0.024). Uno de los puntos que influye en este parámetro es el contenido de

grasa; a pesar de la no inclusión de grasa dentro de las formulaciones planteadas en

este estudio, los recursos cárnicos de cachama y yamú presentan diferentes valores de

grasa en su composición siendo estos de 3.15% y 7.5% para cachama y yamú

respectivamente. Lo anterior encuentra fundamente en los argumentos de Mesa y Botero

(2007) quienes sostienen que al aumentar el contenido de grasa puede disminuir la

fuerza de cohesión.

Los parámetros de elasticidad, adhesividad y masticabilidad no mostraron diferencias

significativas (p>0.05) entre los LFC y LFY. En cuanto al parámetro de adhesividad los

valores obtenidos fueron negativos para ambos productos y a pesar de que no existe una

diferencia significativa (p>0.05) al presentar una mayor magnitud los valores de LFY se

podría esperar que al ser consumido el producto fuera necesario un mayor trabajo por

parte del consumidor para retirarlo del paladar.

3.7 Conclusiones

El color del producto Luncheon fish es afectado por el recurso cárnico utilizado para la

elaboración del mismo, tomando una alta importancia si este recurso cárnico posee algún

tipo de compuestos que puedan contribuir con componentes amarillos del producto final.

48 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

El nivel de grasa que posea un recurso cárnico de origen ictico afecta la textura del

producto cárnico luncheon fish, principalmente las variables de dureza y cohesión las

cuales presentan una proporcional con el nivel de lípidos.

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4. Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos comestibles

4.1 Resumen

La incorporación de aceites esenciales y extractos de propóleos con funciones

antioxidantes tanto en películas como en recubrimientos comestibles logra mejorar su

funcionalidad al momento de ser aplicados en los alimentos. Además de ser

biodegradables, estos recubrimientos pueden servir como soporte para sustancias con

propiedades antimicrobianas. Los recubrimientos con este tipo de inclusiones ayudan a

preservar o mejorar las propiedades sensoriales de los alimentos y agregar valor a los

productos alimenticios al aumentar su vida útil. En este estudio se midió la actividad

antioxidante y antimicrobiana de tres tipos de aceites esenciales (Laurel, Tomillo y

Romero) combinados con extractos etanólicos de propóleos con el fin de evaluar su

potencial para ser incluidos en recubrimientos comestibles que ayuden a la conservación

de productos procesados de pescado. Por lo anterior la capacidad antioxidante total se

estimó mediante los métodos ABTS, FRAP y fenoles totales. Adicionalmente se

realizaron pruebas de actividad antimicrobiana utilizando la técnica de difusión en disco

de papel filtro frente a dos cepas Staphylococcus aureus y Escherichia coli cada una con

tres diferentes concentraciones equivalentes a valores de absorbancia de 0.5, 2.0 y 3.0

en escala Mc. Farland. A partir de los resultados con mayor efecto sobre diferentes

microorganismos, mayor capacidad antioxidante y mayores niveles de fenoles totales se

eligió el aceite esencial de Laurel en combinación con el extracto etanolico de propóleo

para ser incluido en un recubrimiento elaborado a base de alginato (2%) y glicerol (2%)

dando origen a cuatro tratamientos los cuales tuvieron como factor de variación las

concentraciones de extracto etanólico de propóleo (EEP) y aceite esencial de laurel

(AEL) manejando variaciones para EEP y AEL entre 0.125% (v/v) y 2,5% (v/v).

54 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Posteriormente, las propiedades antimicrobianas y antioxidantes de las combinaciones

contempladas para EEP y AEL en los 4 tratamientos fue evaluada a través del método

modificado de difusión en pozo y los métodos antioxidantes inicialmente propuestos. Los

resultados del estudio mostraron que en términos de la actividad antimicrobiana, la

bacteria más sensible fue Staphylococcus aureus frente a los tratamientos con las dos

mayores concentraciones de EEP y AEL, mientras los tratamientos con las mas bajas

concentraciones de EEP y AEL no mostraron inhibición significativa frente a la cepa

utilizada de Staphylococcus aureus. Por lo anterior, los recubrimientos comestibles con

inclusión de EEP y AEL muestran su potencial como alternativas para contribuir a la

conservación de los alimentos a través de la búsqueda de la disminución la los niveles

poblacionales de algunas especies bacterianas que se utilizan actualmente como

indicadores de calidad en alimentos.

Palabras claves: Propiedades antioxidantes, compuesto bioactivo, aceite esencial,

extracto etanolico de propoleo.

4.2 Abstract

The aim of this work was to study antioxidative and antimicrobial activity from three types

of essential oils (bay leaf, thyme and rosemary) in combination with etanolic extracts of

propolis determining their potential addition in edible coverings for the conservation of

processed products from fish flesh. Total antioxidative power was determined by ABTS,

FRAP and total phenols methods. Antimicrobial activity was established with filter paper

disc diffusion for Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Each one in three different

concentrations equivalents to absorbance values of 0.5, 2.0 and 3.0 in McFarland Scale.

Bay leaf essential oil in combination with etanolic extract of propolis were selected in base

of higher inhibitory effect on microorganisms, higher antioxidative power and higher total

phenols content to be added in a cover made from alginate (2%) and glycerol (2%)

producing four treatments based in different concentrations of etanolic extract of propolis

and bay leaf essential oil with concentrations between 0.125% (v/v) and 2.5% (v/v). The

results showed that Staphylococcus aureus was the most sensible strain in front of

treatments with highest concentrations of etanolic extract of propolis and bay leaf

essential oil, instead with the lowest concentrations of both not important inhibition was

obtained in this microorganism. In conclusion, edible covers with inclusion of etanolic

Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y

extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos

comestibles

55

extract of propolis and bay leaf essential oil showed to contribute in the conservation of

this foods because produce diminution of populations of some bacteria used as indicators

of quality in foods.

Key words: antioxidative properties, bioactive compounds, esential oil, etanolic extract of

propolis.

4.3 Introducción

Los recubrimientos comestibles han sido considerados para uso en alimentos ya que

presentan algunas ventajas sobre las películas sintéticas, estos productos a proteger los

alimentos pueden ser consumidos, aun si los alimentos no contaran con empaque

adicionales. Los recubrimientos de este tipo son elaborados a partir de ingredientes

comestibles y gracias a esta característica contribuyen con el ambiente ya que sus

procesos de degradación tienden a ser más efectivos que los materiales hechos a base

de polímeros sintéticos (Bourtoom 2008). Adicionalmente también contribuyen a la

reducción del deterioro o cambios en el tiempo de los componentes de los alimentos,

llegando en algunos casos a promover el aumentando la vida útil. Esto, mediante la

reducción del intercambio de gases entre el entorno y el alimento, reducción de la

respiración y reducción de las velocidades de reacción de oxidación entre otros (Robles

et al., 2013).

Con base en lo anterior, existen ciertas características mínimas que debe aportar un

recubrimiento comestible para considerarlo como por ejemplo no afectar las propiedades

sensoriales, tener determinados valores de flexibilidad y tensión y propiedades ópticas

como brillo y opacidad, proporcionar un efecto barrera de modo que mantenga un

equilibrio de los gases buscando lograr una relativa estabilidad en procesos bioquímicos,

biológicos y fisiológicos que se presentan de manera natural en cualquier alimento

(Pavlath y Orts ,2009; Falguera et al., 2011). De la misma manera pueden ser

importantes para los recubrimientos comestibles, características como la resistencia

estructural al agua, presencia de actividad antioxidante, capacidad de formación de una

capa uniforme sobre el alimento, capacidad de preservación del valor nutritivo del

producto, y compatibilidad con la adición de agentes antimicrobianos (Quintavalla y

Vicini 2002; Kramer 2009; Shit and Shah 2014; Ačkar et al., 2014).

56 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Autores como Appendini y Hotchkiss 2002, reportan que es posible que moléculas con

función anti microbiológica adicionadas a recubrimientos comestibles puedan perder su

efectividad rápidamente por el contacto directo con componentes propios de los

alimentos o si la concentración se encuentra por debajo de los valores de concentración

mínima efectiva para los microorganismos indicadores de calidad en alimentos, debido a

la migración de componentes que se puede dar hacia el interior de la matriz del alimento.

Debido a los comportamientos que presenta el mercado actual de alimentos, entre los

cuales se encuentran las preferencias por el uso de antimicrobianos y antioxidantes

naturales como extractos de plantas que cumplan con el propósito de lograr una

conservación de alimentos remplazando el uso de conservantes sintéticos, los

recubrimientos de diferentes orígenes naturales sirven como sustitutos entre los cuales

se puede contemplar una gran variedad de aceites esenciales para la creación de

envases activos. La inclusión de este tipo se sustancias permite disminuir el deterioro de

un producto alimenticio (Seydim and Sarikus 2006; Atef el at., 2015). Sin embargo, es

importante considerar los posibles efectos no deseados del uso de aceites esenciales

debido a que la adición a recubrimientos comestibles puede modificar propiedades como

el sabor y aroma de un alimento e incluso estos aceites esenciales pueden llegar a

causar toxicidad afectando así la aceptación de los alimentos con recubrimiento por parte

de los consumidores (Lambert et al., 2001; Ustunol 2009; Sánchez et al., 2011; Eça et

al., 2014). Lo anterior puede ser atribuido a la presencia de componentes como los

fenoles, flavonoides y ácidos fenólicos entre otros (Altiok et al., 2010), los cuales pueden

presentar a su vez propiedades antimicrobianas contra varios tipos de microorganismos

(bacterias, levaduras y mohos) (Sauceda 2011; Alboofetileh et al., 2014), por lo cual

hacer una dosificación adecuada para obtener los beneficios de los aceites esenciales

sin correr el riesgo de generar problemas de aceptación en el alimento, resulta

indispensable para mantener los niveles de aprobación de los consumidores habituales

de un determinado producto (Lambert et al., 2001; Sánchez et al., 2011; Eça et al., 2014).

En este orden al realizar la adición de aceites esenciales, estos pueden ser

encapsulados en la matriz compuesta de los biopolímeros base de los recubrimientos

comestibles, logrando limitar su volatilización y controlando su liberación, lo que mitigaría

posibles cambios de sabor y olor de un alimento con recubrimiento (Pastor et al., 2013).

En la industria alimentaria, los aceites esenciales provenientes del laurel se utilizan

ampliamente para la condimentación de productos cárnicos, sopas y productos con base

Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y

extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos

comestibles

57

en carne de pescado, esto debido a su actividad antimicrobiana y antioxidante (Muñiz et

al., 2013) que comprenden factores muy apreciados que permiten su uso en la industria

alimentaria como conservante de origen natural (Sellami et al., 2011). Adicionalmente se

ha reportado, específicamente para aceite esencia de laurel, que su uso genera la

reducción de la población de Campylobacter jejuni y es capaz de controlar mediante su

aplicación el crecimiento de Listeria monocytogenes y Escherichia coli en la carne de

pollo molida (da Silveira et al., 2014; Chmit et al., 2014). Otro aditivo de origen natural del

cual existen reportes que respaldan sus bondades antimicriobianas es el propoleo. Si

bien su composición química puede variaría según el origen geográfico, botánico y

temporada de recolección siempre ha sido documentada la actividad antimicrobiana

(Kujumgiev et al., 1999; Bodini et al., 2013). En el propóleo se han identificado más de

300 compuestos, entre los cuales se puden destacar polifenoles, terpenoides, esteroides,

azúcares y aminoácidos (Kalogeropoulos et al., 2009).

El objetivo de este trabajo fue desarrollar un recubrimiento comestible a base de alginato

y glicerol con diferentes porcentajes de inclusión de extracto etanólico de propóleo y

aceite esencial buscando determinar su efecto bactericida y bacteriostático y su

capacidad antioxidante para identificar el potencial del uso de los recubrimientos como

agente protector de productos procesados de pescado.

4.4 Materiales y métodos

El estudio se llevó a cabo en los laboratorios de carnes del Instituto de Ciencia y

Tecnología de Alimentos-ICTA y en el laboratorio de microbiología en la Facultad de

Medicina Veterinaria y de Zootecnia de la Universidad Nacional de Colombia.

Inicialmente se para el extracto etanólico de Propóleo (EEP), el aceite esencial de

Tomillo (Thymus vulgaris) (AET), el aceite esencial de Laurel, Laurus nobilis (AEL) y el

aceite esencial de Romero (Rosmarinus officinalis L.) (AER) se determinó la capacidad

antioxidante y actividad antibacteriana. De esta manera se seleccionó el aceite esencial

como la mayor capacidad antioxidante y la mayor actividad antimicrobiana para su

adición, junto con el extracto etanolico de propoleo, a diferentes niveles en una matriz de

recubrimiento comestible basada en alginato y glicerol en la cual también se realizaron

determinaciones de capacidad antioxidante y antimicrobianas.

58 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

4.4.1 Elaboración de extracto etanólico de propóleo

El propóleo utilizado proviene del departamento de Santander, municipio de Confines,

vereda Morario a 1200 msnm y a partir de éste se elaboró el EEP utilizando el equipo de

filtración al vacío ILMVAC modelo MPC 105T. Este procedimiento se realizó 3 veces para

asegurar la eliminación completa de los sólidos suspendidos y el posterior

almacenamiento del EEP se realizó en un recipiente de vidrio ámbar a una temperatura

de 15°C, teniendo periodos de agitación mecánica de 20 minutos, 2 veces al día, usando

un homogeneizador marca IKA modelo RW20 digital a una velocidad de 580 rpm.

4.4.2 Determinación antioxidante y antimicrobiana en aceites esenciales y extracto etanólico de propóleo

Para la determinación de la capacidad antioxidante de los aceites esenciales y el EEP se

aplicaron las siguientes metodologías:

ABTS

Se siguió la metodología descrita por Re et al., (1999) la cual se basa en la formación del

radical catión ABTS (2,2'-azinobis-3-etil-benzotiazolina-6-sulfonato) mediante la mezcla

de partes iguales (v:v) de solución de ABTS y la solución de persulfato de potasio.

Después de que el radical ABTS • + se obuvo, se midió la absorbancia en un

espectrofotómetro (Espectrofotómetro UV-Visible Genesys 10W thermo spectronic, USA)

buscando que la solución de trabajo presentara valores entre 0.7 y 0.8 a una longitud de

onda de 734 nm. Los resultados se expresaron como mg de trolox/g de muestra.

FRAP

Se siguió la metodología descrita por Benzie and Strain (1996), metodología basada en

el capacidad que tiene una sustancia antioxidante para reducir el Fe3+ a Fe2+. Se

procedió a la elaboración del complejo incoloro férrico-2,4,6-tripiridil-s-triazina (TPTZ) el

cual producirá una cromoforo violeta al darse la reducción del átomo de hierro. Para la

construcción de la curva patrón se utilizó como patrón Trolox y los resultados de

capacidad antioxidante se expresaron como mg equivalentes a Trolox/g de muestra.

Fenoles totales

Se determinaron por el método Folin-Ciocalteau (Ahn et al., 2007). Para esta medición se

tomaron 500µl de las muestras y se mezclaron con 500 µl del reactivo de Folin y 2 mL de

Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y

extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos

comestibles

59

carbonato de sodio al 10%, se llevaron a 50 mL y se procedió a almacenar en oscuridad

por 2 h. Posteriormente se midió la absorbancia a 765 nm en un espectrofotómetro

(Genesys 10W thermo spectronic, USA) y finalmente se repitió el procedimiento para

cada una de las muestras. Los resultados se expresaron como mg equivalentes a ácido

gálico/g de muestra.

4.4.3 Técnica de difusión en disco de papel filtro para pruebas antimicrobianas en aceites esenciales y extractos etanólicos de propóleos

Se siguió la técnica de difusión de disco en agar de Bauer et al. (1966), técnica en la cual

el disco tiene una cantidad específica de antimicrobiano y es aplicado a una superficie de

agar inoculado con un microorganismo. En esta técnica el antimicrobiano (aceites

esenciales y EEP) se difunde desde el disco al medio del cultivo produciendo una

inhibición donde la concentración del antimicrobiano inhibe el crecimiento bacteriano. En

la realización de esta prueba, para cada microorganismo de referencia, se tomó solución

salina con una concentración microorganismos equivalente a 0.5 unidades de la escala

de Mcfarland (1,5 x 109 UFC/ml) y con base en ésta se realizaron diluciones hasta

obtener muestras con una concentración de 10-4 y 10-6 UFC/ml de solución salina.

4.4.4 Elaboración de los recubrimientos

Los recubrimientos empleados fueron elaborados utilizando alginato marca comercial

Tecnas (base hidrocoloidal), glicerol (Plastificante), cuatro concentraciones del aceite

esencial con mayores valores de capacidad antioxidante y capacidad antimicrobiana

(Agente de biopreservación) y cuatro concentraciones de extracto etanólico de propóleo

(EEP) (Agente de biopreservación). En concordancia con lo anterior se preparó una

solución acuosa de alginato con una concentración del 2% (p/v) y adición de glicerol,

también al 2% (v/v), adición del aceite esencial escogido por sus características

(antimicrobiana y antioxidantes) y el EEP acorde a las concentraciones estipuladas para

cada uno de los cuatro tratamientos (tabla 4-1). La mezcla fue hecha a 45°C y agitación

constante durante 15 minutos utilizando para la homogenización un ultraturrax marca

IKA®modeloT18Basic a una velocidad de 200 rpm.

60 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Tabla 4-1: Formulación de los recubrimientos evaluados

4.4.5 Evaluación de la actividad Antibacteriana del recubrimiento

La evaluación del efecto antibacteriano del recubrimiento se realizó mediante el método

modificado de difusión en pozo descrito por Bauer et al. (1966) usando las cepas de

referencia ATCC (American Type Culture collection) de Escherichia coli ATCC 25922 y

Staphylococcus aureus ATCC 25923 de tercer pase.

Ensayo antimicrobiano del recubrimiento

Para estas determinaciones se usó la técnica difusión en pozos (Paik et al., 1997; Sinche

et al., 2005), para la cual se elaboró previamente la suspensión de los microorganismos

de referencia en agar tripticasa de soya incubando las cepas durante 20 horas a 37°C,

posteriormente se tomaron 5 colonias y se diluyeron en solución salina estéril hasta

obtener las concentraciones equivalentes a las unidades 0.5, 2.0 y 3.0 de la escala de

Mac Farland realizando los ajustes mediante el equipo Densichek Plus (BioMerieux,

Waukegan, IL). Posteriormente se transfirió un ml de cada una de las suspensiones de

concentración microbiológica conocida a 20 ml de agar Müller Hinton marca Oxoid

(homogenizando en un vortex Maxi Mix II, Thermo Scientific) el cual se encontraba

atemperado a 45° C en caja de petri; una vez instaurados los microorganismos a

diferentes concentraciones y solidificado el agar, se abrieron cuatro pozos de 5 mm de

diámetro en cada caja empleando un sacabocado estéril, donde se depositaron los

recubrimientos elaborados. Como control positivo se utilizó en las cajas de Petri con

pozo, penicilina (10 UI/mL) para comparar el efecto sobre Staphycoccus aureus y

Gentamicina (10 µg/ml) para comparar el efecto sobre Escherichia coli (CLSI 2010).

Como control negativo se utilizaron cajas de Petri con pozos en los cuales se adiciono

agua destilada estéril. Una vez transcurridas las primeras 24 horas posteriores a la

incubación de todas las cajas sembradas se realizó la lectura reportando el tamaño del

Tratamiento Alginato

(%)

Glicerol

(%)

EEP

(%)

AEL

(%)

1 2 2 2.5 1.25

2 2 2 1.25 2.5

3 2 2 0.25 0.125

4 2 2 0.125 0.25

Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y

extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos

comestibles

61

halo de inhibición en milímetros, tanto para los tratamientos como para los controles

positivos y negativos.

4.5 Análisis estadístico

Las diferencias de medias de las variables respuesta determinadas en los aceites

esenciales, extracto etanolico de propoleo y determinadas en los recubrimientos, fueron

comparadas utilizando el análisis de varianza (ANOVA) y aplicando pruebas de

significancia de Tukey con el programa Statgraphics centurión XV, 2009. Para este

estudio se realizaron los análisis estadísticos con un nivel de significancia de 5% y cada

variable respuesta se construyó con el promedio aritmético obtenido de tres replicas.

4.6 Resultados y discusión

4.6.1 Capacidad antioxidante y fenoles totales

Los valores más altos de capacidad antioxidante detectados por el método FRAP fueron

para el aceite esencia de laurel (EAL) y el EEP, y en el caso del AEL, los resultados

(2133.19 ± 68.63 mg equivalente a trolox/g de muestra) presentaron diferencias

estadísticamente significativas (p<0.05) con todos los demás aceites esenciales (tabla 4-

2). En cuanto al método de determinación antioxidante ABTS, se presentó el mismo

comportamiento en los aceites esenciales en donde el AEL presento la mayor capacidad

antioxidante (1701.73±35.91 mg equivalente a trolox/g de muestra), siendo éste valor

diferente estadísticamente (p<0.05) con los demás aceites esenciales (tabla 4-2). Este

comportamiento del AEL frente a los dos métodos implementados de determinación de

capacidad antioxidante se atribuyó al nivel de fenoles totales que registrado para AEL

(832.07±74.84 mg equivalente a ácido gálico/g de muestra), el cual es significativamente

mayor (p<0.05) en comparación con el nivel de fenoles totales registrado para los demás

aceites esenciales. Lo anterior se sustenta en que los fenoles pueden actuar como

agentes reductores debido a que poseen la capacidad de ceder protones en medios

donde hay presencia de radicales libres, logrando estabilizarlos (Özcan and Al Juhaimi

2011).

62 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Tabla 4-2: Capacidad antioxidante determinada por los métodos FRAP, ABTS y contenido de fenoles totales para AET, AEL, AER y EEP

Concentraciones AET= 0.03% AEL= 0.012% AER= 100% EEP= 1:4 (20%). Todos los resultados fueron realizados por triplicado y los datos expresados en términos de media ± desviación estándar. a,b,c,d,e letras diferentes en la misma fila indican diferencias estadísticas para la media (P<0.05).

La capacidad antioxidante mostrada por los aceites esenciales y el EEP evaluados puede

variar dependiendo de las modificaciones a las que están sujetos este tipo de sustancias,

ya que estas modificaciones están influenciadas por factores como el tipo de metodología

usada en la extracción, etapa de desarrollo del material vegetal usado en la extracción,

concentración relativa en el material vegetal, solventes utilizados para la extracción, etc.

(Bendahou el al., 2008; Xia et al., 2011).

4.6.2 Actividad antimicrobiana por técnica de difusión en disco de papel filtro de los diferentes aceites esenciales y el extracto etanólico de propóleos

Los resultados de este estudio mostraron que los mayores halos de inhibición fueron

presentados por AEL para los microorganismos E.coli y S.aureus usados en diluciones

de 10-4 y 10-6 UFC/ml obtenidas de 0.5 unidades de la escala de Mcfarland (Figura 4-1).

Los halos de inhibición obtenidos para E.coli con concentración de 10-6 UFC/ml

concuerdan en tamaño con lo reportado por Pesavento et al., (2015) quienes sostienen

que los aceites esenciales presentan una potente acción microbicida basados en halos

de inhibición obtenidos de hasta 18 mm al utilizar aceite esencial de tomillo (Thymus

vulgaris) frente a cepas de Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella

enteritidis y Campylobacter jejuni. En cuanto a los valores de halo de inhibición del AEL

para S. aureus, se presentaron los mayores valores con una diferencia significatiova con

Métodos

AET AEL AER EEP

FRAP mg

equivalente a trolox/g de muestra

8.35±0.16 a 2133.19±68.63 b 0.003±0.0005 a 18.32±2.63 a

ABTS mg

equivalente a trolox/g de muestra

136.53±5.14 a 1701.73±35.91 b 0.20±0.008 c 208.58±9.03 d

FENOLES TOTALES mg equivalente a ácido gálico/g de muestra)

149.21±1.91a 832.07±74.84 b 14.93±1.46cde 49.15±0.58 cde

Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y

extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos

comestibles

63

0

10

20

30

AET AEL AER EEP

E. coli (10¯⁴UFC/ml) 16.33 19 16 0

E. coli (10¯⁶UFC/ml) 15.33 17 14 0

S. aureus (10¯⁴UFC/ml) 20 25.67 10 17.33

S. aureus (10¯⁶UFC/ml) 25.33 22.67 12 9.5

Hal

o d

e in

hic

ion

(m

m)

respecto a los demás aceites esenciales; en este estudio los valores de halo de inhibición

para AEL fueron de 25,67 para la dilución 10-4 UFC/ml y de 22,67 para la dilución 10-

6UFC/ml, los cuales son próximos a lo reportado por Al-Maqtari et al., 2011, quienes

obtuvieron halos de 23.9 mm al utilizar también aceite esencial de tomillo (Thymus

vulgaris ) como bacteriostático.

Figura 4-1: Actividad antibacterial a concentración de 10-4 y 10-6 UFC/ml.

Este efecto sobre los microorganismos usados en este estudio es atribuido a que los

fenoles presentes en los aceites esenciales interfieren con los lípidos de las membranas

celulares, causando la fuga de materiales intracelulares y por ultimo lisis celular (Teixeira

et al., 2013). En cuanto al EEP solo presento efecto sobre las poblaciones microbianas

de S.aureus. y estos valores solo fueron superiores a los registrados en este estudio para

el aceite esencial de romero. Este comportamiento del EEP concuerda con el estudio de

Bankova et al. (1996) quienes coinciden con los resultados obtenidos ya que en sus

estudios no encontraron actividad inhibidora de los extractos de propóleos provenientes

de colmenas de Brasil y de Bulgaria contra cepas de E. coli. Por otra parte Alexopoulos

et al., 2011 reportaron valores superiores de halos de inhibición para S. aureus sometido

a AER, en comparación con los de este estudio, siendo estos halos de 18,69 ± 5,32 mm

64 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

de diámetro, pero esto puede ser atribuido a la alta variabilidad que se puede presentar

en la composición química de diferentes extractos de romero (Bubonja et al., 2011). En

general es aceptado que las variaciones antibacteriales que presentan diferentes aceites

esenciales se deben al perfil polifenolico, las condiciones regionales, ambientales y

agronómicas, el tiempo de la cosecha de los materiales vegetales, la etapa de desarrollo

de las plantas, el método de extracción y metodologías utilizadas para evaluar sus

actividades biológicas (Okoh et al., 2010; Zaouali et al., 2010).

4.6.3 Eficacia antimicrobiana de los recubrimientos

Actividad antimicrobiana

Para la concentración de microorganismos equivalente a la escala de Mcfarland 0.5, los

recubrimientos que presentaron mayores halos de inhibición frente a al microorganismo

E. coli fueron los correspondientes a los tratamientos 1 y 2 mostrando valores de

13.08±1.58 mm y 14.41±1.41 mm de diámetro respectivamente entre los cuales no hubo

diferencia estadísticamente significativa (p>0.05). Por otra parte los tratamientos 3 y 4

presentaron valores de halo de inhibición de 5.33±0.50 mm y 5.66±0.40 mm de diámetro

respectivamente los cuales no presentan diferencias estadísticamente significativas entre

ellos (p>0.05) pero en comparación con los tratamientos 1 y 2 si muestran que existen

diferencias estadísticamente significativas (p<0.05) (Figura 4-2). Un comportamiento

similar se presentó en los halos de inhibición formados por los recubrimientos

comestibles con adición de AEL y EEP que entraron en contacto con la cepa de S.

aureus, en el cual se puede observar que el tratamiento 1 presentó el mayor diámetro de

halo de inhibición (20±0.50 mm), siendo el valor obtenido para este tratamiento

significativamente diferente (p<0.05) a los tratamientos 2, 3 y 4, los cuales presentan

halos de inhibición con menos diámetro con valores de 14±1.0, 11±0.05 y 9.5±0.5 mm de

diámetro respectivamente. Acevedo et al., (2015) al igual que en este estudio presentan

datos que respaldan el efecto inhibidor de la aplicación de aceites esenciales a

recubrimientos comestibles, en este caso los autores utilizaron aceite esencial de limón y

de salvia a un recubrimiento elaborado con alginato para generar los efectos inhibidores

sobre E. coli. El comportamiento comparado de los microorganismos de referencia en la

figura 9 es explicado por el reporte de Pellissari et al. (2009) quienes sostienen que los

factores inherentes al microorganismo utilizado, en este caso E. coli posee un factor

protector determinante al ser una bacteria gram-negativa ya que posee una membrana

Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y

extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos

comestibles

65

externa sobre la pared celular que ofrecería mayor resistencia a la presencia de los

compuestos bioactivos (fenoles y flavonoides) del AEL y del EEP, mientras el S. aureus

al ser una bacteria gram-positiva no cuenta con este tipo de estructuras ocasionándole

una mayor susceptibilidad.

Figura 4-1: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente a 0.5 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con inclusión de AEL y EEP. Donde RA1 = tratamiento 1, RA2 = tratamiento 2, RB1 = tratamiento 3 y RB2 = tratamiento 4.

Letras a, b y c indican diferencia estadísticamente significativa (p<0.05) entre tratamientos.

En cuanto a los resultados obtenidos de los diámetros de halo de inhibición utilizando

una concentración de microorganismos equivalente a 2 unidades de la escala de

Mcfarlad los tratamientos 3 y 4 no presentaron inhibición del microorganismo S. aureus

mientras los tratamientos 1 y 2 presentaron halo de 9 y 9.5 mm de diámetro (figura 4-3).

Por otra parte para el microorganismo E. coli, si se presentaron efectos inhibitorios por

parte de los tratamientos 3 y 4 (5.5±0.5 y 5.0±0.6 mm de diámetro respectivamente)

siendo estos resultados muy próximos a lo obtenido para el mismo microorganismo en

menores concentraciones (0.5 en escala de Mcfarland). De la misma manera los

tratamientos 1 y 2 presentaron efectos de inhibición similares a los registrados en la

figura 9. Lo anterior podría ser explicado por una mayor susceptibilidad del

microorganismo E. coli en comparación con el S. aureus a los compuestos bioactivos

como fenoles y flavoniodes presentes en los recubrimientos comestibles. Pero este

66 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

comportamiento no es consistente con lo reportado por Benavides et al. (2012) quienes

adicionaron aceite esencial de orégano a niveles de 0.5, 1 y 1.5% en recubrimientos

elaborados a base de alginato para evaluar sus propiedades antibacterianas en cepas de

E. coli y S. aureus, encontrando que solo se presenta inhibición cuando la adición del

aceite esencial al recubrimiento es igual o superior al 1% y que esta inhibición se

presenta con valores de mayor magnitud sobre el S. aureus en comparación con E. coli,

argumentando los autores en concordancia con Pellissari et al. (2009) que este

comportamiento se debe a la membrana externa que recubre la pared celular de las

bacterias gram-negativas.

Figura 4-2: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente a 2 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con inclusión de AEL y EEP. Donde RA1 = tratamiento 1, RA2 = tratamiento 2, RB1 = tratamiento 3 y RB2 = tratamiento 4.

Letras a, b y c indican diferencia estadísticamente significativa (p<0.05) entre tratamientos.

Para la concentración de microorganismos equivalente a la unidad 3 en la escala de

Mcfarladn (figura 4-4) solo se presentaron efectos inhibitorios en los tratamientos 1 y 2

para E. coli, evidenciándose un comportamiento similar al de la figura 10 en términos de

la comparación con los halos de inhibición registrados para S. aureus, es decir se

presentó una menor susceptibilidad del S. aureus a la presencia de los compuestos

bioactivos aportados por AEL y EEP; resultados que nuevamente no son consistentes

con lo mostrado por la gráfica 8 y con lo reportado por Pellissari et al. (2009) y Benavides

et al. (2012). En cuanto a los tratamientos 3 y 4, estos no mostraron ningún tipo de efecto

Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y

extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos

comestibles

67

sobre las poblaciones E. coli, mientras S. aureus si presento halo inhibitorio frente al

tratamiento 3, siendo este resultado esperado para este tratamiento debido a la

presencia de la membrana externa que protege la pared celular de las bacterias gram-

negativas.

Figura 4-3: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente a 3 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con inclusión de AEL y EEP. Donde RA1 = tratamiento 1, RA2 = tratamiento 2, RB1 = tratamiento 3 y RB2 = tratamiento 4.

Letras a, b y c indican diferencia estadísticamente significativa (p<0.05) entre tratamientos.

Los resultados de halo inhibición obtenidos en este estudio al ser comparados con los

controles positivos (tabla 4-3) muestran que si bien se presentaron valores de inhibición

significativos producidos por la adición de AEL y EEP a los recubrimientos comestibles,

solo el tratamiento 1 logro alcanzar los valores mínimos establecidos por el National

Committee for Clinical Laboratory Standards (CLSI, 2010) en el documento estándar de

desempeño para pruebas de susceptibilidad microbiológica, lo cual demuestra que aún

existe potencial en la realización de estudios en los que se evalúen mayores adiciones de

AEL y EEP buscando conocer mejor la actividad antibacteriana de los aceites esenciales

y el extracto etanólico de propóleo ya que los resultados dependen en gran medida del

tipo de microorganismos sobre los que se van a utilizar.

68 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Tabla 4-3: Estándar de desempeño para pruebas de susceptibilidad microbiológica del National Committee for Clinical Laboratory Standards (CLSI, 2010)

Antibiótico Microorganismos de

referencia

Diámetro de halos de

inhibición (mm)

Penicilina (10UI/ml) Staphylococcus aureus 26-37

Gentamicina (10 µg/ml) Escherichia coli 19-26

4.7 Conclusiones

De los aceites esenciales considerados en este estudio, el de laurel es el que

posee las mejores características antimicrobianas y antioxidantes, lo que lo hace

la mejor opción para su utilización en recubrimientos comestibles.

Los componentes bioactivos aportados por el AEL y EEP en los niveles

adicionados en el tratamiento 1 poseen valores de inhibición equivalentes al del

antibiótico gentamicina, por lo que pueden ser considerados como un punto de

referencia para próximos estudios que involucren combinaciones similares de

aditivos de origen natural para el control de microorganismos como el

Staphylococcus aureus.

En términos de inhibición microbiológica los tratamientos 3 y 4 no constituyen

opciones viables como fórmulas de recubrimiento comestible para generar una

mitigación significativa de las poblaciones de los microorganismos usados para

este estudio debido a sus bajos niveles de adición de AEL y EEP.

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5. Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

5.1 Resumen

El objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial de la aplicación de recubrimientos con

inclusión de aceite esencial de Laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos

como posibles conservantes y antioxidantes naturales en un producto cárnico tipo

Luncheon fish. Se procesó el producto a base de carne de cachama al cual se le aplico

un recubrimiento de alginato adicionando con aceite esencial y extractos etanólico de

propóleo donde fueron realizados análisis de vida útil. Las muestras del producto

Luncheon fish fueron almacenadas a 4°C en empaque sintético a las cuales se les

realizaron análisis, bromatológicos, pH, bases volátiles nitrogenadas BVN-T, ácido

tiobarbitúrico (TBA), color y las magnitudes psicofísicas del espacio CIEL*a*b*, textura,

evaluaciones microbiológicas y de evaluación sensorial. Las muestras fueron analizadas

los días 0, 8, 15, 21 y 28. Los resultados obtenidos muestran que la calidad sensorial fue

el parámetro que más se afectó durante el almacenamiento para las muestras con

recubrimiento. Para aspectos como el análisis de BVN-T y TBA mostraron un aumento

constante durante el tiempo de estudio, dejando así a las muestras recubiertas como las

más resistentes a la degradación oxidativa, expresando un mayor carácter antioxidante.

De otro lado, los recuentos microbiológicos de coliformes totales y E. coli no fueron

reducidos en las dos muestras, lo que sugiere que la adición del aceite esencial y del

extracto no influyó en los valores microbiológicos. Este comportamiento fue similar en

textura dado que durante el tiempo de almacenamiento este parámetro a pesar de

76 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

presentar alguna diferencia no indica que el comportamiento de la dureza este

influenciado directamente por el recubrimiento. Se concluyó que durante el tiempo de 2

Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de

propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish” almacenamiento

el recubrimiento muestra un efecto positivo en la estructura del producto Luncheon fish,

aunque no en la preservación a largo tiempo.

Palabras claves: Actividad antimicrobiana, Cachama, propóleos, preservación,

recubrimiento.

5.2 Abstract

The objective of this study was to evaluate the potential of applying coatings with

inclusion of essential oil of Laurel (Laurus nobilis) and ethanol as possible propolis

extracts as possible preservatives and antioxidants in a type Luncheon meat product fish.

Processed meat product meat of cachama which was applied you an alginate coating

adding essential oil and ethanol extracts of propolis which were performed. Samples of

product Luncheon fish were stored at 4° C in synthetic packaging which were performed

analysis, bromatological, pH, volatile nitrogenous bases BVN-T, thiobarbituric acid (TBA),

color and the physical magnitudes of space CIEL* a* b*, texture, microbiological and

sensory evaluation assessments. The samples were analyzed for 0, 8, 15, 21 and 28

days. The results show that the sensory quality was the parameter that was most affected

during storage for specimens with coating, both the BVN-T as for TBA increased

constantly, thus leaving samples coated as the most resistant to oxidative degradation

expressing a greater antioxidant character. On the other hand, the microbiological counts

of total coliforms and E. coli were not reduced in the two samples, which suggests that the

addition of the essential oil and extract did not influence the microbiological values. This

behavior was similar in what refers to given texture than during the storage time of texture

parameters, which despite some difference overlay not directly influences on this

attribute. It was concluded that during the storage time the coating shows a positive effect

on the structure of the product Luncheon fish, although not in long term preservation.

Keywords: Antimicrobial activity, Cachama, propolis, preservation, coating

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

77

5.3 Introducción

Para los alimentos procesados puede transcurrir un largo tiempo antes de llegar a entrar

en contacto con el consumidor final, por lo cual es de gran relevancia la aplicación de

sistemas adecuados de conservación, buscando el mayor tiempo posible de vida útil

dentro del cual las características del producto no varíen significativamente; en este

sentido, mantener en los alimentos procesados las propiedades organolépticas y

adecuados niveles microbiológicos para evitar alteraciones solo podrá ser logrado

mediante la utilización de buenas prácticas de higiene, adecuado manejo de envase

entre otras que pueden influir en la vida útil del producto (O'Sullivan et al., 2011;

Lorentzen et al., 2014). Por lo anterior para contribuir con la extensión de la vida útil de

productos procesados se plantea la alternativa del uso de recubrimientos comestibles, los

cuales han sido estudiados en trabajos de investigación donde se ha realizado su

utilización con la incorporación de sustancias de origen vegetal y animal como aceites

esenciales y propóleo, respectivamente, para evaluar sus efectos antioxidantes y

antimicrobianos en alimentos procesados con el fin de desacelerar los procesos de

deterioro que se presentan normalmente en productos alimenticios (Cutter, 2006;

Bastarrachea, Dhawan, y Sablani, 2011). Por otra parte en la elaboración de

recubrimientos comestibles es necesario considerar el uso de polisacáridos naturales

como ingredientes base que no causen problemas de tipo alérgico en el consumidor y

que posean características que no contribuyan a la distorsión del sabor ni el olor en el

producto al que se adicionaran y que por tanto permitan ser combinados con otros

ingredientes de interés en la industria de alimentos (Gómez et al., 2007). Entre los

polisacáridos más destacados para la elaboración de recubrimientos comestibles se

contempla el alginato, el cual es un biopolímero que debido a sus propiedades coloidales

y su capacidad de formar geles fuertes están encontrando un uso cada vez mayor en la

industria alimentaria como texturizante y como agente gelificante (Mancini y McHugh,

2000). Los recubrimientos elaborados a base de alginato son capaces de contribuir en el

mantenimiento de la buena calidad de un producto y prolongar su vida útil

proporcionando una barrera frente al agua, reduciendo la contaminación por

microorganismos, manteniendo el sabor y retardando la oxidación de la lipídica (Song et

al., 2011). Adicionalmente, sustancias antioxidantes y agentes antimicrobianos naturales

pueden ser combinados en formulaciones para películas y recubrimientos comestibles

78 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

permitiendo efectos sinérgicos que favorecen aún 4 Aplicación de un recubrimiento

comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un

producto cárnico tipo “Luncheon fish” más las matrices alimenticias objeto de la

protección de los recubrimientos comestibles (Campos et al., 2011; Lauková et al., 2011);

entre las sustancias más utilizadas para su inclusión en recubrimientos están son los

aceites esenciales extraídos de plantas dada su actividad antimicrobiana que variara

según la composición química del aceite, teniendo especial relevancia el perfil de

componentes fenólicos los cuales pueden afectar la membrana celular de las bacterias

desestabilizando la operación de la bicapa fosfolípidica y los sistemas enzimáticos

adjuntos (Abdollahzadeh et al., 2014). El uso de sustancias de origen animal como los

propóleos también genera actividad antibacteriana sinérgica cuando se combina con

aceites esenciales debido a que también posee niveles significativos de compuestos

fenólicos y flavonoides (pinocembrina, pinobanksina y galangina) en su composición

(Mirzoeva et al. 1997; Drago et al., 2007; Castaldo y Capasso, 2002).

Al considerar las características que pueden llegar a presentar los recubrimientos

comestibles con adición de sustancias con propiedades antimicrobianas y antioxidantes,

resulta conveniente la evaluación de la aplicación de recubrimientos sobre alimentos

procesados como el Luncheon fish elaborado a base de materias primas como la carne

de pescado la cual posee una alta susceptibilidad a presentar elevadas tasas de

crecimiento microbiano que están correlacionadas con la aparición temprana de procesos

de deterioro de las características organolépticas y olores y sabores rancios (Ghaly et al.,

2010). Por lo anterior el objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de un

recubrimiento con adición de aceite esencial de laurel (AEL) y extracto etanólicos de

propóleo (EEP) aplicado a un producto cárnico tipo “Luncheon fish” a través del

monitoreo de variables respuesta físico-químicas y microbiológicas relacionadas con la

vida útil del producto y su comparación con el mismo producto cárnico sin adición del

recubrimiento.

5.4 Materiales y métodos

5.4.1 Obtención de la materia prima

Los pescados utilizados para la elaboración del producto cárnico tipo “Luncheon fish”

fueron de la especie Cachama provenientes de la piscícola "La Margarita" Ubicada en el

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

79

Km 10, Vía Villavicencio-Acacias. Los peces fueron sometidos a un régimen de

alimentación basado en concentrado comercial hasta que fueron atrapados y trasladados

en cavas con hielo a la planta de carnes del Instituto de Ciencia y Tecnología de

Alimentos-ICTA de la Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá. El peso promedio

por pescado de los lotes de animales utilizados fue de 657g ± 32 y cada animal fue

sometido a un proceso adecuación que involucraba descamado, retiro de aletas, retiro de

cola, retiro de cabeza y evisceración para la obtención de las carcasas las cuales se

almacenaron a temperatura de refrigeración (2±2°C) para su posterior uso en la

elaboración del producto cárnico.

5.4.2 Formulación del producto cárnico tipo “luncheon fish”

La formulación fue elaborada siguiendo las directrices de la norma CODEX STAN 89

(1991) obteniendo la composición que se muestra en la tabla 5-1.

Tabla 5-1: Formulación para el producto cárnico elaborado a base de carne de

Cachama.

INGREDIENTES (%)

Pasta de pescado 69

Agua 20

Proteína aislada de

soya (pas)

Hidratada 1:5pas/agua

5.0

Cloruro de sodio 1.8

Nitrito 1.0

Condimento unipack 1.0

Eritorbato 0.05

Polifosfatos 0.5

Humo líquido 1.0

Para el procedimiento de elaboración del producto “Luncheon fish” se tomaron las

carcasas de Cachama (Piaractus brachypomus), y se sometieron a tratamiento térmico

80 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

con vapor para disminuir la carga microbiológica; pasando cada carcasa de una

temperatura de 16 ± 3°C (temperatura interna inicial de las carcasas) a 60 ± 5°C durante

15 minutos. Posteriormente se aplicó un proceso de separación mecánica de la carne

utilizando dos equipos diferentes hasta lograr un refinamiento adecuado de la carne en el

cual no se presentaban espinas. Para la separación, en primer lugar se usó un molino de

martillo (Sterling. Jalisco, Mexico) con una criba de 1.8 mm, buscando disminuir el

tamaño de partícula; posteriormente el producto obtenido fue sometido a una

despulpadora horizontal (Schlüter-Electromaschinenbau. Alemania), la cual realizó el

proceso mecánico con una velocidad de 1400 rpm. Finalmente se obtuvo una pasta

cárnica libre de espinas acorde a los lineamientos de la norma NTC 4348 donde se

establecen los requerimientos para la elaboración de productos procesados a base de

carne de pescado. Antes de la elaboración del producto cárnico se realizó una evaluación

microbiológica de la pasta cárnica obtenida a través de los métodos de recuento en placa

para E. Coli siguiendo la norma NTC 4899 y Staphylococcus coagulasa positiva a través

del recuento de placa en superficie, siguiendo la norma NTC 4779; la detección de

Salmonella spp. se realizó según la norma NTC 4574 y la detección de Vibrio cholerae

acorde al método descrito por la ISO/TS 21872–1.

Con la pasta cárnica resultado de la separación mecánica de las espinas, se procedió a

mezclar ésta con los diferentes aditivos de la formulación previamente establecida en un

“cutter” JAVAR (Bogotá, Colombia). Posteriormente la mezcla fue prensada en moldes

para poder aplicar un protocolo de cocción en marmita hasta que el centro geométrico del

producto alcanzo una temperatura de 74 ± 2°C. A continuación el producto fue sumergido

en agua a 1°C causando un choque térmico para eliminar cualquier posible rastro de

microorganismos termófilos remanentes. Finalmente se procedió a realizar el desmolde y

posterior almacenamiento de 20 Kg de producto a temperatura de refrigeración.

5.4.3 Elaboración del recubrimiento

El recubrimiento elaborado en este estudio fue el resultado de ensayos preliminares en

los que se probaron junto con el AEL otros aceites esenciales, dando los mejores

resultados antimicrobianos el recubrimiento elaborado con AEL. Por lo tanto se adiciono

el AEL y EEP a una base de alginato, glicerol y agua siguiendo la metodología reportada

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

81

por Tapia et al. (2012) con algunas modificaciones en la cual el agua destilada usada fue

calentada a 40°C para posteriormente añadir los demás componentes como el glicerol,

alginato, AEL y EEP; una vez finalizada la mezcla los recubrimientos contaron con la

siguiente proporción de ingredientes: 2% de alginato, 2% de glicerol, 0.125 % aceite

esencial de laurel, 0.25% de extracto etanólico de propóleo y 95.625% agua. Para la

homogenización de la mezcla se utilizó un ultraturrax marca IKA®modeloT18Basic. a 200

rpm por 15 min, teniendo en cuenta que el alginato debía adicionarse lentamente para

lograr homogeneidad en la mezcla.

5.4.4 Aplicación del recubrimiento

Con el producto cárnico elaborado y la mezcla del recubrimiento homogénea a una

temperatura de 40°C, se procedió a tajar 10 Kg del producto Luncheon fish logrando

tajadas de 8 mm y de aproximadamente 200g, las cuales fueron bañadas en la mezcla

del recubrimiento. Posteriormente cada muestra fue empacada al vacío (94%) en un

empaque multilaminado marca Alico (Bogotá, Colombia) y etiquetados según el día de

almacenamiento en el cual se realizaron los muestreos (0, 8, 15, 21, 28). Las muestras

empacadas se almacenaron en cava de refrigeración (4°C aprox.) durante todo el

estudio.

5.4.5 Análisis proximal

Para establecer la composición proximal de producto cárnico “Luncheon fish”, se

cuantifico la humedad (AOAC (2002) método 950.46), cenizas (AOAC (2002) método

923.03), proteína cruda (AOAC (2002) método 935.11) y extracto etéreo (AOAC (2002)

método 920.39). Los análisis se realizaron por triplicado y los resultados se expresaron

como el promedio de los datos obtenidos.

5.4.6 pH

Se siguió la metodología descrita por Figueroa et al. (2006) en la cual fue necesario

elaborar diluciones 1:10 (producto cárnico: agua destilada) que se sometieron a agitación

durante 10 minutos para proceder a medir el pH con un potenciómetro JENWAY 3503

82 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

debidamente calibrado. Las determinaciones se realizaron por triplicado y los resultados

fueron expresados como un promedio de los datos obtenidos.

5.4.7 Determinación del contenido de nitrógeno volátil total (BVNT)

Fue utilizado el método descrito por Goulas y Kontominas (2005) con algunas

modificaciones. Para este análisis se tomaron 10 g de muestra del producto, los cuales

se mezclaron con 100 ml de agua destilada usando una licuadora Osterizer. A

continuación la mezcla fue transferida a un Erlenmeyer con un agitador magnético que

posteriormente se llevó a una plancha de agitación y calentamiento acoplada a un

montaje de destilación. Antes de comenzar el proceso de destilación se adiciono 1 g de

Oxido de magnesio (MgO) para alcalinizar la muestra y para captar los productos de la

destilación se utilizó un Erlenmeyer de 250 ml, el cual contenía 50 ml de solución de

ácido bórico al 3%. El proceso de destilación de la muestra se realizó hasta que en el

Erlenmeyer receptor de productos de la destilación alcanzó un volumen de 200 ml.

Finalmente el Erlenmeyer receptor fue llevado a la etapa de titulación de su contenido de

bases nitrogenadas volátiles (BNV) utilizando una solución de ácido clorhídrico al 0.1 N.

Esta medición se realizó por triplicado y los resultados se expresaron como el promedio

de los datos obtenidos en términos de mg de bases nitrogenadas volátiles por cada 100 g

de muestra.

5.4.8 Determinación del contenido de malonaldehido por el método de reacción al acido 2-tiobarbitúrico (TBA)

Fue usado el método basado en la cuantificación espectrofotométrica del cromoforo

formado después de la reacción de una molécula de malonaldehido producto de la auto

oxidación de la fracción lipídica con dos moléculas de ácido 2-tiobarbitúrico (Tironi et al.,

2007). Para esta prueba se realizó una curva de calibración con el patrón 1, 1, 3, 3-

tetrametoxypropano (TMP) y una solución de ácido tiobarbitúrico (TBA) con una

concentración de 0.021 M para la cual se pesaron 0.3 g de TBA (Merck, Alemania) que

fueron mezclados con 90 ml de agua destilada en un vaso de precipitado. Posteriormente

se tomaron 50 g de muestra del producto Luncheon fish, los cuales fueron

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

83

homogenizados en 6 ml de solución etanólica de hidroxitolueno butilado (BHT, 1 g/l) para

prevenir la auto oxidación; a continuación una fracción homogenizada de 10 g fue

transferida a un tubo de destilación, donde se agregó una gota de agente antiespumante

de silicona (Merck, Alemania), 2.5 ml de HCl al 4 N y 97,5 ml de agua destilada para

seguir con un mezclado en vortex. Una vez obtenida la mezcla se obtuvieron por filtrado

50 ml que fueron pasados a un tubo de ensayo con tapa rosca y fue calentado en baño

maría a 90 ºC por 40 min para generar el desarrollo del cromoforo de color rosa. Al

terminar la exposición al tratamiento térmico se dejó atemperar la muestra a temperatura

ambiente para proceder a medir la absorbancia a 532 nm en un espectrofotómetro Jasco

V-530 (Japón) usando como blanco agua destilada. Los valores obtenidos fueron

expresados como mg de malonaldehido (MDA)/kg de muestra. Estas mediciones se

realizaron por triplicado y los resultados se expresaron como el promedio de los datos

obtenidos.

5.4.9 Determinación de color

Las determinaciones de color se realizaron sobre la superficie de las muestras con

recubrimiento y sin recubrimiento, hasta completar un total de nueve determinaciones por

cada muestra. Se empleó un colorímetro Color QUEST XE, utilizando el espacio de color

de CIE (2004), el iluminante D65 y el observador estándar de 10°. Lo anterior siguiendo la

metodología de Cassens et al. (1995). Los resultados se expresaran en términos de las

coordenadas colorimétricas luminosidad (L*), índice verde-rojo (-a*, +a*) e índice azul

amarillo (-b*, +b*).

5.4.10 Análisis de Textura

Las propiedades de textura fueron evaluadas mediante el método propuesto por Ruiz de

Huidobro et al., (2005) utilizando en texturómetro (TA.XT 2 plus texture analyser by

Stable Micro Systems, UK) con sonda Warner-Blatzer este procedimiento efectuó un

ensayo de cizallamiento el cual mide la fuerza en Newtons necesarios para cortar un

pedazo de carne; la celda de prueba consistió en una hoja de acero de 3 mm de espesor

con una muesca en forma de V (60°), fue ajustado a través de una rendija con un ancho

84 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

de 4 mm en una base. La muestra fue puesta sobre la base, debajo de la cuchilla y fue

cortada a través ya que la hoja se mueve hacia abajo con una velocidad constante a

través de la ranura de la base (parámetros del ensayo fueron: velocidad de pre-test: 3,0

mm s -1; velocidad de ensayo: 1,0 mm s -1; velocidad después de la prueba: 3,0 mm s -

1). Distancia fue de 40,0 mm (la sonda debe cortar la carne por completo). El parámetro

registrado fue la fuerza máxima de cizallamiento, que es el pico más alto de la curva, que

es la resistencia máxima de la muestra a la cizalladura. Cada muestra se evaluó 7 veces.

5.4.11 Determinación microbiológica del producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Los análisis fueron realizados los días 0, 8, 15, 21, 24 de almacenamiento. Los análisis

microbiológicos fueron los siguientes: fue empleada un cantidad de 10 g de muestra, de

al menos 3 paquetes diferentes por cada lote SR y CR; cada muestra fue almacenada en

bolsas de plástico estériles (Whirl-Pack®) con 90 ml de agua peptona estéril (0,1%)

(Oxoid, Basingstoke, Reino Unido) y homogenizado en mezclador Stomacher (modelo

Stomacher® 400 circulator) durante 2 min. Partiendo de ahí fueron realizadas diluciones

seriadas de 10-2 hasta 10-6 utilizando agua peptonada estéril. El procedimiento de

recuento para E. Coli.(NTC 4899., 2001) se realizó con siembra de diluciones seriadas

10-2 hasta 10-6 en superficie usando agar MacConkey (Oxoid),que posteriormente se

llevó a incubación con una temperatura de 37°C durante 24 h. Las colonias típicas son

aisladas en agar tripticasa de soya (TSA) y la confirmación se realizó mediante la prueba

de confirmación bioquímica en tubo.

El recuento de Staphylococcus coagulasa positiva (NTC 4779., 2007) fue realizado

mediante siembra de diluciones seriadas de 10-2 hasta 10-6 en superficie utilizando agar

Baird Parker (Merck), incubado a 37°C durante 48 h, posteriormente fue realizada la

prueba de coagulasa para las colonias sospechosas. Todos los recuentos

microbiológicos se expresan como el registro de las unidades formadoras de colonias por

gramo (UFC/g) de muestra.

Para determinar la presencia de Salmonella sp.(NTC 4574., 2007) fueron empleados 25

gramos de cada muestra en 225 ml de agua peptonada, las muestras fueron incubadas a

37°C durante 18 h aprox., para el enriquecimiento selectivo fue usado caldo Rappaport

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

85

Vassiliadis (Merck) incubado a 41°C aprox. durante 24 h. y caldo tetrationato (Oxoid)

incubado a 37°C durante 24h, finalmente fue sembrado en agar XLD (Oxoid), Hektoen

(Becton dickinson) y verde brillante (BGA) (Merck), se incubaron las cajas de Petri a 37°C

por 24h. Para la confirmación fue realizada tinción de Gram y se realizaron fueron

pruebas de confirmación bioquímica en tubo.

5.4.12 Evaluación sensorial

La aceptación del producto se evaluó basándose en las características de olor, color,

sabor y textura, utilizando una prueba sensorial con panel de consumo compuesto de 20

personas no entrenados, miembros de diferentes departamentos; mediante una escala

hedónica de 4 puntos, con los siguientes descriptores: Me disgusta mucho= 1, me

disgusta= 2, ni me disgusta, ni me gusta= 3, me gusta = 4 y me gusta mucho=5.

Mediante un formato de evaluación (Hleap et al., 2010).

Las muestras fueron tajadas y cortadas en porciones de 2,0 cm (10 g aprox.) e

identificadas con números aleatorios de tres cifras, puestas en bandejas blancas

individuales para cada panelista (Ferreira et al., 2000). La evaluación fue realizada en

un área ventilada, de buena iluminación, libre de olores extraños y el orden de las

muestras servidas para los panelistas fue al azar a través de las sesiones.

5.4.13 Diseño estadístico

El tratamiento estadístico de los datos obtenidos se realizó mediante el programa

Statgraphics Centurion XVI (Manugistics, Rockville, MD, USA). Con el objetivo de

comprobar la existencia de diferencias significativas entre los dos tipos de recubrimiento

sobre las muestras para cada parámetro evaluado se llevó a cabo un análisis de la

varianza (ANOVA). El procedimiento LSD (least significant diference) se utilizó para

comprobar las diferencias a un nivel de significancia del 5%.

86 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

5.5 Resultados y discusión

5.5.1 Análisis microbiológico de pasta de pescado

La Tabla 5-2 muestra los valores cuantificados de microorganismos donde los recuentros

encontrados para E. coli fueron menores a 10 UFC/g estando este valor por debajo de lo

establecido en la resolución colombiana N°122 del 2008 para productos de la pesca, en

particular pescados, moluscos y crustáceos precocidos; esta evaluación determina la

eficiencia de procesamiento y la calidad de la materia prima. Mello et al., (2010),

trabajaron con pasta de tilapia donde reportaron valores de 5.04 UFC/g quien atribuye

este tipo de comportamiento a la contaminación que se da durante el procesamiento,

siendo un factor que se mejora con el monitoreo de las operaciones de limpieza y

sanitización. E. coli está presente en los productos pesqueros como resultado de la

contaminación a partir del reservorio animal/humano dándose una contaminación

cruzada, esta contaminación normalmente se relaciona con la contaminación fecal, la

contaminación de los medios acuáticos, donde este microorganismo se encuentra

generalmente en tres regiones: la superficie exterior, branquias y los intestinos de los

peces o a través de la contaminación directa de los productos durante su elaboración

(Huss, 1999).

No se encontró incidencia de contaminación por Staphylococcus en las muestras

analizadas ya que no fueron encontradas colonias típicas en agar Baird Parker, por esta

razón no fueron reportados recuentos para este microorganismo. En particular este

comportamiento indica que el procedimiento de manipulación (descamado, retiro de

aletas, retiro de cola, retiro de cabeza y eviscerado) del pescado en fresco fueron

realizados correctamente ya que Staphylococcus se transmite generalmente por el

manipulador, dado que este microorganismo es flora normal de las vías respiratorias

superiores y de la piel, por ejemplo el contacto del alimento con secreciones o saliva

genera una posible contaminación (Delbem et al., 2010; Marín et al., 2009). Por otra

parte fue aislada Salmonella de la pasta de pescado; este tipo de comportamiento se

podría atribuir al manejo sanitario que recibió la materia prima en este caso el pescado

fresco en el lugar de la post-cosecha, donde Salmonella es un microorganismo común de

la flota intestinal de los animales (Quiñones et al., 2000) y también se podría atribuir al

hielo usado para refrigeración durante el transporte del pescado (Falcão et al., 2002;

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

87

Delbem et al., 2010), o al proceso de adecuación y despulpado realizado en planta de

proceso dado que este microorganismo puede permanecer en las superficies de equipos,

mesones o utensilios y contaminar la materia prima. En lo que respecta a Vibrio Cholerae

no fueron aisladas cepas bacterianas que pertenecieran a este género, lo que era de

esperarse ya que los autores Jorquera et al. (2001) indican que los vibrios se localizan en

medios ambientes marinos asociados a la distribución de animales invertebrados donde

toman formas que no los hacen fácilmente viables en medios de cultivos y de ahí radica

su dificultad de aislamiento.

Tabla 5-2: Análisis microbiológicos de la pasta de cachama

Parámetros

Res. N°122

Límites permitidos

Fuente de origen

Pasta de pescado (Cachama)

E. coli (UFC/g) 10- 400 <10

Staphylococcus coagulasa

positiva (UFC/g) 100-1000 Negativo

Salmonella /25g Ausencia Presencia

Vibrio chorelae /25g Ausencia Ausencia

5.5.2 Análisis proximal

En la tabla 5-3 se muestran los resultados de los análisis de proteína para el producto

cárnico Luncheon fish donde fue hallado un valor de 17.4±0.18%, este porcentaje de

proteína está dentro de los valores esperados para pescados de agua dulce, los cuales

expresan porcentajes de 16 a 19% (García et al., 2009); de igual manera el

comportamiento del porcentaje de proteína encontrado en este estudio es similar al

expresado por especie cachama negra (Colossoma macropomum) con un 17.5% de

proteína (Rodríguez et al., 2001). Por otra parte en estudios de productos emulsionados

como las salchichas de pescado los autores Hleap y Velasco, (2010) encontraron valores

de 13.15± 0.08% de proteína en salchichas de carne de tilapia roja (Oreochromis sp.) y

88 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

García et al., (2005) reportaron un porcentaje de 15.53±0.08% en salchichas con

inclusión de carne de res y atún (relación de carne/atún 1:5); siendo estos porcentajes

similares a los encontrados por Rodríguez et al., (2001) en salchichas elaboradas a partir

de caribe colorado (Pigocentrus cariba) con un 15.06% de proteína. Para embutidos tipo

mortadela Bartolomeu, (2011) encontró una proteína total del 17%, esta mortadela fue

elaborada con carne mecánicamente deshuesada de tilapia de Nilo (Oreochromis

niloticus); sin embargo todos estos valores se encuentran por debajo de los valores

reportados en este estudio. Las variaciones en proteína se dan posiblemente por

la incorporación de ingredientes en las formulaciones con alto contenido de

carbohidratos y bajo contenido de proteínas.

En cuanto al porcentaje de grasa encontrado se debe tener en cuenta que dentro de la

formulación para Luncheon fish no hubo inclusión de grasa, por tanto el porcentaje de

7.3± 0.80% es atribuible exclusivamente a la carne de cachama (P. brachypomus) ya que

esta presenta niveles de grasa entre 1.6 y 6.3% (Perea et al., 2008). El valor encontrado

de 74.3 ± 0.18% en el análisis de humedad para el producto Luncheon fish se encuentra

estrechamente relacionada con el tipo de ingrediente cárnico en este caso carne de

cachama que fue usada en la formulación, ya que esta especie de pescado presenta un

alto contenido de humedad; Izquierdo et al., (2000) reportó un 70.73% de humedad para

carne de cachama al igual que los autores Perea et al., (2008) muestran rangos similares

que están entre 74.8 y 79.3% los cuales son comparables con lo encontrado en este

estudio. Es claro que debe tenerse en cuenta que la composición proximal del producto

cárnico elaborado varia principalmente por la especie de pescado ya que la humedad,

grasa y cenizas se ven influenciadas según sea el sexo, la etapa reproductiva y

alimentación que reciba el pescado en el cultivo.

La tabla 5-3: Muestra lo valores promedio de humedad, grasa, proteína y cenizas de

producto cárnico “Luncheon fish” elaborado con Cachama.

PARAMETRO (%)

PROTEINA 17.4±0.18

GRASA 7.3± 0.80

HUMEDAD 74.3 ± 0.18

CENIZAS 2.6± 0.26

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

89

5.5.3 Análisis fisicoquímicos

La Tabla 5-4 refleja los valores de pH, bases volátiles de nitrógeno (BVT-N) y ácido

tiobarbitúrico (TBA). El análisis de pH durante el período de almacenamiento del

Luncheon fish mostró rangos desde 6.70 hasta 7.54 en los 28 días para el tratamiento

SR, que al ser comparado con el tratamiento CR el rango de variación es similar con

valores de 6.77 a 6.9 en los mismos días. Del mismo modo fue notorio un incremento en

el pH durante los primeros 15 días de almacenamiento para los dos tratamientos,

bajando posteriormente en el día 21, aunque esta diferencia es mínima puede explicarse

que el valor del pH se eleve debido a la adición de fosfatos alcalinos, dado que este tipo

de comportamiento se da en productos cárnicos como en jamón cocido y en embutidos

cocidos. De igual manera los valores altos de pH de la mayoría de los productos cárnicos

cocidos son compatibles con el crecimiento de bacterias patógenas, que pueden

proliferar a temperaturas de refrigeración durante la vida útil del producto (Burgos et al.,

2011). Los alimentos proteicos suelen experimentar alcalinización durante el

almacenamiento provocada por la frecuente liberación de grupos amino, producto de la

hidrólisis de las proteínas, que puede ser causada por reacciones bioquímicas naturales

o por el crecimiento de bacterias (Tortora el at., 1993). No obstante, estas bacterias

también producen otras sustancias antagonistas dentro de las cuales se destacan el

diacetilo, peróxido de hidrógeno, acetaldehído, compuestos no proteicos de bajo peso

molecular (Vásquez et al., 2009). El recubrimiento actuó como coayudante en la

propiedad de pH, aunque no se observaron diferencias estadísticamente significativas

para este parámetro (P>0,05). Se puede apreciar que el valor de pH del tratamiento CR

se mantiene en la mayoría de los días por debajo del valor de pH del tratamiento SR, lo

cual permite asumir que hubo un control en la producción de los ácidos orgánicos

producidos gracias al recubrimiento.

En lo que respecta a BVN-T se observaron diferencias significativas en los días 0, 8 y 28

para los dos tratamientos (P<0,05), sin embargo lo que arroja el estudio es que la

diferencia entre las muestras es por el incremento lento de la descomposición proteica

durante el almacenamiento por refrigeración de las muestras SR (tabla 5-4), indicando

una mayor degradación, además este parámetro permanece casi constante durante los

90 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

primeros 15 días y aún al final del período de almacenamiento se encuentran dentro del

límite de 30 mg N/100 g para los dos tratamientos (NTC 5443 ), de hecho los valores

bajos de BVN-T para las muestras CR muestran que la barrera hidrocoloidal donde están

contenidos los agentes antioxidantes cumplen con la función de inhibir la oxidación

enzimática de las proteínas, logrando un retardo en la degradación de proteínas y así

evitar el paso a nitrógeno libre que forma amoniaco y causa reacciones secundarias que

no son de preferencia para los consumidores. Del mismo modo Mohan, et al., (2012)

reportan una notoria reducción del incremento de BVN-T en el periodo de 8 a 10 días de

almacenamiento para pescado que fue recubierto de quitosano, debido a que el

quitosano tiene propiedades que inhibe el crecimiento bacteriano y por ende en ese

estudio fue reducido el deterioro. Para este estudio los niveles de malonaldeído variaron

significativamente (p<0.05), es observable como las muestras con recubrimiento

presentan un valor de TBA bajo comparado con las muestras sin recubrir, el punto

máximo de producción de oxidación de las proteínas se da al día 21 presentando

diferencias significativas (p<0.05) para los dos tratamientos (tabla 5-4); el

comportamiento del tratamiento CR revela como el recubrimiento tiene poder protector

frente a la oxidación secundaria que inhiben el deterioro de las muestras y

adicionalmente el efecto antioxidante otorgado por el aceite esencial de Laurel el cual

puede interferir con las reacciones de propagación, inhibir sistemas enzimáticos, eliminar

radicales libres y donar hidrógenos (Viuda et al., 2010). También los autores Mohan, et

al., (2012) encontraron valores de TBA más bajos cuando fueron usados recubrimientos

de quitosano en sardina (Sardinella longiceps) indicando su eficiencia en la reducción del

deterioro de los lípidos atribuyéndolo a la formación de una capa resistente al oxígeno en

la superficie del pescado. En el caso de los extractos de propóleos que son incluidos en

la formulación del recubrimiento para este ensayo, se reporta que estos no reaccionan

químicamente con otros componentes presentes en la matriz, solo se mantienen

atrapados en la estructura y por tanto es de esperar que la migración hacia la matriz

cárnica no sea de manera instantánea (Chang et al., 2011).

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

91

Tabla 5-4: Valores promedio de pH, bases volátiles de nitrógeno (BVT-N) y ácido

tiobarbitúrico (TBA).

pH BVT-N (mg/100g) TBA mg MDA/Kg

Día 0 SR 6.70 ±0.050Aa 28.60 ±1.96Ac 0.0047 ±0.0014Aa

CR 6.77 ±0.010Aa 29.32 ±3.73Ac 0.0047 ±0.0015Aa

Día 8 SR 6.80 ±0.012Aab 23.45 ±0.57Aa 0.012 ±0.0013Aa

CR 6.82 ±0.006Aab 23.54 ±0.84Aa 0.0058 ±0.0019Ba

Día 15 SR 7.54 ±1.15Ac 26.55 ±0.63Aab 1.68 ±0.15Ab

CR 6.93 ±0.017Ac 24.92 ±1.21Aab 1.37 ±0.22Ab

Día 21 SR 6.88 ±0.023Aab 28.13 ±0.32Abc 2.09 ±0.08Ac

CR 6.82 ±0.036Aab 28.06 ±0.89Abc 1.94 ±0.16Bc

Día 28 SR 7.0 ±0.010Aab 26.04 ±1.21Aa 0.027 ±0.00018Aa

CR 6.71 ±0.015Aab 24.81 ±2.22Aa 0.022 ±0.00067Ba

SR: tratamientos sin recubrimientos, CR: tratamientos con recubrimiento Superíndice con letra mayúscula (A, B, C) diferente indica diferencia estadísticamente significativa (P<0,05) en la misma columna para cada tratamiento. Superíndice con letra minúscula (a, b, c, d, e) diferente indica diferencia estadísticamente significativa (P<0,05) en la misma columna para cada día observado.

5.5.4 Análisis de Color

Los resultados de color muestran que el recubrimiento en el producto cárnico Luncheon

fish tuvo poca variación en este parámetro (tabla 5-5); por ende no existieron diferencias

significativas (p>0.05) entre los tratamientos, excepto para los días 15 y 28 para la

coordenada de luminosidad (L*), esta diferencia debe está dada por las propiedades del

recubrimiento, como la incidencia de una mayor reflexión de la luz; ya que los valores son

mayores en muestras CR que en muestras SR. En la coordenada b* los resultados del

92 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

análisis estadístico muestran que el comportamiento fue significativamente variable

(p<0.05) tanto entre tratamientos como para los días a través del tiempo. Se obtuvieron

valores más elevados en los días 21 y 28 para los dos tratamientos. En la coordenada a*

los valores son menores para las muestras CR a lo largo del tiempo. La coordenada a*

depende fundamentalmente de hemopigmentos (Mb y Hb) contenidos en la carne, éstos

apenas influirían en el comportamiento de esta coordenada o de igual manera se debe a

la salida de agua de la matriz cárnica (Vargas y Atarés, 2013).

El croma presenta diferencias significativas (p<0.05), indicando una mayor saturación del

color en la muestra SR en el día 28. Con respecto al tono el recubrimiento tiene un efecto

sobre los valores dado que se evidencia por la diferencia estadísticamente significativa

(P<0.05) entre los tratamientos para los días 0, 8 y 28. Las muestras con recubrimiento

mostraron en general un color más saturado y más luminoso que las muestras SR, no

existiendo diferencias significativas en función de la película aplicada.

Tabla 5-5: Coordenadas de color obtenidas de muestras de producto Luncheon fish

elaborado de carne de Cachama

L* a* b* C*ab hab

Día

0

SR 69.04 ±1.67Aab 4.47 ±0.22Aab 16.27 ±0.47Ab 16.87 ±0.51Ab 74.64 ±0.45Ab

CR 69.54 ±0.37Aab 4.27 ±0.25Aab 17.26 ±0.37Bb 17.79 ±0.36Bb 76.10 ±0.85Bb

Día

8

SR 69.62 ±0.46Ab 4.47 ±0.11Aa 16.43 ±0.35Ab 17.03 ±0.35Ab 74.75 ±0.39Ab

CR 69.78 ±0.76Ab 4.05 ±0.24Ba 16.70 ±0.42Ab 17.19 ±0.46Ab 76.35 ±0.56Bb

Día

15

SR 67.48 ±1.13Aa 4.56 ±0.53Aab 16.88 ±1.18Ab 17.49 ±1.27Ab 74.91 ±0.82Ab

CR 69.16 ±0.60Ba 4.21 ±0.19Aab 16.84 ±0.56Ab 17.36 ±0.56Ab 75.94 ±0.60Ab

Día

21

SR 68.73 ±0.60Aab 4.67 ±0.08Ab 17.50 ±0.23Ac 18.11 ±0.22Ac 75.06 ±0.33Ab

CR 68.81 ±2.7Aab 4.49 ±0.17Bb 17.35 ±0.37Ac 17.92 ±0.37Ac 75.48 ±0.55Ab

Día SR 68.51 ±0.41Aab 4.61 ±0.07Aab 15.96 ±0.18Aa 16.61 ±0.19Aa 73.88 ±0.15Aa

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

93

28 CR 69.39 ± 0.32Bab 4.16 ±0.21Bab 16.07 ±0.19Aa 16.60 ±0.23Aa 75.46 ±0.58Ba

SR: tratamientos sin recubrimientos, CR: tratamientos con recubrimiento. Superíndice con letra mayúscula (A, B, C) diferente indica diferencia estadísticamente significativa (P<0,05) en la misma columna para cada tratamiento. Superíndice con letra minúscula (a, b, c, d, e) diferente indica diferencia estadísticamente

significativa (P<0,05) en la misma columna para cada día observado.

5.5.5 Análisis de textura

Los valores de fuerza de corte se han marcado como el suministro de información fiable

acerca de la aceptabilidad del producto o las preferencias entre los consumidores

(Destefanis et al., 2008). El análisis estadístico de los resultados mostró que ambos

tratamientos tienden al aumento de la dureza y la firmeza con el tiempo, pero no

existieron diferencias significativas para estos dos parámetros (p<0.05) que sean

atribuibles al uso del recubrimiento comestible. Los incrementos de la dureza están

reflejados en las muestras CR y los valores encontrados para este parámetro estuvieron

en un rango de 55.22 a 68.21 N hasta el día 28 de ensayo (tabla 5-6) y la firmeza con

5.60 a 7.28 N para el mismo periodo de tiempo, presentando una mayor resistencia al

corte. Este comportamiento fue similar en estudios con jamón cocido y jamón visking,

donde en el tiempo de almacenamiento (0 a 20 días) se produjo un aumento en la dureza

con recubrimientos de quitosano (García et al., 2008).

Tabla 5-6: Análisis instrumental de textura

DIAS

TRATAMIENTO

SR CR

DUREZA (N)

0 49.09±Ab 52.22±6.73Aa

8 63.14±Ac 63.74±7.63Ab

15 34.81±Aa 53.27±5.85Ba

94 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

21 58.33±Abc 55.36±12.3Aa

28 65.99±Ac 68.21±6.46Ab

FIRMEZA (N)

0 5.60 ± 0.75Ab 5.60± 0.53Aa

8 6.57± 0.54Ac 6.49± 0.70Ab

15 4.10± 0.47Aa 5.54± 0.57Ba

21 6.43± 0.94Ac 5.60± 0.75Aa

28 7.30± 0.70Ad 7.28± 0.53Ac

SR: tratamientos sin recubrimientos, CR: tratamientos con recubrimiento. Superíndice con letra mayúscula (A, B, C) diferente indica diferencia estadísticamente significativa (P<0,05) en la misma fila para cada tratamiento. Superíndice con letra minúscula (a, b, c, d, e) diferente indica diferencia estadísticamente significativa (P<0,05) en la misma columna para cada día observado.

5.5.6 Análisis microbiológico

Los cambios en la microbiología del producto cárnico Luncheon fish durante el

almacenamiento son mostrados en la Tabla 5-7. Los resultados del análisis

microbiológico para el día 0 se realizaron 24 h. después de la elaboración del producto

cárnico. Se observa que en ninguno de los dos productos a lo largo del tiempo fue

aislada Staphylococcus coagulasa positiva ni Salmonella spp, cumpliendo con los

estándares establecido por la resolución colombiana N°0122/2012 para productos

cocidos de pescado. En lo que respecta al recuento de coliformes totales los valores se

incrementan significativamente en el tratamiento SR desde el día 21 con 290UFC/g, al

ser comparados entre si los tratamientos al final del estudio prevalece este tipo de

comportamiento. Para E. coli en el tratamiento CR se encontraron recuentos

ligeramente menores que para las muestras SR, pero no se puede afirmar que exista una

diferencia lo suficientemente grande para considerarse significativa.

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

95

Por otro lado, autores como Song et al., (2011) en investigaciones para la conservación

de tejidos de origen animal realizadas en filetes de pescado, reportaron que el

recubrimiento comestible a base de alginato proporcionó una barrera frente al oxígeno

inhibiendo el crecimiento microbiano y demorando su deterioro. Como resultado de las

características que posee el alginato; ya que es de soporte para el transporte de

compuestos antimicrobianos y probioticos entre otros, para mantener la calidad de

productos alimentarios en almacenamiento (Fernando y Duque 2014) y tiene la

capacidad de generar matrices poliméricas, mediante el entrecruzamiento de sus

cadenas adyacentes a través de las uniones con iones bivalentes como el calcio, por lo

tanto confieren protección a los alimentos mediante la formación de una barrera en la

superficie (Wang et al., 2007). Además Grosvenor (1995) estableció que las bacterias

Gram positivas (Clostridium, Listeria, Staphylococcus,...etc) eran más susceptibles contra

extractos de plantas en comparación con Gram negativas (Salmonella, E. coli,..etc.). Esta

propiedad puede deberse a las características morfológicas típicas de cada bacteria, ya

que las Gram negativas poseen una membrana externa compuesta de lipopolisacáridos,

que las hace un poco impermeables a moléculas lipofílicas; además la membrana

externa actúa como una barrera selectiva a moléculas hidrofílicas. En estudios donde fue

evaluado el efecto inhibidor de aceite esencial de tomillo contra L. monocytogenes en

carne picada el estudio mostró que fue baja en el nivel de concentración de 0,3%, pero

de alta a niveles de 0,6% y 0,9% (Govaris et al., 2010). Al parecer la inclusión de este

tipo de agentes bioactivos permite una liberación progresiva de los compuestos fenólicos

durante el almacenamiento en la superficie del producto.

Tabla 5-7: Análisis microbiológicos

DIA

SR CR

0 8 15 21 28 0 8 15 21 28

Coliformes

totales(UFC/g) <3 5 10 120 >400 <3 <3 9.1 46 200

E. coli (UFC/g) A A <10 30 100 A A <10 <10 25

96 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

Staphylococcus

coagulasa

positiva

(UFC/g)

- - - - - - - - - -

Salmonella

/25g A A A A A A A A A A

SR: tratamientos sin recubrimientos, CR: tratamientos con recubrimiento. A: ausencia, P= presencia

5.5.7 Análisis sensorial

Los atributos sensoriales de las muestras de Luncheon fish con los tratamientos (SR y

CR) para los atributos de sabor, color, textura, aroma y aceptación general (Figura 5-1)

los cuales son presentados hasta el día 15 dadas las desfavorables condiciones

microbiológicas de las muestras a partir de este día. En el producto SR no se

presentaron diferencias estadísticamente significativas (P>0.05) para el atributo de sabor

en los días de ensayo; obteniendo la mejor puntuación el día 0 el cual obtuvo en

promedio 3.8± 0.2 y disminuyendo a lo largo del tiempo (3.4±0.21) hasta el día 15. En

cuanto a los valores promedios del tratamiento con recubrimiento para este mismo

parámetro la puntuación decrece cuando aumenta el periodo de almacenamiento desde

3.4 para el día 0 hasta 3.0 para el día 15 sin presentar diferencias estadísticamente

significativas (P>0.05). La disminución de las puntuaciones asignadas por los panelistas

en el tratamiento CR estuvo marcado por lo perceptible de un sabor atípico a pescado,

atribuible a la inclusión del aceite esencial de laurel en el recubrimiento que acentuó su

sabor siendo poco agradable para los consumidores. En cuanto el color el puntaje más

bajo fue para el tratamiento SR, atribuido por los panelistas a la presencia de un color

que tiende a las tonalidades grises que resulta poco atractivo visualmente. Para el caso

de la textura no se encontraron diferencias significativas según el análisis de varianza.

De acuerdo a los panelistas en general el producto cárnico Luncheon fish presento una

textura suave que fue satisfactoria.

Para el atributo de aroma el análisis sensorial no evidencia diferencias significativas

(P>0.05); aunque para los panelistas fue perceptible un marcado olor aromático en las

muestras con recubrimiento, estas obtuvieron puntuaciones menores de 3.46, 3.38, 3.31

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

97

11.5

22.5

33.5

4

SABOR

COLOR

TEXTURAAROMA

ACEPTACION

Luncheon fish-SR

DIA 0

DIA 8

DIA 15

2.82.9

33.13.23.33.43.53.6

SABOR

COLOR

TEXTURAAROMA

ACEPTACION

Luncheon fish-CR

DIA 0

DIA 8

DIA 15

desde el día 0 hasta el día 15 respectivamente; estando en la categoría “ni me disgusta,

ni me gusta” lo que denota que no encontraron este aroma mayormente desagradable. A

pesar de que no existan diferencias estadísticamente significativas en la figura 5-1 se

puede analizar que la aceptación del producto CR disminuye notoriamente en

comparación con el producto SR, llegando a una calificación promedio de 3.0 para el

último día de ensayo, resultado en el menos aceptado. Este resultado es comparable con

lo reportado por Khalafalla, et al., (2015) los cuales reportan una disminución a lo largo

del estudio en las puntuaciones para el atributo de olor por el uso de extractos de tomillo

y romero en filetes de Tilapia de Nilo (Oreochromis niloticus).

Fig 5-1 Distribución en escala hedónica, de los valores obtenidos a las

cualidades sensoriales del producto sin recubrimiento.

98 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”

5.6 Conclusiones

Las muestras con recubrimiento presentaron un mejor comportamiento desde el punto de

vista de degradación de proteínas (BVN-T) y oxidación lipídica (TBA) e incluso se asume

que el estudio se puede prolongar por mayor tiempo de almacenamiento. Demostrando el

potencial de las combinaciones de alginato, aceites esenciales y extractos etanólicos de

propóleos. Sin embargo, una investigación adicional debe llevarse a cabo para controlar

la velocidad de difusión de los compuestos bioactivos a la superficie del producto cárnico

durante el almacenamiento.

En lo que respecta a color es claro que no existe una afectación del recubrimiento sobre

el producto cárnico de pescado ya que no varía de forma significativa en este estudio de

vida útil, sin embargo si se percibe que el color característico de este tipo de matriz a

base de pescado más el recubrimiento afecta la percepción visual de los panelistas

denotando un detrimento en la aceptación del producto. Los parámetros sensoriales no

fueron muy alentadores para este ensayo dado que el sabor detectado por los panelistas

fue en aumento en las muestras con recubrimiento atribuible a la inclusión del aceite

esencial de laurel; por lo tanto, sería más razonable incorporar estos antimicrobianos en

productos tradicionalmente asociados con sabores aromáticos. El sabor fuerte y aroma

presente en estos aceites pueden ser agradables o desagradables dependiendo del tipo

de alimento en el que se utilizan.

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

99

El recubrimiento genera recuentos menores de microorganismos en las muestras

almacenadas y la adición de aceites esenciales y propóleo no supuso una mejora

significativa en la calidad microbiológica.

5.7 Bibliografía

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6. Conclusiones

Las especies que presentan mayores rendimientos fueron Yamú y Cachama, lo cual

indica se pueden trabajar para la comercialización de filetes en fresco y las carcasas para

su aprovechamiento en procesos de industrialización para la obtención de productos

cárnicos. La diferencia de rendimientos entre las cuatro especies estudiadas se debe

principalmente a la proporción de cabeza dada por las características morfológicas

propias de cada especie.

En cuanto a la capacidad de formación de gel los mejores resultados se obtuvieron para

para la carne de Cachama y Yamú los cuales forma geles más firmes y elásticos, por

esta razón estas especies darán como resultado una mejor textura si el objetivo es la

elaboración de productos cárnicos a base de estas especies. De igual manera se espera

que para la elaboración del producto se tenga una alta capacidad de retención de agua

(CRA) ya que en procesos de trasformación permite dilucidar el comportamiento que

tendrá la carne durante los procesos de elaboración de productos cárnicos, en este

estudio el Bochachico fue el que obtuvo una mayor CRA dadas a las características

estructurales de su carne.

El color del producto elaborado depende del recurso cárnico utilizado para la elaboración

que a su vez está influenciado por factores como su dieta, estado fisiológico, fase

reproductiva, entre otras; sin embargo para Cachama y Yamú el cambio de color en la

carne no es notorio y por esta razón el cambio de color en este caso se debe a la

inclusión de la piel en el proceso de trasformación. Para textura se puede ver una

diferencia significativa en las propiedades de dureza y cohesividad de los productos

cárnicos Luncheon fish entre las dos especies, a partir de estos resultados se muestra a

la cachama como una buena opción para su uso en procesos de trasformación.

En cuanto a la evaluación de las propiedades del recubrimiento el aceite esencial de

laurel demostró ser eficaz inhibidor de microorganismos, si son incorporados en matrices

que sirvan como biorecubrimiento. De igual manera los datos reportados en este trabajo

son alentadores, al demostrar que el uso de biopreservantes podría representar una

Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.

107

alternativa para limitar patógenos que provocan deterioro en los alimentos; además de

controlar las reacciones oxidativas que afectan las características sensoriales del

producto gracias a su alto contenido de antioxidantes; sin embargo es necesario tener en

cuenta la cantidad de inclusión de agentes biopreservantes tenga efectos aceptables o

no en atributos organolépticos, siendo un factor a tener en cuenta al momento de ser

utilizados en matrices alimenticias.

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