UNIVERSIDAD NACIONAL AMAZÓNICA DE MADRE DE DIOSFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICA PROFECIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

TÍTULO DEL PERFIL DE PROYECTO DE TESIS

Evaluación de los parámetros físico-químicos (temperatura y concentración de AA), en la Inactivación enzimática de la pulpa de palta (persea americana), utilizando diferentes dosis de ácido Ascórbico.

PROFESOR: JULIAN COLQUEHUANCA

ALUMNO: JULIO CESAR VILLASANTE A.

PUERTO MALDONADO – PERÚ

2014

TALLER DE INVESTIGACION II INGENIERIA AGROIDUSTRIAL

I. GENERALIDADES:

Evaluación de los parámetros físico-químicos (temperatura y concentración de AA), en la Inactivación enzimática de la pulpa de palta (persea americana), utilizando diferentes dosis de acido Ascórbico.

Tesista: julio cesar villasanteDocente: Ing. Julián colquehuanca. Fecha de entrega: 06/08/14

II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION.

II.1 DESCRIPCION Y/O FUNDAMENTACION DEL PROBLEMA.

Sabemos que la palta es una de las pocas frutas tropicales que se produce estacionalmente y que la temporada de cosecha alta se da entre los meses de octubre a febrero. En Madre de Dios, la producción promedio fue de 322.45 ton, y que la producción, más alta en provincias la obtuvo Tambopata con un promedio de 195.5 ton, de acuerdo a los datos de la D.R.A, entre los años 2008 y 2009. Además el verdadero problema que presenta la fruta, es que al procesarla es afectada por una serie de factores [enzima(PFO), la temperatura y el tiempo de exposición], que degradan sus características organolépticas y como consecuencia causan una grave alteración en la composición del fruto y que la convierte en un producto muy perecedero en términos industriales. Sabemos que las reacciones de pardeamiento enzimático en frutas y vegetales impresionan negativamente a los consumidores debido a la asociación que hacen entre el color y su calidad nutricional.

- ¿En qué medida influye los parámetros físicos-químicos (temperatura y concentración de AA) en la inactivación enzimática de la pulpa de palta utilizando diferentes dosis de ácido Ascórbico?

II.2 IMPORTANCIA DEL PROBLEMA.

Es por tal motivo que se trata de estudiar algunos parámetros fisicoquímicos que buscan evaluar el comportamiento y poder conservar la pulpa con una visión industrial. Para realizar este trabajo se tomaran 3 muestras de la pasta homogenizada y a cada una se añadirán 2 ml de acido ascórbico de concentraciones de 1.5 y 2 %, el cual se evaluará a temperaturas de 55 y 65ºC, durante un tiempo constante de 15 min, cada muestra será evaluada mediante el cambio en una propiedades físico-químicas (color.), para lograr una mayor conservación del fruto. La importancia del control de la enzima PFO determina en gran medida la calidad y el valor de las frutas. Algunos procedimientos mecánicos dañan a las frutas, lo cual permite que el oxigeno

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penetre, dando como resultado el oscurecimiento de la pulpa. El interés de este estudio es conservar la pulpa de palta mediante la inactivación de las reacciones de pardeamiento enzimático en frutas o vegetales. Existen diversos compuestos con alto poder inhibitorio sobre el pardeamiento enzimático, uno de esos compuestos naturales es el acido ascórbico. En este trabajo se evaluará el cambio del color como parámetro útil para determinar el comportamiento de la enzima PPO mediante el uso de acido ascórbico a diferentes concentraciones. Lo que más adelante contribuiría con el estudio de nuevas alternativas para la conservación de alimentos por medio de antioxidantes naturales, existentes en frutas y hortalizas, y así poder darle un valor agregado a la pulpa como producto industrial.

II.3 OBJETIVOS: GENERALES Y ESPECIFICOS

II.3.1 OBJETIVO GENERAL.

Evaluar los parámetros físico-químicos (temperatura y concentración de AA), en la Inactivación enzimática en la pulpa de palta (persea americana), utilizando diferentes concentraciones de acido ascórbico.

II.3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Evaluar el efecto de la temperatura sobre la inactivación de la actividad enzimática, en la pasta de palta.

Evaluar el efecto de las concentraciones de acido ascórbico sobre la pasta de palta.

Evaluar el efecto del cambio de color existente en la pulpa de palta.

III. MARCO TEORICO.

III.1REVISION BIBLIOGRAFICA.

LA PALTA: (Persea americana), conocido también como aguacate en otros países americanos, es un árbol originario de México perteneciente a la familia de las lauráceas. Su fruto comestible se conoce como palta, aguacate, cura, avocado o abacate, según las regiones donde se cultiva. La palta/aguacate es una fruta muy apreciada por sus cualidades organolépticas y nutritivas, pero altamente perecedera por lo que requiere de un manejo adecuado de frío para su conservación postcosecha. (FAO, 1990)

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A. TAXONOMÍA

Familia Lauráceas Especie Persea americanaGenero Persea Origen México- AntillasReino Plantae División Magnoliophyta Clase Magnoliopsida Orden Laurales NC Persea americanaNombres comunes

Palta, aguacate, cura, avocado o abacate.

KADER, A. y ARPAIA, M.L. (2000).

B. MORFOLOGÍA

La Planta es árbol de tronco potente con ramificaciones vigorosas, pudiendo alcanzar hasta 30 m de altura, su sistema radicular es bastante superficial. Las flores son los responsables de la polinización, es decir, abren en dos momentos distintos y separados con diferentes funciones (órganos femeninos y masculinos). Su fruto es una baya unísemillada oval, de superficie lisa y/o rugosa. La maduración del fruto no tiene lugar hasta que éste se separa del árbol. (AID, 1968.)

C. EXIGENCIAS EN CLIMA Y SUELO

C.1 Exigencias en el clima

La temperatura y la precipitación son los dos factores de mayor incidencia en el desarrollo del cultivo. Las sequías prolongadas provocan la caída de las hojas, lo que reduce el rendimiento; el exceso de precipitación durante la floración y fructificación, reduce la producción y provoca la caída del fruto. El exceso de humedad relativa puede ocasionar el desarrollo de algas o líquenes sobre el tallo, ramas y hojas o enfermedades fúngicas que afectan el follaje, la floración, la polinización y el desarrollo de los frutos. Un ambiente muy seco provoca la muerte del polen con efectos negativos sobre la fecundación y con ello la formación de menor número de frutos (INDAP-PRODECOP, INIA INTIHUASI. 1998)

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C.2 Exigencias en suelo

Los suelos más recomendados son los de textura ligera, profundos, bien drenados con un pH neutro o ligeramente ácidos (5,5 a 7). La palta puede cultivarse desde el nivel del mar hasta los 2.500 msnm; sin embargo, su cultivo se recomienda en altitudes entre 800 y 2.500 m, para evitar problemas con enfermedades, principalmente de las raíces.

D. DESCRIPCIÓN BOTÁNICA.

En esta especie el árbol puede alcanzar hasta los 30 m de altura. Las hojas de color verde medio a oscuro, se disponen de forma alterna a lo largo de los tallos, tienen de 12 a 25 cm de longitud. Las diminutas flores (5 a 10 mm de diámetro) de color amarillo verdoso producen frutos en forma de pera que pueden pesar de 100 a 1.000 g. La piel es de color verde oscuro y en ocasiones morado oscuro y casi negro, dependiendo de la variedad y grado de madurez. Su tamaño, aunque dependiendo de la variedad, es de unos 7 a 20 cm de largo y su diámetro máximo de unos 6 cm, con una gran semilla central (unos 5 a 6,4 cm de largo)

E. VARIEDADES

Los cultivares de palta más importantes en América latina son:

1. Fuerte. Originaria de México y Centroamérica. La piel, ligeramente áspera, se separa con facilidad de la carne.

2. Hass. Originaria de California. Piel gruesa, rugosa, se pela con facilidad y presenta color verde a oscuro cuando está madura. La pulpa es cremosa y sin fibras.

3. Edranol. Es un híbrido de raza guatemalteca y raza mexicana. Importante polinizante del cultivar Hass. Tiene baja producción y es muy variable en el tiempo y de semilla pequeña.

4. Bacón. Originario de California. Su piel es fina y verde brillante. 5. Negra de la Cruz. Es conocida como Prada o Vicencio. Se originó,

por hibridación natural, en la que podría haber alguna influencia de la variedad Mexicana Laucaría. La piel es de color morada o negra.

6. Torres. Variedad originada por hibridación y selección en la localidad de Famaillá, Tucumán (Argentina).

7. Ettinger. De piel fina, delgada y brillante. Uno de los principales productores es Israel, donde representa entre el 25% y el 30% de las plantaciones.

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F. PROPIEDADES.

Posee un alto contenido en aceites vegetales, por lo que se le considera un excelente alimento, posee un gran contenido calórico y graso. Además se ha descubierto que el aceite de aguacate posee propiedades antioxidantes. Es rico en grasa vegetal que aporta beneficios al organismo y en vitaminas E, A, B1, B2, B3, ácidos grasos, proteínas, minerales.

G.USOS GASTRONÓMICOS Y MEDICINALES.

El fruto de P. americana ha sido utilizado principalmente como alimento.

1. En México, se utiliza como parte de ensaladas, como guarnición, y para preparar guacamole, entre muchos otros usos. Sus hojas frescas o secas se emplean como condimento de varios platos como la barbacoa, los mixiotes y las afrijoladas.

2. En Chile, es un alimento bastante consumido y utilizado de variadas formas en la gastronomía de este país.

3. En el Perú, se usa para preparar palta rellena, palta rellena con camarones, sopa de palta y como acompañamiento en diversos platos de la gastronomía peruana.

4. En Venezuela se utiliza principalmente como acompañante, así como en la elaboración de la celebérrima arepa Reina pepiada y la guasacaca.

Un uso tradicional de P. americana, menos popular, es el de planta medicinal. Su fruto y aceites son ampliamente utilizados como productos de belleza tanto para la piel y cabello, y sus hojas para la elaboración de expectorantes.

H. PRODUCCIÓN Y EXPORTACIÓN.

México es el principal productor de aguacate, superando el millón de toneladas anuales, seguido por Chile, Estados Unidos y Sudáfrica. América concentra el 60% de las plantaciones mundiales. En cuanto a la exportación, los principales países exportadores son México con un 22%, seguido por Chile con 20%, España con un 13% e Israel con 13%; representando en conjunto el 68% de la oferta mundial (INDAP-PRODECOP, INIA INTIHUASI. 1998).

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III.2ANTECEDENTES DE ESTUDIOS REALIZADOS.

1. Los primeros estudios sobre la PPO en banano los realizo James K. Palmer en 1961. Evalúa varios tipos de sustratos, para determinar la actividad enzimática en mono, di y polifenóles, y plantea investigaciones de como inhibir el pardeamiento, especialmente, en frutas y hortalizas, utilizando como por ejemplo sustancias como acido ascórbico, acido cítrico, cloruro de sodio (Pizzocaro et al. 1993, Lu et al. 2007), cisteína, 4-hexilresorcinol.

2. Lee en 2007, reporta después de su estudio, que el acido ascórbico y el metabisulfito siguen siendo las sustancias con mayor efectividad para inhibir el pardeamiento enzimático en comparación con el acido cítrico, sorbato de potasio y cloruro de sodio.

3. Acido ascórbico, l-cisteína y metabisulfito de sodio siguen presentando mayor efectividad en el control de pardeamiento (Sojo et al.1998). Así, encontramos estudios, para el control del pardeamiento enzimático en aguacate, manzano, fresa; tubérculos como papa, yuca y en algunos vegetales (Espín. 1996; Montero et al. 2001; Nilo 2006; Espín. et al.1997; Delicado-Núñez et al.2007; Chazarra et al.1996).

4. Según Queiroz en el año 2008 y Oh en el año 2005, que mediante la aplicación de nuevos métodos físicos como la refrigeración y procesos térmicos y tecnologías emergentes como altas presiones hidrostáticas, rayos gamma se logra inhibir el efecto enzimático. Pero Alzamora en el año 2004, corrobora este resultado, y que además causan efectos adversos tales como la perdida de color, alteraciones en su sabor, olor y pérdida de su valor nutricional.

5. Lee en 2007, reporta que el acido ascórbico y el meta bisulfito siguen siendo las sustancias con mayor efectividad para inhibir el pardeamiento enzimático en comparación con el acido cítrico, sorbato de potasio y cloruro de sodio.

6. Covarrubias (1984) concluye que el tratamiento térmico inhibe el obscurecimiento de la pulpa de aguacate Hass, pero que este no debe ser muy severo ya que induce el sabor amargo y la decoloración, recomienda pasteurizar a 75 °C por corto tiempo (no se especifica cuanto tiempo); también señala que los aditivos tales como ácidos orgánicos, que bajan el pH de la pulpa a menos de 6, reducen la calidad de las grasas y favorecen la decoloración.

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7. Según estudios realizados por Wuyts en el 2006 acerca de la actividad enzimática de la PFO en la palta, reporta que su máxima actividad la realiza a un pH: 7.0.

8. En 1979, Varoquaux y Sarris sugirieron que el acido ascórbico no inhibe ni activa la enzima. Sin embargo, varios investigadores, reportan la inactivación de la enzima por el acido ascórbico (Pizzocaro 1993). Pero últimos estudios demuestran que la acción del acido ascórbico en la inhibición del pardeamiento es debido a que actúa sobre las quinonas reduciéndolas a o-difenoles no coloreados que son compuestos más estables (Marshall en el 2007; García en el 2005).

9. Según Lauríla (2002), advierte que la inmersión en soluciones calientes de acido ascórbico/acido cítrico les permite aumentar el tiempo de vida útil a papas pre-peladas por un lapso de 2 semanas. Sin embargo, altas concentraciones de acido ascórbico (0.75%) le confiere un sabor desagradable a las frutas.

10. Estudios más recientes demuestran que en el banano (Musa cavendishii), la temperatura optima para evaluar su actividad es de 30°C a un pH de 7.0; el acido ascórbico y el metasulfito de sodio, como inhibidores presentaron mayor efectividad.

III.3CONCEPTOS FUNDAMENTALES.

3.3.1 Palabras claves.-

1. Pardeamiento enzimático. El pardeamiento enzimático es una reacción de oxidación. La enzima responsable del pardeamiento enzimático recibe el nombre de polifenoloxidasa.

2. Palta.- Es una drupa monocarpelar, monosperma, dicotiledónea y monoembriónica; su forma, color y tamaño varía mucho de una planta a otra, puede ser redondo, periforme, alargado, curvo u ovalado; su coloración es verde, verde amarilla, rojiza y morada. Su tamaño puede ser desde pequeño, hasta frutos considerados grandes.

3. Enzima.- Sustancia proteínica que producen las células vivas y que actúa como catalizador de los procesos del metabolismo. Es específica para cada reacción o grupo de reacciones. 

4. Acido ascórbico. El ácido ascórbico es un ácido orgánico tricarboxílico que está presente en la mayoría de las frutas, sobre todo en cítricos como el limón y la naranja. Su fórmula química es C7H8O7. (SCHMIT-HEBBEL, 1969)

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5. Temperatura. Es  una medida del grado de agitación de las partículas que componen un cuerpo.

6. Polifenoloxidasa.- La Comisión de Enzimas (EC) clasifica la polifenoloxidasa, dentro de la clase de las Oxidoreductasas, actuando sobre difenoles con el oxigeno como aceptor (Nevin-Ridley 2009).

IV. HIPOTESIS, VARIABLES, INDICADORES Y DEFINICIONES OPERACIONALES.

IV.1 HIPÓTESIS.

4.1.1 Ho- Al ser sometida la muestra de pasta de palta con varias concentración de acido ascórbico de 1.5 y 2%, y ser tratada mediante un proceso térmico de 55 y 65ºC, se logro inactivar la enzima polifenoloxidasa de la fruta.

4.1.3 H1-. Al ser sometida la muestra de pasta de palta a varias

concentración de acido ascórbico de 1.5 y 2%, y ser tratada mediante un proceso térmico de 55 y 65ºC, no se logro inactivar la enzima polifenoloxidasa de la fruta.

IV.2 Sistemas de Variables e Indicadores.

Operacionalización de variables

Fuente: elaboración propia.

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Variable Indicador Unidad de medida

Variable independiente1. Acido ascórbico.2. Temperatura.

1.5 y 2 % o ppm

55 y 65 ºC

Variable dependiente1. Cambio en color de la

pasta.

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V. MATERIALES Y METODOS

V.1MATERIALES, EQUIPOS Y HERRAMIENTAS.

5.1.1. MATERIALES.

1. Materia prima. La materia prima con que se trabajará, se obtendrá de la comunidad nativa de Infierno, Distrito Tambopata, Provincia Tambopata, ubicada en la carretera a Tambopata, altura km 19. Se utilizará la palta, variedad Hass. La selección de las paltas se basará en la maduración y el color. La evaluación se realizará en la pasta de palta (persea americana), el cual será obtenido mediante un proceso preliminar.

2. Insumos.

A. Hipoclorito de sodio (5ppm).B. Acido ascórbico ( 1.5 y 2%).

3. Materiales. Los materiales que se utilizarán son:

a. Lavadores.b. Cuchillos.c. Balanza.d. Vasos de precipitado de 250 y 500 ml.e. Lunas de reloj.f. Mortero y pilón. g. Pipeta de 1 y 5 ml.

5.1.2 EQUIPOS.

1. Horno o estufa.

V.2 METODOLOGIA.

Para la evaluación de los parámetros (tiempo y temperatura) en la inactivación enzimática en el fruto de palta (PFO), primero se obtendrá la muestra de pasta o pulpa adecuada (6 muestras), por medio de diversas operaciones unitarias, para luego ser tratada con 2 concentraciones de acido ascórbico cada una, a la muestra ya sometida con AA pasará por un tratamiento térmico de 55ºC (horno o estufa), durante un tiempo ya establecido para cada una de las muestras. Este proceso se realizará por

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triplicado y se evaluara el cambio de color como medio probatorio en la inactivación de la enzima presente en la pulpa de palta.

V.2.1 Línea de proceso y análisis de la pasta de palta procesada.

Fuente: elaboración propia.

V.2.2 Descripción del proceso de obtención y análisis de la pasta de palta.1. Materia prima.

De la materia prima que se obtendrá, se seleccionara las frutas de acuerdo a la maduración y al color.

2. Lavado.El lavado se realizara en un lavador con agua e hipoclorito de sodio (20 ppm), durante 10 minutos.

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Materia prima

Lavado

Pelado y Seccionado

Molienda

Homogenización

Obtención de la muestra.

Pesado

Adición del antioxidante

Tratamiento térmico

Evaluación

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3. Pelado. Se realizara el pelado en forma manual con la ayuda de un cuchillo, con el fin de separar y obtener una mejor calidad de la pulpa o pasta.

4. Seleccionado. Se seleccionara la pulpa de mejor calidad y presencia, es decir libre de venas.

5. Molienda. Se procederá a realizar la molienda en el mortero y pilón, para obtener una pasta.

6. Homogenización. La homogeneización se realizara para poder mejorar la pasta y así se pueda obtener una finísima pasta homogénea libre de grumo, que permita actuar libremente al antioxidante para que penetre la mayor área superficial temperatura adecuadamente.

7. Obtención de la muestra. Se seleccionara la muestra que se va a ser evaluada.

8. Pesado. Se procederá a pesar y colocar la muestra en la luna de reloj que se analizara debidamente. Este proceso se realizara por triplicado.

9. Adición del antioxidante. Se procederá a adicionarle el acido ascórbico en 3 diferentes concentraciones, para poder evaluar los cambios en la pasta de palta.

10.Tratamiento térmico. Se procederá a someter la muestra en una estufa a una temperatura de 65ºC por varios tiempos (5, 10 y 15) min.

11.Evaluación. Se evaluara la acción del antioxidante, tiempo y la temperatura, después que se haya cumplido el tiempo establecido.

VI. ANALISIS ESTADÍSTICO.

VI.1 POBLACIÓN.

Para este análisis se cuenta con el fruto de palta (persea americana), de la variedad Hass; cosechada de la comunidad nativa de infierno, km 19.cuya producción haciende a un promedio de 250 kg por cosecha.

VI.2 MUESTRA.

La muestra requerida para esta evaluación será de aproximadamente de 2 kg de pasta de palta.

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VI.3 TECNICA DE ANALISIS DE DATOS.

El diseño experimental que se empleara para la evaluación, está basado en

un diseño factorial , donde n es el número de niveles y k es el número de

factores a estudiar (concentraciones de acido ascórbico y temperatura). La unidad experimental fue la luna de reloj con 200 gr de la muestra de la pasta fina; se realizaran 3 tratamientos y se consideraron 2 repeticiones, con los mismos pesos, mismas concentraciones, misma temperatura y el tiempo según sea el caso.

VII. ASPECTOS AMINISTRATIVOS.

VII.1 POTENCIAL HUMANO.

Responsable Ing. Julio Cesar VillasanteAsistente Estudiante Ing. agroindustrial

Fuente: elaboración propia.

VII.2 RECURSOS MATERIALES.

Descripción Precio Unid. Cantidad Total Infraestructura Laboratorio, alquiler 500 1 500

Sub total 500Equipos Horno o estufa 500 1 500Balanza analítica 800 1 800Computo, alquiler 65 1 65Espectro colorímetro 100 1 1000

Sub total 2365Materiales Vaso de presi. 50 ml 15 2 30Lunas de reloj 10 7 70Libros 30 1 30Revistas 15 2 30Mortero y pilón 40 1 40Lavador 12 1 12Cuchillo 5 2 10Tabla de picar 5 1 5

Sub total 227Insumos Hipoclorito de sodio 1 1 1

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Acido ascórbico 10 1 10Hojas bond 0.1 150 15Impresión de hojas 0.3 150 45

sub total 71 Fuente: Elaboración propia.

7.3 RECURSOS FINANCIEROS.

Financiamiento: 100% personal

7.4 COSTOS.

Rubro Aporte propio totalPersonal 3500 3500Infraestructura 500 500Equipos 2365 2365Materiales 227 227Insumos 71 71Imprevistos (5%) 243 243Total 6906

Fuente: elaboración propia

7.5 CRONOGRAMA DE ACCIONES.

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Código Descripción Duración 1 Revisión bibliográfica 2*2 Formulación del marco conceptual 2*3 Adquisición de materiales y equipos 2*4 Implementación del laboratorio 3*5 Revisión de la estrategia experimental 1*6 Ejecución de la experimentación 1*7 Análisis y evaluación de los resultados 1*

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Fuente: elaboración propia (*) Duración en semanas

El proyecto tiene una duración de 12 semanas.

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Activ.SEMANAS

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 121234567