PORTADA
UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERA EN ALIMENTOS
CARRERA DE INGENIERA EN ALIMENTOS
TEMA:
Estudio de la influencia de la Pasteurizacin al vaco sobre las Propiedades
nutricionales, sensoriales y microbiolgicas de Nctar de naranja (Citrus x sinensis) y
zanahoria (Daucus carota L.).
Trabajo de Titulacin, Modalidad Proyecto de Investigacin, previa a la obtencin de
ttulo de Ingeniero en Alimentos, otorgado por la Universidad Tcnica de Ambato a travs de la Facultad de Ciencia e Ingeniera en Alimentos.
Este trabajo es parte del Proyecto Puesta en marcha de lnea de coccin a vaco de
jugos de frutas aprobado por el Honorable Concejo Universitario con Resolucin 1371-CU-P-2014, financiado por la Direccin de Investigacin y Desarrollo (DIDE) de la
Universidad Tcnica de Ambato.
AUTOR: Jos Eduardo Burgos Mayorga
Tutor: Dr. Ignacio ngel Angs Iturgaiz
AMBATO-ECUADOR
Octubre 2016
ii
APROBACIN DEL TUTOR
Dr. Ignacio ngel Angs Iturgaiz
CERTIFICA:
Que el presente trabajo de titulacin ha sido prolijamente revisado. Por lo tanto autorizo la presentacin de ste Trabajo de Titulacin bajo la Modalidad Proyecto de
Investigacin, el mismo que corresponde a las normas establecidas en el Reglamento de Ttulos y Grados de la Facultad.
Ambato, 24 de Agosto del 2016.
iii
DECLARACIN DE AUTENTICIDAD
Yo, Jos Eduardo Burgos Mayorga, manifiesto que los resultados obtenidos en el proyecto de investigacin, previo la obtencin del ttulo de Ingeniero en Alimentos son
absolutamente originales, autnticos y personales, a excepcin de las citas.
iv
APROBACIN DE LOS MIEMBROS DEL TRIBUNAL DE GRADO
Los suscritos profesores calificadores, aprueban el presente Trabajo de Titulacin, modalidad Proyecto de Investigacin, el mismo que ha sido elaborado de conformidad
con las disposiciones emitidas por la Facultad de Ciencia e Ingeniera en Alimentos de la Universidad Tcnica de Ambato.
Para constancia firmar:
Ambato, 28 de Septiembre del 2016
v
DERECHOS DE AUTOR
Autorizo a la Universidad Tcnica de Ambato, para que haga uso de este proyecto de
investigacin o parte del documento disponible para su lectura, consulta y procesos de investigacin, segn las normas de la Institucin
Cedo los derechos en lnea patrimoniales de mi Proyecto, con fines de difusin pblica,
adems apruebo la reproduccin de este Proyecto dentro de las regulaciones de la Universidad, siempre y cuando esta reproduccin no suponga una ganancia econmica y
se realice respetando mis derechos de autor.
vi
DEDICATORIA
Con todo mi cario para mi madre
(Anita) y mi segunda madre (Cecilita) que han
velado por m desde pequeo, me han criado y
guiado por el camino del bien con todo su
amor y han estado pendientes de mi toda la
vida, para mi aa (Anita) que cuidar cada
da de mi existir y que siempre ha sido y ser
mi ejemplo a seguir, para mi padre (Byron)
que me ha enseado el valor del trabajo duro,
la perseverancia y la esperanza de un nuevo
maana, y para mis abuelitos (Gonzalo, Ketita
y Marujita) que me quisieron con todo su
corazn y que siempre los llevar en el mo.
Jos
vii
AGRADECIMIENTOS
A Dios por brindarme la vida, cuidar de m y de mi familia cada da, por seguir cada
paso que he dado ensendome el camino junto a los mos, por dotarme de fortaleza, de
salud, de perseverancia y de paciencia pero sobretodo por encenderme la luz en mis
momentos ms oscuros.
A la Universidad Tcnica de Ambato, Facultad de Ciencia e Ingeniera en Alimentos
por darme la oportunidad de formarme profesionalmente y brindarme su apoyo y
enseanzas para ser un ente de bien a la sociedad.
A la Dra. Jacqueline Ortiz por ser siempre una buena amiga, consejera y creer en m
todo el tiempo. A la Dra. Mayrita Paredes, el Dr. Freddy del Pozo y a la Mg. Aracelly
Pilamala por darme fortaleza cuando se presentaban adversidades y brindarme su
apoyo sincero y desinteresado. A mi tutor Ph. D. Ignacio Angs, por haberme dado la
oportunidad de participar en su proyecto pero sobretodo por ser un verdadero amigo al
impartirme su confianza y enseanzas. A la Ing. Wilma Llerena por su amistad, su
amabilidad, sus nimos y su grata ayuda durante toda mi participacin en el proyecto.
A los chicos Jonathan Snchez y Jessica Guevara que con su amistad y colaboracin me
brindaron el aliento para seguir. A todos y cada uno de los que supieron brindarme una
mano amiga durante este trayecto de mi vida, muchas gracias.
A mi querida familia por darlo todo por m desde pequeo y permitirme estudiar para
superarme da a da. A mi amada novia Stefy por brindarme todo su amor, fuerza y ser
parte importante de mi vida. A mis queridas amigas Gaby que ha sido como mi hermana
desde el primer semestre, Estefy y Joha que con sus ocurrencias animaban mis das
grises y los hacan de colores y mis amigos Carlos, Miguel, Xavier y Alejandro por cada
risa, cada lucha, cada momento bueno o malo que pasamos juntos, s que no todo era
perfecto pero cada da que estuve junto a mis amigos y amigas vali la pena y s que
extraar estar junto a todos ellos nuevamente. A todos y cada uno de los que formaron
y forman ahora parte de mi vida les debo mucho y el dinero jams bastara para
compensarlo.
Jos
viii
NDICE GENERAL
PGINAS PRELIMINARES
PORTADA ................................................................................................................................ i
APROBACIN DEL TUTOR ....................................................................................................... ii
DECLARACIN DE AUTENTICIDAD ...................................................................................... ii
APROBACIN DE LOS MIEMBROS DEL TRIBUNAL DE GRADO ....................................iv
DERECHOS DE AUTOR ...............................................................................................................v
DEDICATORIA ..............................................................................................................................vi
AGRADECIMIENTOS ................................................................................................................ vii
NDICE DE FIGURAS ...................................................................................................................xi
ABSTRACT .............................................................................................................................xix
RESUMEN ..............................................................................................................................xx
INTRODUCCIN ........................................................................................................................xxi
CAPTULO I.- EL PROBLEMA ..................................................................................................28
1.1. TEMA ...........................................................................................................................28
1.2. JUSTIFICACIN...............................................................................................28
1.3. OBJETIVOS .......................................................................................................29
1.3.1. Objetivo general .....................................................................................................29
1.3.2. Objetivos especficos ..............................................................................................29
CAPTULO II.- MARCO TERICO ...........................................................................................31
2.1. TRATAMIENTOS TRMICOS .......................................................................31
2.1.1. Pasteurizacin .........................................................................................................31
2.1.2. Letalidad trmica ....................................................................................................32
ix
2.1.3. Resistencia trmica de microorganismos y enzimas ..............................................34
2.2. ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS ..........................................................36
2.3. HIPTESIS ........................................................................................................37
2.3.1. Sealamiento de variables de las hiptesis ...........................................................37
CAPTULO III.- MATERIALES Y MTODOS .....................................................................39
3.1. MATERIALES ...................................................................................................39
3.1.1. Materia prima .........................................................................................................39
3.2. MTODOS .........................................................................................................39
3.2.1. ELABORACIN DE NCTAR DE NARANJA Y ZANAHORIA........................................39
Preparacin de la materia prima.....................................................................................................39 Extraccin de zumo de naranja .......................................................................................................39
Extraccin de zumo de zanahoria ...................................................................................................40 Desarrollo de la formulacin ...........................................................................................................40 Tratamiento trmico ........................................................................................................................41
3.2.2. CAMBIOS FISICOQUMICOS, MICROBIOLGICOS Y SENSORIALES.........................44
3.2.3. ANLISIS FISICOQUMICOS .....................................................................................44
Concentracin de iones hidronio (pH) ............................................................................................44
Determinacin de la acidez titulable ..............................................................................................44 Determinacin de slidos solubles totales .....................................................................................45 Color ..................................................................................................................................................45 Determinacin de vitamina C ..........................................................................................................46
Determinacin de HMF ....................................................................................................................46
3.2.4. ANLISIS MICROBIOLGICOS .................................................................................48
Aerobios mesfilos totales ..............................................................................................................48
Mohos y levaduras ...........................................................................................................................48 Microorganismos patgenos ...........................................................................................................49
3.2.5. ANLISIS SENSORIAL...............................................................................................49
3.2.6. ANLISIS ESTADSTICOS ..........................................................................................51
Diseo experimental ........................................................................................................................51
CAPTULO IV.- RESULTADOS Y DISCUSIN....................................................................52
4.1. ANLISIS Y DISCUSIN DE LOS RESULTADOS .............................................................52
4.1.1. Concentracin de iones hidronio (pH)....................................................................52
4.1.2. Acidez titulable .......................................................................................................54
x
4.1.3. Slidos solubles totales ..........................................................................................57
4.1.4. cido ascrbico .......................................................................................................60
4.1.5. Hidroximetilfurfural ................................................................................................63
4.1.6. Color ........................................................................................................................64
Tono ..................................................................................................................................................64
Croma ................................................................................................................................................68
ndice de oscurecimiento.................................................................................................................71
4.1.7. Parmetros microbiolgico ....................................................................................73
Microorganismos indicadores .........................................................................................................73
Microorganismos patgenos ...........................................................................................................74
4.1.8. Anlisis sensorial ....................................................................................................76
Parmetros hednicos .....................................................................................................................76
Parmetros descriptivos ..................................................................................................................77
4.1.9. Vida til ...................................................................................................................79
4.1.10. Clculo de costos de produccin ............................................................................83
4.2. VERIFICACIN DE HIPTESIS ......................................................................................86
CAPTULO V.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................88
5.1. CONCLUSIONES ..............................................................................................88
5.2. RECOMENDACIONES ....................................................................................90
CAPITULO VI. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS .............................................................91
6.1. BIBLIOGRAFA ................................................................................................91
ANEXOS ............................................................................................................................ 102
xi
NDICE DE FIGURAS
Figura 1. Produccin de naranja (Citrus x sinensis) en Amrica del Sur durante el
periodo 2010-2013...................................................................................................xxii
Figura 2. Produccin de naranja (Citrus x sinensis) en Ecuador durante el periodo 2010-
2013. ......................................................................................................................xxiii
Figura 3. Exportaciones e importaciones de naranja (Citrus x sinensis) en Ecuador
durante el periodo 2010 2013. ..............................................................................xxiii
Figura 4. Produccin de zanahoria (Daucus carota L.) en Amrica del Sur desde el ao
2010 hasta el ao 2013. ........................................................................................... xxiv
Figura 5. Toneladas de zanahoria producidas en Ecuador desde el ao 2010 hasta el ao
2013. ....................................................................................................................... xxv
Figura 6. Balance de materia para el ajuste del contenido de SST de nctar de naranja
(Citrus x sinensis) y zanahoria (Daucus carota L.) ....................................................... 40
Figura 7. Proceso de pasteurizacin al vaco de nctar de naranja y zanahoria ............. 43
Figura 8. Anlisis fisicoqumicos de nctar de zanahoria y naranja ............................. 47
Figura 9. Anlisis microbiolgico de nctar de zanahoria y naranja ............................ 50
Figura 10. Efecto de la pasteurizacin al vaco en el pH de nctares de naranja y
zanahoria. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min; T4: 70 C/2,3
min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min. Nctar crudo (barra azul), nctar
pasteurizado (barra roja) ............................................................................................ 53
Figura 11. Efecto de tiempo de almacenamiento en el pH de nctar de naranja y
zanahoria sometido a diferentes condiciones de pasteurizacin al vaco. T1: 92 C/3,3
file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280118file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280118file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280119file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280120file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280121file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280123file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280123xii
min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min;
T6: 60 C/56,6 min .................................................................................................... 54
Figura 12. Efecto de la pasteurizacin al vaco en la concentracin de cido ctrico (%)
de nctares de naranja y zanahoria. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88
C/32,7 min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min. Nctar crudo
(barra azul), nctar pasteurizado (barra roja). .............................................................. 55
Figura 13. Efecto de tiempo de almacenamiento en la acidez total (% cido ctrico/ 100
mL) de nctar de naranja y zanahoria sometido a diferentes condiciones de
pasteurizacin al vaco. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min;
T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min ....................................... 56
Figura 14. Efecto de la pasteurizacin al vaco en la concentracin slidos solubles
totales (SST) de nctares de naranja y zanahoria. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3
min; T3: 88 C/32,7 min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min.
Nctar crudo (barra azul), nctar pasteurizado (barra roja). .......................................... 57
Figura 15. Efecto de tiempo de almacenamiento en el contenido de slidos solubles
totales (Brix) de nctar de naranja y zanahoria sometido a diferentes condiciones de
pasteurizacin al vaco. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min;
T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min ....................................... 59
Figura 16. Efecto de la temperatura y tiempo de pasteurizacin al vaco en la
concentracin de vitamina C de nctar crudo y cocido de naranja y zanahoria. T1: 92
C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4
min; T6: 60 C/56,6 min. Nctar crudo (barra azul), nctar pasteurizado (barra roja). ... 61
Figura 17. Efecto de la temperatura y tiempo de pasteurizacin al vaco en el porcentaje
de retencin vitamina C en nctar de naranja y zanahoria ............................................ 62
Figura 18. Representacin en el espacio CIE L*a*b* del color de nctares de naranja y
zanahoria procesados mediante coccin a vaco .......................................................... 65
file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280125file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280125file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280125file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280125xiii
Figura 19. Efecto de la temperatura y tiempo de pasteurizacin al vaco en la tonalidad
del color de nctar crudo y cocido de naranja y zanahoria. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90
C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60
C/56,6 min. Nctar crudo (barra azul), nctar pasteurizado (barra roja) ....................... 66
Figura 20. Variacin en el tiempo del Croma de nctares de naranja y zanahoria
procesados mediante coccin a vaco. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88
C/32,7 min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min. .................. 67
Figura 21. Efecto de la temperatura y tiempo de pasteurizacin al vaco en el croma del
nctar crudo y cocido de naranja y zanahoria. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min;
T3: 88 C/32,7 min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min. Nctar
crudo (barra azul), nctar pasteurizado (barra roja)...................................................... 69
Figura 22. Variacin en el tiempo del Croma de nctares de naranja y zanahoria
procesados mediante coccin a vaco. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88
C/32,7 min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min. .................. 70
Figura 23. Efecto de la temperatura y tiempo de pasteurizacin al vaco en el ndice de
oscurecimiento de nctar crudo y cocido de naranja y zanahoria. T1: 92 C/3,3 min; T2:
90 C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60
C/56,6 min. Nctar crudo (barra azul), nctar pasteurizado (barra roja) ....................... 72
Figura 24. Contenido de microorganismos aerobios mesfilos totales, mohos y
levaduras en nctar crudo y cocido de naranja y zanahoria. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90
C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60
C/56,6 min. Nctar crudo (barra azul), nctar pasteurizado (barra roja) ....................... 73
Figura 25. Contenido de coliformes totales en nctar crudo y cocido de naranja y
zanahoria. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min; T4: 70 C/2,3
min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min. Nctar crudo (barra azul), nctar
pasteurizado (barra roja) ............................................................................................ 75
file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280132file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280132file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280132file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280134file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280134file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280134file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280135file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280135file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280135file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280135file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280136file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280136file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280136file:///C:/Users/Jos/Documents/Tesis%20calificadores/Jose%20Burgos%20Trabajo%20de%20Titulacin%20.docx%23_Toc463280136xiv
Figura 26. Evaluacin hednica de seis tratamientos de nctar de naranja y zanahoria
pasteurizados al vaco. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min; T4:
70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min .............................................. 77
Figura 27. Evaluacin sensorial descriptiva de los nctares procesados mediante
coccin a vaco. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min; T4: 70
C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min ................................................... 78
Figura 28. Evolucin del contenido de microorganismos aerobios mesfilos totales en
nctares de naranja y zanahoria, tratados por coccin a vaco. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90
C/10,3 min; T3: 88 C/32,7 min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6
min ........................................................................................................................... 79
Figura 29. Evolucin del contenido de mohos en nctares de naranja y zanahoria,
tratados por coccin a vaco. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88 C/32,7
min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min ................................ 81
Figura 30. Evolucin del contenido de levaduras en nctares de naranja y zanahoria,
tratados por coccin a vaco. T1: 92 C/3,3 min; T2: 90 C/10,3 min; T3: 88 C/32,7
min; T4: 70 C/2,3 min; T5: 65 C/11,4 min; T6: 60 C/56,6 min ................................. 82
Figura 31 Medias y 95% de Tukey HSD para variacin de pH por Ci-Ti .................. 102
Figura 32 Medias y 95% de Tukey HSD para variacin de slidos solubles totales por
Ci-Ti ....................................................................................................................... 103
Figura 33 Medias y 95% de Tukey HSD para variacin de cido Ctrico (%) por Ci-Ti
............................................................................................................................... 103
Figura 34 Medias y 95% de Tukey HSD para retencin de vitamina C despus del
tratamiento trmico .................................................................................................. 104
Figura 35 Medias y 95% de Tukey HSD para retencin de vitamina C despus del
almacenamiento (6 C por 30 das) ........................................................................... 105
xv
Figura 36 Medias y 95% de Tukey HSD para variacin de tono por Ci-Ti ................ 106
Figura 37 Medias y 95% de Tukey HSD para variacin de croma por Ci-Ti.............. 106
Figura 38 Medias y 95% de Tukey HSD para variacin de ndice de oscurecimiento por
Ci-Ti ....................................................................................................................... 107
Figura 39 Medias y 95% de Tukey HSD para la evaluacin de parmetros hednicos de
jugo de naranja y zanahoria: color ............................................................................ 108
Figura 40 Medias y 95% de Tukey HSD para la evaluacin de parmetros hednicos de
jugo de naranja y zanahoria: olor .............................................................................. 108
Figura 41 Medias y 95% de Tukey HSD para la evaluacin de parmetros hednicos de
jugo de naranja y zanahoria: sabor ............................................................................ 109
Figura 42 Medias y 95% de Tukey HSD para la evaluacin de parmetros hednicos de
jugo de naranja y zanahoria: textura ......................................................................... 110
Figura 43 Medias y Tukey HSD para la evaluacin de parmetros hednicos de jugo de
naranja y zanahoria: aceptabilidad ............................................................................ 110
Figura 44 Medias y 95% de Tukey HSD para la evaluacin de parmetros descriptivos
de jugo de naranja y zanahoria: color........................................................................ 111
Figura 45 Medias y 95% de Tukey HSD para la evaluacin de parmetros descriptivos
de jugo de naranja y zanahoria: olor ......................................................................... 112
Figura 46 Medias y 95% de Tukey HSD para la evaluacin de parmetros descriptivos
de jugo de naranja y zanahoria: dulzor ...................................................................... 112
Figura 47 Medias y 95% de Tukey HSD para la evaluacin de parmetros descriptivos
de jugo de naranja y zanahoria: acidez ...................................................................... 113
Figura 48 Medias y 95% de Tukey HSD para la evaluacin de parmetros descriptivos
de jugo de naranja y zanahoria: textura ..................................................................... 114
xvi
NDICE DE TABLAS
Tabla 1. Diseo de tratamientos trmicos para pasteurizacin nctar de naranja (Citrus x
sinensis) y zanahoria (Daucus carota L.) ..................................................................... 41
Tabla 2. Efecto de la temperatura y tiempo de pasteurizacin al vaco en el porcentaje
de retencin vitamina C en nctar naranja y zanahoria ................................................ 62
Tabla 3. Efecto de la temperatura y tiempo de pasteurizacin al vaco en la
concentracin de 5-Hidroximetilfurfural en nctar de naranja y zanahoria ................... 63
Tabla 4. Clculo de materias primas para formular 400 L de nctar de naranja y
zanahoria................................................................................................................... 83
Tabla 5. Costo de materiales directos ......................................................................... 83
Tabla 6. Costo de materiales indirectos ...................................................................... 83
Tabla 7. Costo de insumos ........................................................................................ 84
Tabla 8. Costo de reparacin y mantenimiento ........................................................... 84
Tabla 9. Costo de equipos empleados ........................................................................ 84
Tabla 10. Costo de amortizacin de equipos y alquileres ............................................ 84
Tabla 11. Tiempo de depreciacin de equipos ............................................................ 84
Tabla 12. Costo de mano de obra empleada ............................................................... 85
Tabla 13. Costo de elaboracin del nctar de naranja y zanahoria ............................... 85
Tabla 14. Jugos y nctares comercializados expendidos en el Supermercado Ta ......... 85
Tabla 15 ANOVA para variacin de pH por Ci-Ti ................................................... 102
Tabla 16 ANOVA para variacin de slidos solubles totales (Brix) por Ci_Ti ......... 102
xvii
Tabla 17 ANOVA para variacin de cido Ctrico (%) por Ci_Ti ............................ 103
Tabla 18 ANOVA para Retencin de vitamina C despus del tratamiento trmico .... 104
Tabla 19 ANOVA para Retencin de vitamina C despus del almacenamiento (6 C por
30 das) ................................................................................................................... 104
Tabla 20 ANOVA para variacin de tono por Ci_Ti ................................................. 105
Tabla 21 ANOVA para variacin de croma por Ci_Ti .............................................. 106
Tabla 22 ANOVA para variacin de ndice de oscurecimiento por Ci_Ti .................. 107
Tabla 23 ANOVA para la evaluacin de parmetros hednicos de jugo de naranja y
zanahoria: color ....................................................................................................... 107
Tabla 24 ANOVA para la evaluacin de parmetros hednicos de jugo de naranja y
zanahoria: olor......................................................................................................... 108
Tabla 25 ANOVA para la evaluacin de parmetros hednicos de jugo de naranja y
zanahoria: sabor....................................................................................................... 109
Tabla 26 ANOVA para la evaluacin de parmetros hednicos de jugo de naranja y
zanahoria: textura .................................................................................................... 109
Tabla 27 ANOVA para la evaluacin de parmetros hednicos de jugo de naranja y
zanahoria: aceptabilidad ........................................................................................... 110
Tabla 28 ANOVA para la evaluacin de parmetros descriptivos de jugo de naranja y
zanahoria: color ....................................................................................................... 111
Tabla 29 ANOVA para la evaluacin de parmetros descriptivos de jugo de naranja y
zanahoria: olor......................................................................................................... 111
Tabla 30 ANOVA para la evaluacin de parmetros descriptivos de jugo de naranja y
zanahoria: dulzor ..................................................................................................... 112
xviii
Tabla 31 ANOVA para la evaluacin de parmetros descriptivos de jugo de naranja y
zanahoria: acidez ..................................................................................................... 113
Tabla 32 ANOVA para la evaluacin de parmetros descriptivos de jugo de naranja y
zanahoria: textura .................................................................................................... 113
xix
ABSTRACT
The present study had like purpose evaluate the influence of the vacuum pasteurization
over the physicochemical, microbiological and sensory properties of nectar elaborated
with orange juice (Citrus x sinensis) and carrot juice (Daucus carota L.).
For the execution of this work it has been taken in check two factors: time and cooking
temperature based in two levels of thermal lethality. The lethality values were
established based in two thermal resistant microorganism presents in the nectar:
Zygosaccharomyces bailii and Neosartorya fischeri. It was proposed six treatments, for
each microorganism they were applied three combinations time-temperature of lethality
equivalent to assure a 5 logarithmic unit reduction.
The physicochemical properties (pH, total acidity, total soluble solids, colour and 5-
hidroximetilfurfural), nutritional (vitamin C), sensory (hedonic and descriptive
parameters) and the food safety (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes,
Escherichia coli, total coliforms, total aerobes, moulds and yeasts) were evaluated in
raw, pasteurized sample and over the storage.
The nectar that presented the better nutritional, sensory and microbiological properties
was the submitted to vacuum pasteurization at 88 C for 32,68 minutes. Such treatment
retained the 85,87 % of the initial content of vitamin C, reached a life stock of 12 days in
refrigeration at 6 C in relation to the microbial content of total aerobes. The unitary
production cost of the nectar submitted was 0,81 USD for a bottle of 260 ml, elaborated
in pilot plant conditions.
Keywords: Fruit, thermal processing, pressure, thermal resistance, lethality, molds and
yeasts, life stock, quality.
xx
RESUMEN
El presente estudio tuv como objetivo evaluar la influencia de la pasteurizacin a vaco
en las propiedades fisicoqumicas, microbiolgicas y sensoriales de nctar elaborado con
zumo de naranja (Citrus x sinensis) y zanahoria (Daucus carota L.).
Para la ejecucin del trabajo se tomaron en cuenta dos factores: tiempo y temperatura de
coccin en base a dos niveles de letalidad trmica. Los valores de letalidad se
establecieron en base a dos microorganismos termoresistentes presentes en el nctar:
Zygosaccharomyces bailii y Neosartorya fischeri. Se plante seis tratamientos, para
cada microorganismo se aplicaron tres combinaciones tiempo-temperatura de letalidad
equivalente para asegurar una reduccin de 5 unidades logartmicas.
Las propiedades fisicoqumicas (pH, acidez total, slidos solubles totales, color y 5-
hidroximetilfurfural), nutricionales (vitamina C), sensoriales (parmetros hednicos y
descriptivos) y la inocuidad del alimento (Staphylococcus aureus, Listeria
monocytogenes, Escherichia coli, coliformes totales, aerobios totales, mohos y
levaduras) se evaluaron en muestra cruda, pasteurizada y durante el almacenamiento.
El nctar que present las mejores caractersticas nutricionales, sensoriales y
microbiolgicas fue sometido a pasteurizacin a vaco a 88 C durante 32,68 minutos.
Dicho tratamiento retuvo el 85,87 % del contenido inicial de vitamina C, alcanz una
vida til en refrigeracin a 6 C de 12 das en relacin al contenido de microorganismos
aerobios totales, y una valoracin preferencial de los catadores. El coste de produccin
unitario del nctar sometido fue de 0,81 USD para un envase de 260 mL, elaborado en
condiciones de planta piloto.
Palabras claves: Fruta, procesamiento trmico, presin, termorresistencia, letalidad,
mohos y levaduras, vida til, calidad.
xxi
INTRODUCCIN
Las frutas y hortalizas poseen una gran cantidad de vitaminas, protenas y minerales,
cuya ingesta diaria permite al organismo llevar a cabo sus funciones biolgicas. El
potasio es necesario para producir protenas, descomponer y asimilar los carbohidratos,
desarrollar los msculos, controlar la actividad elctrica del corazn (evitando la
hipocalcemia) y el equilibrio cido-bsico intracelular y extracelular (Seifter, 2008).
Una amplia variedad de compuestos qumicos presentes en las frutas y hortalizas son
benficos para la salud, entre los que se destacan los antioxidantes como la vitamina E,
los -carotenos (precursor de la provitamina A) y los flavonoides, siendo su principal
funcin biolgica reducir el dao causado por estrs oxidativo en los tejidos (Ashurst,
2005).
La vitamina C es un compuesto soluble en agua y puede encontrarse en dos formas:
como cido ascrbico y como cido deshidroascrbico. El cido ascrbico es asimilado
por el organismo con mayor facilidad, sin embargo, tiende a oxidarse a cido
deshidroascrbico en soluciones acuosas. Las funciones biolgicas de esta vitamina en
los seres humanos son: la biosntesis de colgeno, carnitina y cidos biliares e
incrementar la absorcin del hierro por va intestinal. Adems, se la considera un
antioxidante natural. Una dieta deficiente en vitamina C puede generar problemas de
fatiga, depresin, sangrado de encas y dificultad para la cicatrizacin de heridas
(Mason J, 2008).
La naranja (Citrus x sinensis) es una de las frutas ms populares en todo el mundo
debido a su sabor dulce y cido. Posee una gran cantidad de vitamina C, fibra, potasio,
calcio, magnesio, cidos orgnicos (principalmente ctrico, mlico y ascrbico), hidratos
de carbono simples (sacarosa, glucosa y fructosa) y fitonutrientes (compuestos
fenlicos) como el cido hidroxibenzoico y los flavonoides (Sdeck et al., 2014). Por
estas razones, su consumo tiende a elevarse ms cada ao en el mercado internacional
(Wibowo et al., 2015).
La produccin anual de naranja alrededor del mundo se ha mantenido constante desde el
ao 2006 hasta el ao 2013 con valores alrededor de 17,21 Ton/Ha (FAOSTAT,
xxii
2015d). En Amrica del Sur, la produccin de naranjas ha ido decreciendo conforme han
pasado los aos. En el ao 2013, la produccin fue de 20,5 millones de Ton, inferior a la
produccin registrada en 2011 y 2012 (FAOSTAT, 2015h) como se muestra en la
Figura . La diminucin de la produccin puede atribuirse a varios factores relacionados
con la preferencia del consumidor por la introduccin de otras frutas de carcter ctrico
con mayor periodo de vida til y ms sencillas de consumir (p. ej. menor necesidad de
pelado).
Figura 1. Produccin de naranja (Citrus x sinensis) en Amrica del Sur durante el periodo 2010-
2013.
Fuente: FAOSTAT (2015h)
En el ao 2013 la produccin de naranjas en Ecuador fue de 42.850 Ton (Figura 2)
presentando variacin a travs de los aos (FAOSTAT, 2015i). El consumo per cpita
de naranja y mandarinas en el ao 2011, fue de 2,87 kg/ao; con un aporte calrico de 2
kcal/da (FAOSTAT, 2015g).
19
19,5
20
20,5
21
21,5
22
22,5
23
2010 2011 2012 2013
Mill
on
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de
to
ne
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as
Produccin de naranjas en Amrica del Sur
xxiii
Figura 2. Produccin de naranja (Citrus x sinensis) en Ecuador durante el periodo 2010-2013.
Fuente: FAOSTAT (2015i)
En el ao 2012 el Ecuador export 8.190 toneladas (Figura 3) de naranja a Colombia e
import en el mismo ao fruta desde los Estados Unidos de Amrica (1998 Ton), Chile
(864 Ton), Colombia (185 Ton), y Per (274 Ton) (FAOSTAT, 2015f).
Figura 3. Exportaciones e importaciones de naranja (Citrus x sinensis) en Ecuador durante el
periodo 2010 2013.
Fuente: FAOSTAT (2015f)
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
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Mile
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e t
on
ela
das
Produccin de naranjas en Ecuador
260
14332
8191
29
9022
2562 3321
9449
0
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4000
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14000
16000
2010 2011 2012 2013 Ton
ela
das
de
nar
anja
s p
rod
uci
das
Exportacin e importacin de naranja en Ecuador
Toneladas exportadas Toneladas importadas
xxiv
La zanahoria (Daucus carota L.) es una hortaliza que se consume en jugos y
concentrados, alimento de infantes, sopas en polvo, alimentos enlatados o comidas
congeladas. Posee un valor energtico bajo, sin embargo, presenta una alta
concentracin de carotenoides, vitaminas (C, B1, B2, B3, B6, B7, E, K), azcares
(sacarosa, fructosa, glucosa) y minerales (Ca, K, Mg, Fe). Adems, posee compuestos
antioxidantes, antimicrobianos, antivirales, antiinflamatorios, antialergnicos y
anticancergenos (Nadulski et al., 2014).
La produccin y el cultivo de zanahoria para consumo a nivel mundial han aumentado a
travs de los aos. En el ao 2006 se cosecharon 24,7 Ton/Ha mientras que en el ao
2013 se cosecharon 31,0 Ton/Ha (FAOSTAT, 2015c). Por el contrario, en Amrica del
Sur la produccin present una tendencia decreciente para el ao 2013 (1,125 mil Ton)
con respecto a los aos 2011 y 2012 (FAOSTAT, 2015a) como se muestra en la Figura
4.
Figura 4. Produccin de zanahoria (Daucus carota L.) en Amrica del Sur desde el ao 2010
hasta el ao 2013.
Fuente: FAOSTAT (2015a)
1,06
1,07
1,08
1,09
1,1
1,11
1,12
1,13
1,14
1,15
1,16
1,17
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Produccin de zanahorias en Amrica del Sur
xxv
En Ecuador, la produccin ha presentado una tendencia al incremento (Figura 5) desde
el ao 2010 (28000 Ton) al 2013, alcanzado un valor de casi 35000 Ton (FAOSTAT,
2015b). Durante el ao 2012, una parte (975,0 Ton) de la produccin se export a
Venezuela (FAOSTAT, 2015e).
Figura 5. Toneladas de zanahoria producidas en Ecuador desde el ao 2010 hasta el ao 2013.
Fuente: (FAOSTAT, 2015b)
En el Ecuador la produccin de bebidas es un segmento de mercado creciente. En el ao
2008, la industria procesadora produjo 40,19 millones de litros de jugo de frutas y para
el ao 2009 la cifra aument a 42,30 millones de litros. Sin embargo, este segmento
representa nicamente el 3,08 % del mercado de bebidas, siendo, mayoritariamente
dominado (51,40 %) por el segmento de bebidas carbonatadas (706,20 millones de
litros) (Ponce J, 2011). Sin embargo, para diciembre del 2015, la industria
manufacturera ecuatoriana redujo la elaboracin de bebidas de un 28,92 % al 3,17 %
(INEC, 2015).
0
5
10
15
20
25
30
35
40
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das
Produccin de zanahorias en Ecuador
xxvi
Segn la Norma Tcnica Ecuatoriana (INEN 2008) un nctar de fruta Es el producto
pulposo o no pulposo sin fermentar, pero susceptible de fermentacin, obtenido de la
mezcla del jugo de fruta o pulpa, concentrados o sin concentrar o la mezcla de stos,
provenientes de una o ms frutas con agua e ingredientes endulzantes o no.
Los nctares de frutas y verduras presentan diversas formas de deterioro como: prdida
de propiedades organolpticas (sabor, aroma y color), reduccin de nutrientes y
generacin de metabolitos (toxinas, etanol) originados por el crecimiento de diversos
microorganismos. Este tipo de productos deben ser sometidos a pasteurizacin, puesto
que son hospederos de patgenos (Escherichia coli y Salmonella enterica) considerados
un riesgo para la salud, por el nmero y la gravedad de infecciones que pueden
ocasionar (Alonzo et al., 2015). Entidades regulatorias como la Food and Drug
Administration (FDA; por sus siglas en ingls) estiman que, para considerar seguro un
nctar, ha de someterse a un proceso capaz de reducir la poblacin inicial del patgeno
de inters en cinco unidades logartmicas (5 log), lo que equivale a liberar al producto de
dicho microorganismo en un 99,999 % (FDA, 2001). Este tipo de tratamientos deben
aplicarse, adems de por su nivel de temperatura y tiempo, tomando en consideracin
otros factores que influyen en la inactivacin de los microorganismos como la acidez, el
contenido de slidos solubles y la resistencia del microorganismo objetivo (Alonzo et
al., 2015). La calidad de la materia prima juega un papel importante. El uso de vegetales
y frutas en estado de descomposicin genera productos de menor calidad, los mismos
que incidirn directamente en el contenido de slidos solubles, acidez, color y sabor del
jugo (McLellan M y Padilla O, 2005).
Los zumos procedentes de frutas cidas como la naranja, que presentan un pH cido
(3,2-4,3) y una actividad de agua elevada (0,97-1,00), permiten el crecimiento de
levaduras pero impiden el crecimiento de la mayora de mohos y bacterias, con ciertas
excepciones. Sin embargo, mohos como Penicillium digitatum productor de la toxina
triptoquivalnica y Neosartorya fischerii un hongo relativamente termorresistente,
pueden desarrollarse bajo estas condiciones hostiles (Batt y Tortorello, 2014). Las
bacterias no son parte de la microbiota habitual del zumo de naranja, por lo que su
presencia refleja problemas de contaminacin. Microorganismos patgenos como
xxvii
Staphylococcus aureus, Yersinia enterocoltica o Listeria monocytogenes son
indicadores de falta de higiene en el proceso. De igual manera, bacterias enteroccicas
como Escherichia coli y Salmonella spp., son responsables de provocar enfermedades de
transmisin alimentaria (Zulueta et al., 2013), provocando graves infecciones
gastrointestinales (Ashurst, 2005; IFT/FDA, 2001).
El zumo de zanahoria posee una actividad de agua de 0,90 y un pH entre 4,9 y 6,0, por
lo que, en condiciones de anaerobiosis (empaques hermticos) sera posible el
crecimiento de microorganismos patgenos (Clostridium perfringens, Vibrio vulnificus,
Bacillus cereus, Campylobacter spp., Shigella spp., Vibrio parahaemolyticus y
Clostridium botulinum) (IFT/FDA, 2001). As tambin, estas caractersticas
fisicoqumicas permiten el crecimiento de levaduras relativamente termorresistentes
como Zygosaccharomyces bailii (Palaniappan et al., 1991).
Segn la norma NTE INEN 2337 (2008), un nctar se considera apto para el consumo
humano cuando se encuentra libre de microorganismos patgenos, toxinas o sustancias
generadas por los microorganismos que puedan ser un riesgo para la salud. Por lo tanto,
el recuento de coliformes y coliformes fecales debe ser menor a 3 UFCcm-3
, en el
recuento estndar en placa. En el caso de mohos y levaduras, estos deben presentar
valores inferiores a 10 UFCcm-3
(INEN 2008).
28
CAPTULO I.- EL PROBLEMA
1.1. TEMA
ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE PASTEURIZACIN AL VACO SOBRE LAS
PROPIEDADES NUTRICIONALES, SENSORIALES Y MICROBIOLGICAS DE
NCTAR DE NARANJA (Citrus x sinensis) Y ZANAHORIA (Daucus carota L.).
1.2. JUSTIFICACIN
Las frutas y hortalizas poseen una alta calidad nutricional y junto con los aspectos
sensoriales pueden influir en la aceptacin o rechazo de un producto (Khandpur y
Gogate, 2015).
El consumo de nctares de frutas y hortalizas es una forma de cumplir con la ingesta
diaria de cinco porciones de frutas y hortalizas para conservar la salud (WHO/FAO,
2003).
La zanahoria es una hortaliza que constituye una rica fuente de y caroteno
precursores de la provitamina A (Yadav et al., 2014). La naranja es una fruta que en su
interior alberga pigmentos (carotenoides), altas concentraciones de vitamina C,
flavonoides y cidos hidroxicinmicos muy beneficiosos para la salud (Remini et al.,
2015). Sin embargo, para su preservacin se deben tomar en cuenta dos aspectos: la
carga microbiana que puede contener el nctar y las temperaturas de pasteurizacin;
tratamientos muy drsticos (temperaturas elevadas por tiempos prolongados)
comprometen la calidad sensorial y nutricional del nctar (Yadav et al., 2014). Durante
el almacenamiento, los nctares van reduciendo paulatinamente su calidad, presentando
cambios de color ; en productos procedentes de frutas ctricas como la naranja, se puede
evidenciar la degradacin del contenido de cido ascrbico presente inicialmente
(Remini et al., 2015).
29
El exhausting o remocin del aire disuelto en el producto alimenticio es beneficioso
porque elimina la disponibilidad del oxgeno durante el almacenamiento, lo que evita la
oxidacin y el crecimiento microbiano (Hounhouigan et al., 2014).
El procesamiento industrial de los nctares de frutas requiere establecer adecuadamente
el sistema de extraccin, la eleccin de la temperatura de tratamiento trmico o el
empleo de una fase de evacuacin del aire contenido en el producto (exhausting), ya que
inciden directamente en la calidad sensorial y microbiolgica de los nctares durante su
vida til, para poder obtener un nctar de alta calidad, con caractersticas similares a las
del recin exprimido, que es lo que busca el consumidor en el mercado de nctares a
nivel nacional e internacional (Perez y Roussef, 2008). En esta tendencia, juega tambin
un papel importante el hecho de no aadir, o reducir al mximo el empleo de
compuestos qumicos conservantes, ya que estos compuestos qumicos son capaces de
generar reacciones alrgicas, asma, urticaria, irritaciones gstricas (Soubra et al., 2007).
En resumen en esta investigacin se propone investigar el empleo de un sistema de
pasteurizacin a presin reducida, determinando los tiempos y temperaturas de
tratamiento trmico adecuados para alcanzar una vida til comercialmente viable,
conservando de mejor manera la calidad sensorial y nutricional, asegurando que la
reduccin de la carga microbiana alcanzada llegue a un nivel adecuado para garantizar la
salud del consumidor.
1.3. OBJETIVOS
1.3.1. Objetivo general
Estudiar la influencia de pasteurizacin al vaco sobre las propiedades nutricionales,
sensoriales y microbiolgicas de nctar de naranja (Citrus x sinensis) y zanahoria
(Daucus carota L.).
1.3.2. Objetivos especficos
Determinar la temperatura y tiempo ptimo de reduccin microbiana hasta los
niveles permitidos por la norma INEN vigente.
30
Caracterizar el nctar antes y despus de ser sometido al proceso de
pasteurizacin trmica mediante anlisis fsico-qumicos y microbiolgicos.
Evaluar sensorialmente el nctar sometido al proceso de pasteurizacin trmica.
Estimar los costos de produccin derivados del empleo de la tecnologa de
pasteurizacin a presin reducida en el procesado de nctar de naranja y
zanahoria.
31
CAPTULO II.- MARCO TERICO
2.1. TRATAMIENTOS TRMICOS
2.1.1. Pasteurizacin
Desde tiempos antiguos se han empleado diversas tcnicas para conservar los alimentos
como: secado, concentracin de slidos, congelacin, fermentacin, preservacin
qumica y tratamiento trmico. Los tratamientos trmicos son el conjunto de condiciones
de calor necesarias para generar alimentos con inocuidad microbiolgica y calidad
comestible (Holdsworth y Simpson, 2007). La aplicacin de este tipo de procesos tiene
tres objetivos: el primero, reducir la carga microbiana a niveles suficientemente bajos; el
segundo objetivo, es crear un ambiente inocuo en el envase mediante la remocin de
oxgeno, el control del pH y el control de la temperatura de almacenamiento; el tercero,
pretende asegurar un sellado hermtico para prevenir futuras contaminaciones
(Ramaswamy H, 2005).
Dentro de los tratamientos trmicos, la pasteurizacin es un proceso que mediante la
aplicacin de temperaturas por debajo del punto de ebullicin permite destruir
microorganismos patgenos presentes en los alimentos, brindndoles un perodo de vida
til bajo condiciones de refrigeracin. Tras una fase inicial de desarrollo de carcter
emprico, en la actualidad, la evolucin de la tcnica involucra clculos de cintica de
destruccin microbiana que permiten optimizar los tratamientos trmicos. Pese a esto, se
siguen buscando alternativas que permitan conservar el color, sabor y otros atributos
(Ramaswamy, 2005; Rivas et al., 2006; Tchango Tchango et al., 1997).
El diseo de un proceso trmico depender del tipo de alimento, la composicin qumica
y el tipo de microorganismos causante del deterioro. El primer paso del diseo es
identificar el microorganismo o enzima objetivo a inactivar. En alimentos y bebidas con
altos niveles de azcar es comn encontrar levaduras y hongos como agentes de
deterioro primario (Ramaswamy, 2005). Alrededor de 239 cepas de levaduras, tales
32
como: Kloeckera apis, Kloeckera japnica y muchas levaduras del gnero Candida,
Cryptoccocus, Debaryomyces, Saccharomyces, Zygosaccharomyces, Pichia, y
Rhodotorula han sido identificados en productos procesados a partir de frutas y
hortalizas (Tchango Tchango et al., 1997). De igual manera, los hongos
termoresistentes (Neosartorya fischeri, Byssochlamys nivea, Byssochlamys fulva,
Talaromyces flavus y Eupeniccilium) constituyen un problema para la industria
agroalimentaria, puesto que este tipo de contaminacin se origina en campos y huertos y
las ascosporas de estos microorganismos tienen la capacidad de resistir los procesos de
pasteurizacin comercial pudiendo germinar y desarrollarse en anaerobiosis durante el
almacenamiento (Salomo et al., 2007).
2.1.2. Letalidad trmica
La resistencia trmica del microorganismo objetivo permite determinar el tiempo
necesario para que el centro trmico (punto fro) del producto alcance la temperatura de
pasteurizacin. Segn diversos autores la reduccin de la carga microbiana de productos
tratados trmicamente siguen una cintica de primer orden como se muestra en la
Ecuacin 1 (Sheen et al., 1993; Smith y Tung, 1982; Toledo, 1999).
Ec. 1
Donde k es una constante cintica de primer orden, No es la poblacin microbiana
inicial, N es la poblacin microbiana en el tiempo y t es el tiempo de tratamiento
trmico.
De acuerdo a lo reportado al asumir que N=N0 en tiempo 0, se obtiene la Ecuacin 2.
Ec. 2
Al emplear logaritmos decimales, se obtiene la Ecuacin 3:
Ec. 3
A partir de la Ecuacin 3, se puede definir una constante denominada tiempo de
reduccin decimal (D=2,303/k), la cual constituye el tiempo de calentamiento requerido
33
para reducir una determinada carga microbiana al 10 % del valor inicial. Esta constante
es particular para cada microorganismo y temperatura. En funcin de la Ecuacin 3 se
obtiene la Ecuacin 4, est permitir generar curvas de inactivacin trmica de tipo
lineal que correlacionen N vs t.
Ec. 4
El nmero de reducciones decimales (S) generadas en el proceso se definen como la
eficiencia o letalidad de un proceso trmico, y est descrita por la Ecuacin 5.
Ec. 5
A partir de la Ecuacin 6 se puede establecer el tiempo de proceso requerido (IFT/FDA,
2001) a una temperatura constante T para conseguir la letalidad deseada.
Ec. 6
La inactivacin microbiana alcanzada mediante una determinada combinacin
tiempo/temperatura (FT) se relaciona con otras condiciones trmicas a travs del valor z,
mediante la Ecuacin 7.
Ec. 7
Donde, Dref es la tasa de reduccin decimal del microorganismo objetivo a la
temperatura de referencia Tref.
La tasa de letalidad (L) es una medida cuantitativa de la tasa de inactivacin de
microorganismos a una determinada temperatura. Se obtiene del cociente Dref/D, como
se muestra en la Ecuacin 8. La aplicacin de esta ecuacin se considera vlida cuando
se aplica en un rango de temperaturas no muy amplio.
Ec. 8
Holdsworth y Simpson (2007), pusieron de relieve que la clave de la utilidad de la
aplicacin del clculo de tasas de letalidad es su carcter aditivo, puesto que permite
cuantificar un proceso trmico a lo largo de todo el rango de temperaturas empleado. La
34
tasa de letalidad integrada (valor F) o la suma de las tasas de letalidad alcanzadas a lo
largo del proceso trmico, se calcula a partir de la Ecuacin 9.
Ec. 9
2.1.3. Resistencia trmica de microorganismos y enzimas
Desde el ao 1990 hasta la actualidad, se ha descrito un buen nmero de casos de
infecciones e intoxicaciones asociadas con el consumo de jugos de manzana y naranja.
Este problema ha venido sido causado por la presencia de patgenos como Salmonella
spp., Escherichia coli O157:H7 y Cryptosporidium parvum. Estudios posteriores han
demostrado que existen otros microorganismos patgenos presentes en alimentos
elaborados con frutas y verduras en estado de descomposicin que generan toxinas como
la patulina producida por mohos como Aspergillus clavatus, Aspergillus claviforme,
Byssochlamys fulva, Penicillium patulum o Penicillium expansum. Esta toxina es capaz
de generar desordenes gastrointestinales, alterar la funcin renal y producir lceras y
sangrado en el sistema digestivo del humano. Adems de la problemtica de salud antes
mencionada, la contaminacin microbiana de un alimento puede generar sabores
indeseables, cambios en la textura, daos en el alimento y descomposicin (Juvonen R
et al., 2011). En bebidas como el nctar de frutas, las levaduras fermentativas como
Zygosaccharomyces bailii pueden presentar resistencia extrema a los cidos orgnicos
dbiles y buena osmotolerancia, provocando la fermentacin vigorosa de la fructosa y
otros azcares. Esta levadura es comn en productos concentrados de frutas y jarabes.
Saccharomyces cerevisiae se desarrolla habitualmente en jugos de frutas y limonadas.
Es altamente fermentativa y, como parte de su metabolismo, produce CO2 y etanol en
grandes cantidades, usando como sustrato los azcares presentes en el jugo (Juvonen R
et al., 2011). En el caso de los mohos, durante su metabolismo liberan enzimas como:
lipasas, proteasas y carbohidrasas. Su accin genera olores y sabores extraos, as como
decoloracin y formacin de alrgenos y toxinas. Especies termorresistentes de hongos
(Byssochlamys, Neosartorya y Talaromyces), atacan productos elaborados con frutas
luego del tratamiento trmico (Juvonen R et al., 2011). El hongo Neosartorya fischeri
35
se puede encontrar en la tierra, materia orgnica en descomposicin, materia prima en
descomposicin y equipos de las lneas procesamiento. Es capaz de causar
desintegracin en la fruta por la produccin de enzimas pectinolticas y desintegrativas.
Generan micotoxinas (fumitremrgenos A, B y C y verruculgeno) que interactan con
el sistema nervioso central ocasionando temblores, convulsiones y hasta la muerte
(Nielsen et al., 1988; Salomo et al., 2007).
Segn Wibowo et al. (2015) la pasteurizacin trmica, adems de inactivar
microorganismos, permiten desnaturalizar enzimas endgenas termorresistentes como la
pectinmetilestearasa (PME). Est enzima perteneciente al grupo de las enzimas
pectinolticas o pectinasas, hidroliza los enlaces glicosdicos de sustancias pcticas
mediante la desesterificacin, generando as, molculas de alto peso molecular con
nuevas uniones no metoxlicas (Kohli et al., 2015).
Hoy en da, los consumidores buscan alimentos que, adems de una larga vida til,
retengan al mximo la calidad nutricional de la materia prima original. En productos
como el nctar, es importante controlar la temperatura y el tiempo de pasteurizacin para
evitar ciertos efectos negativos como: degradacin de cido ascrbico, degradacin de
azcares (catalizada por cidos) y la reaccin de Maillard (glucosilacin entre azcares
reductores y aminocidos). La incidencia de estos efectos modifican las caractersticas
sensoriales (cambios de color, aroma) y nutricionales (slidos, vitaminas, cidos
orgnicos) del producto final (Abraham et al., 2011; Rivas et al., 2006).
Durante la pasteurizacin de nctar es importante controlar la formacin de compuestos
secundarios como el 5-hidroximetilfurfural (5-HMF). Esta especie qumica se forma
mediante la reaccin de Maillard, a partir de la deshidratacin trmica de fructosa,
sacarosa y glucosa catalizada por cidos (Abraham et al., 2011). Controlar su
formacin es trascendental para la industria, puesto que, el 5-HMF tiene potencial
cancergeno en dosis altas de consumo. Segn la FDA el lmite de ingesta diaria es de 40
mg/kg (ppm), ya que su consumo puede generar un riesgo para la salud, puesto que en
presencia de la enzima sulfotransferasa transforma el 5-HMF en 5-SMF
36
(sulfoximetilfurfural), sustancia que posee propiedades mutagnicas, con capacidad de
podra generar cncer o tumores malignos.
2.2. ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS
Al revisar investigaciones previas que sirven de soporte al presente trabajo, se pueden
citar los siguientes estudios:
Rivas et al. (2006), evaluaron el efecto de la aplicacin de pasteurizacin UHT (98 C
por 21 segundos) y pulsos elctricos en una formulacin de jugo de naranja y zanahoria
(4:1; v/v) y lo llevaron a tres condiciones de almacenamiento (2 C, 22 C y 30 C).
Segn estos autores, las muestras sometidas a pasteurizacin no presentaron efectos
significativos en el pH del jugo por la aplicacin de las diferentes temperaturas de
almacenamiento. El contenido de slidos solubles la luminosidad y tono disminuyeron
por efecto del tratamiento trmico luego de seis meses (30 C). Sin embargo, la acidez
total se elev ligeramente.
Wibowo et al. (2015), trabajaron con muestras de jugo de naranja tratado trmicamente
a 92 C durante 30 segundos. Estas fueron almacenadas por 32 semanas (20 C y 28 C),
12 semanas (35 C) y 8 semanas (42 C). Los jugos presentaron un incremento del
contenido de slidos soluble, mientras que el pH y la acidez titulable se mantuvieron en
el tiempo. La concentracin de vitamina C disminuy en funcin del tiempo y la
temperatura. El jugo almacenado a 20 C perdi el 75 % de cido ascrbico al cumplir
32 semanas y la muestra almacenada a 42 C (8 semanas) evidenci la oxidacin total de
cido ascrbico a cido deshidroascrbico y ste, a su vez, dio paso a la formacin de
otros compuestos como el cido 2, 3 dicetoglucnico, cido 2-furoico y 3-hidroxi-2-
pirona.
Jain et al. (2003), trabajaron en pasteurizacin de jugo de naranja a 82 C por 3
segundos y almacenados a dos condiciones de almacenamiento (10 C y 18 C). Segn
estos autores el tratamiento trmico redujo el 7,25 % de cido ascrbico inicial. Sin
embargo, durante el almacenamiento la pasteurizacin ayud en la retencin del cido
37
ascrbico, siendo mayor al mantenerse en refrigeracin a 10 C. Adems, explicaron
que la pasteurizacin permiti ralentizar el crecimiento microbiano, ms no inhibirlo.
Burbano (2015), realiz un estudio comparativo aplicando dos tipos de pasteurizacin:
pasteurizacin abierta y pasteurizacin al vaco de nctar de pia (Ananas comosus L.),
naranjilla (Solanum quitoense Lam.) y boroj (Borojoa patinoi Cuatrec.),
establecindose que el tratamiento pasteurizado a vaco y a 65 C por 12 minutos
preserv de mejor manera las propiedades fisicoqumicas (pH, SST, vitamina C y color)
y sensoriales del nctar.
De igual manera, Custode (2015), realiz un estudio comparativo de la aplicacin de
pasteurizacin abierta y pasteurizacin al vaco en nctar a base de maracuy (Passiflora
edulis Sims.), zanahoria (Daucus carota L.) y noni (Morinda citrifolia L.). Al aplicar
una pasteurizacin al vaco a 65 C por 7 minutos logr preservar mejor las
caractersticas fisicoqumicas (pH, slidos solubles, vitamina C), sensoriales y
microbiolgicas (recuento de mohos y levaduras) del producto.
Segn Wibowo et al. (2015), al aplicar de un tratamiento trmico a 92 C por 32
segundos no existe formacin de 5-HMF.
Anthon et al. (2002), establecieron que la inactivacin de la PME se puede alcanzar
elevando la temperatura del producto a 70 C por 10,4 min (z=4,8).
2.3. HIPTESIS
Ho: La aplicacin de diferentes temperaturas y tiempos de coccin empleando
pasteurizacin al vaco no influye en las propiedades fisicoqumicas y sensoriales
del nctar de naranja y zanahoria, ni permite la reduccin de la carga microbiana
inicial del producto hasta los lmites permisibles por la norma INEN 2337.
Ha: La aplicacin de diferentes temperaturas y tiempos de coccin empleando
pasteurizacin al vaco influye en las propiedades fisicoqumicas o sensoriales del
nctar de naranja y zanahoria o en la reduccin de la carga microbiana inicial del
producto hasta los lmites permisibles por la norma INEN 2337.
2.3.1. Sealamiento de variables de las hiptesis
a) Variables independientes
38
Tratamientos trmicos (combinaciones tiempo/temperatura)
b) Variables dependientes
Color (tono, croma e ndice de oscurecimiento)
pH
Acidez titulable
Slidos solubles totales
Vitamina C
5-Hidroximetilfurfural
Aerobios mesfilos totales
Mohos y levaduras
Coliformes totales
Escherichia coli
Listeria monocytogenes
Staphylococcus aureus
39
CAPTULO III.- MATERIALES Y MTODOS
3.1. MATERIALES
3.1.1. Materia prima
Para el desarrollo de la investigacin, se trabaj con naranja (Citrus x sinensis) variedad
Valencia criolla y zanahoria (Daucus carota L.) en estado de madurez comestible,
obtenidas a travs de la Empresa Pblica Mercado Mayorista Ambato (Ambato,
Ecuador). En la formulacin del nctar se emple agua mineral natural sin gas (Tesalia,
Ecuador) y como agente edulcorante, sacarosa de grado alimentario (Valdez, Ecuador).
Ambos productos fueron adquiridos en una gran superficie comercial de la ciudad de
Ambato (Gran Aki, Ecuador).
3.2. MTODOS
3.2.1. ELABORACIN DE NCTAR DE NARANJA Y ZANAHORIA
Preparacin de la materia prima
Los frutos y vegetales previamente seleccionados fueron lavados en agua corriente con
ayuda de un cepillo de cerda plstica fina para retirar las partculas de suciedad
adheridas. La desinfeccin de la fruta se realiz sumergiendo durante 5 minutos la
naranja y la zanahoria en recipientes individuales de 30 L de agua corriente a los que se
aadieron 60 gotas ( 3 mL) de una solucin desinfectante de hipoclorito de sodio en
agua (4,5 % p/v; Clorox, Ecuador). Al finalizar el tiempo de inmersin se coloc la
materia prima en bandejas metlicas previamente esterilizadas para escurrir el exceso de
humedad.
Extraccin de zumo de naranja
Para la extraccin del zumo de naranja, se parti la fruta por la zona ecuatorial con un
cuchillo de acero inoxidable y se coloc sobre el exprimidor semiautomtico
(exprimidor Skymsem; Siemsen, Brasil). El lquido resultante se filtr a travs de un
40
cedazo plstico de 1,5 mm de luz y se recogi en un recipiente previamente
desinfectado.
Extraccin de zumo de zanahoria
La extraccin de zumo de zanahoria se realiz con ayuda de un extractor de vegetales
(Omega-Juicer; Mega Mouth Juicer BM5330; Corona, EE.UU.). Para esto se coloc la
zanahoria en la tolva del extractor y se ejerci presin con un embolo plstico,
permitiendo el ingreso de las hortalizas. Los primeros 30 ml (aproximadamente) del
zumo fueron desechados. El zumo restante se filtr a travs de un cedazo plstico de 1,5
mm de luz y se recogi en un recipiente previamente desinfectado.
Desarrollo de la formulacin
Para la formulacin de nctar se desarroll una mezcla de zumo de naranja, zumo de
zanahoria y agua en relacin 1:1:2 (v/v/v). En las soluciones obtenidas se midi la
concentracin de slidos solubles totales (Refractmetro Digital Atago modelo Pocket
Pal-; 0-85 Brix; Tokio, Japn) y se ajust la concentracin del edulcorante (sacarosa)
hasta alcanzar los 15 Brix. La cantidad de azcar necesaria para realizar el ajuste de
Brix se realiz empleando un balance de materia (Figura 6; Ecuacin 10). Finalmente,
se evalu el pH de la mezcla. Experimentos preliminares permitieron evitar la necesidad
de ajustar la acidez de las formulaciones, ya que presentaron valores de pH entre 4,3 y
4,7, de acuerdo a lo estipulado por la norma INEN 2337.
A C
B
Solucin NZA; 1:1:2
(v/v/v)
X Brix
Sacarosa 100 Brix
Nctar
15 Brix
MEZCLA
Figura 6. Balance de materia para el ajuste del contenido de SST de
nctar de naranja (Citrus x sinensis) y zanahoria (Daucus carota L.)
41
Ec. 10
Donde A es la concentracin de SST de la mezcla sin edulcorar, X es la cantidad de
mezcla sin edulcorar en kg, B es la concentracin de SST, Y es la cantidad de azcar en
kg de la sacarosa; C es la concentracin de SST a la que se desea llegar y Z es la
cantidad de nctar final en kg.
Tratamiento trmico
Para la aplicacin de pasteurizacin al vaco (Figura 7) se emple un mdulo polivalente
de productos concentrados (DL-LAB50, DeLorenzo; Roma, Italia). El diseo del
tratamiento trmico se realiz en base a dos microorganismos objetivo: Neosartorya
fischeri y Zygosaccaromycces baiili considerando un valor z de 4,0 y 7,19
respectivamente (Tabla 1). La validacin del proceso de pasteurizacin se realiz
mediante un conjunto de termorregistradores cableados E-Val Flex (Ellab A/S; Hillerd,
Dinamarca) controlado mediante el software Valsuite Pro (Ellab A/S; Hillerd,
Dinamarca). Con los valores tiempo/temperatura registrados se calcul la letalidad
acumulada durante el proceso.
Tabla 1. Diseo de tratamientos trmicos para pasteurizacin nctar de naranja (Citrus x sinensis) y zanahoria (Daucus carota L.)
Tratamiento Microorganismo objetivo Temp.
(C)
Tiempo
(min)
Vaco*
(Bar)
DT (min) Z
(C)
1
Neosartorya fischeri
92b 3,30 -0,19
36,75 4,00 2 90b 10,30 -0,22
3 88b 32,68 -0,25
4
Zygosaccharomyces bailii
70a 2,30 -0,50
16,88 7,19 5 65a 11,40 -0,54
6 60a 56,60 -0,58
Fuentes: Palaniappan et al. (1991)a; Batt y Tortorello (2014)
b. *Valor relativo a la presin
normal en Ambato (0,75 Bar a 2750 msnm y 20 C).
Al finalizar el tratamiento trmico se detuvo la inyeccin de vapor y se continu
agitando durante el periodo en el que el nctar se envas en botellas de vidrio de 280 ml
a travs de la vlvula de descarga del mdulo polivalente. Una vez cerrados los frascos
mediante tapones plsticos roscados con faldn, se enfriaron rpidamente con agua fra
42
(choque trmico) y se detuvo el proceso de coccin. Finalmente, las muestras fueron
almacenadas en una cmara de refrigeracin (HACEB RVC-17 EXP, 402 L; Bogot,
Colombia) provista de un controlador de temperatura digital (FULLGAUGE MT-512Ri
Plus; Canoas, Brasil) que permiti mantener la temperatura a 6 0,6 C. Los ensayos se
realizaron en triplicado para cada tratamiento.
43
NCTAR DE NARANJA Y ZANAHORIA
Preparacin de la materia prima
Desinfeccin
EXTRACCIN DEL ZUMO
Zumo de naranja Zumo de zanahoria
PASTEURIZACIN AL VACO
Validacin del proceso trmico
ENVASADO
Sondas y equipo E-ValFlex
Proceso trmico
Lavado Seleccin y pesaje
Almacenamiento
Figura 7. Proceso de pasteurizacin al vaco de nctar de naranja y zanahoria
44
3.2.2. CAMBIOS FISICOQUMICOS, MICROBIOLGICOS Y SENSORIALES
En las formulaciones de nctar obtenido se evaluaron los cambios fisicoqumicos,
microbiolgicos durante los das 0, 5, 9, 12, 16, 20, 24, 28 y 32 (Figura 8). A nivel
sensorial, se evaluaron los atributos de los nctares antes e inmediatamente despus de
los tratamientos trmicos.
3.2.3. ANLISIS FISICOQUMICOS
Concentracin de iones hidronio (pH)
Para la determinacin de la concentracin de iones hidronio se emple el mtodo
potenciomtrico reportado en la norma ecuatoriana INEN-ISO 1842 (2013b),
empleando un titulador automtico (Mettler Toledo Compact Tritator G20; Klang,
Malasia). El valor se registr por inmersin directa del bulbo del equipo en la muestra.
Las determinaciones se realizaron en triplicado para cada rplica de nctar desarrollado.
Determinacin de la acidez titulable
La determinacin de la acidez titulable se realiz siguiendo el mtodo reportado en la
norma ecuatoriana INEN-ISO 750 (2013a), empleando un titulador automtico (Mettler
Toledo Compact Tritator G20; Klang, Malasia). El ensayo se realiz a partir de una
solucin de nctar-agua (20:3; v/v) y se tom una alcuota de 50 ml en el vaso valorador
(100 mL). Para la titulacin se emple una solucin de hidrxido de sodio (0,1 N). El
equipo finaliz la neutralizacin cuando alcanz un valor de pH de 8,1. El valor
reportado por el equipo se emple para el clculo de la concentracin de cido ctrico
(Ecuacin 11). Las determinaciones se realizaron en triplicado para cada rplica de
nctar desarrollado.
Ec. 11
Donde AT es la acidez titulable en porcentaje de cido ctrico; V(NaOH) es el volumen de
solucin de hidrxido de sodio consumido en mL; N NaOH) es la normalidad del
hidrxido de sodio (mEq/L; EQAC es el factor de equivalencia del cido orgnico
45
predominante; FD es el factor de dilucin de la muestra; VN es el volumen de nctar
empleado para la solucin en mL y ALS es la cantidad de muestra diluida empleada en la
titulacin en mL.
Determinacin de slidos solubles totales
La determinacin del contenido de slidos solubles totales se realiz por refractometra
siguiendo el mtodo presentado en la norma ecuatoriana INEN-ISO 2173 (2013c),
empleando un refractmetro digital (Pocket Atago; Tokio, Japn). La calibracin del
equipo se realiz con agua destilada. El contenido de SST se determin por lectura
directa y en triplicado para cada rplica de nctar desarrollado. Los resultados se
reportaron en g de sacarosapor cada 100 g de muestra.
Color
La determinacin de las caractersticas cromticas del nctar se realiz en base al
mtodo espectrofotomtrico propuesto por la OIV (2006). Para esto se realiz un barrido
de transmitancia (%) entre 380 y 760 nm de las muestras previamente filtradas al vaco.
En funcin de estos valores se obtuvieron los valores triestimulares para el clculo de las
coordenadas de color en el espacio CIE L*a*b* (Ecuaciones 12, 13 y 14).
Ec. 12
Ec. 13
Ec. 14
Donde X, Y y Z son valores triestimulares; Xn, Yn y Zn son valores relacionados al
iluminante empleado; L* es la luminosidad, a* es la coordenada de color rojo (+)/verde
(-), b* es la coordenada de color amarillo (+)/azul (-).
En funcin de las coordenadas cromticas L*, a* y b* se calcul el tono (Hue; H),
croma (C*) e ndice de oscurecimiento (IO), empleando las ecuaciones 15, 16 y 17.
46
Ec. 15
Ec. 16
Ec 17
Determinacin de vitamina C
Para la determinacin del contenido de cido ascrbico se aplic un mtodo
semicuantitativo empleando un reflectmetro RQFlex 2 provisto de un estndar (cdigo
de barras 410) y un kit de tirillas impregnadas de cido molibdofosfrico (Merck KGaA,
2013a). La cuantificacin se realiz sumergiendo la tira de ensayo por 1 segundo en las
muestras, retirando el exceso de lquido y dejando que ocurriese la reaccin (15 s).
Aproximadamente 5 segundos antes de que el tiempo especfico de medicin finalizase
(10 s) se introdujo la tira de ensayo impregnada con la muestra en el adaptador para tiras
del RQFlex2. Finalizado el tiempo de reaccin, el equipo mostr en la pantalla el valor
de medicin en mgL-1
. Las determinaciones se realizaron en duplicado para cada rplica
de nctar desarrollado.
Determinacin de HMF
Para la determinacin del contenido de HMF se aplic un mtodo semicuantitativo en el
que se emple un reflectmetro RQFlex 2 (Merck KGaA, Darmstadt, Alemania)
provisto de un estndar (cdigo de barras 522) y un kit de tirillas impregnadas de un
derivado del cido barbitrico y un derivado de la aminofenazona (Merck KGaA,
2013b). La cuantificacin se realiz sumergiendo la tira de ensayo por 1 segundo en las
muestras, retirando el exceso de lquido y dejando que ocurriese la reaccin (120 s).
Aproximadamente 10 segundos antes de que finalizase el tiempo especfico de medicin
(110 s) se introdujo la tira de ensayo impregnada con la muestra en el adaptador para
tiras del RQFlex2. Finalizado el tiempo de reaccin, el equipo mostr en la pantalla el
valor de medicin en mgL-1
. Las determinaciones se realizaron en duplicado para cada
rplica de nctar desarrollado.
47
NCTAR DE NARANJA Y ZANAHORIA
Figura 8. Anlisis fisicoqumicos de nctar de zanahoria y naranja
48
3.2.4. ANLISIS MICROBIOLGICOS
Aerobios mesfilos totales
La determinacin del contenido de aerobios mesfilos (Figura 9) en nctar de naranja y
zanahoria se realiz siguiendo la metodologa de recuento en placa por profundidad
planteada en la norma NTE INEN 1529-5 (2006). Se prepararon diluciones sucesivas de
la muestra (100, 10
-1) empleando agua de peptona (Merck KGaA; Darmstadt, Germany)
estril. La inoculacin se realiz en agar para recuento en placa (PCA; Difco BD; New
Jersey, Estados Unidos) a 45 2C. La incubacin se realiz a 37 1C por 48 h. Al
finalizar el proceso de incubacin se procedi al conteo del nmero colonias empleando
un contador de colonias (Boeco, CC-1; Hamburgo, Alemania); para esto se
seleccionaron las placas que presentaron entre 15 y 300 colonias. El nmero de unidades
formadoras de colonias (UFC) se determin como la media ponderada de dos diluciones
sucesivas utilizando la Ecuacin 18.
Ec. 18
Donde N es el nmero de unidades formadoras de colonia por mL, c es la suma de
todas las colonias contadas en las placas seleccionadas, V es el volumen inoculado en
cada caja Petri en mL, n1 es el nmero de placas retenidas en la primera dilucin
seleccionada, n2 es el nmero de placas retenidas de la segunda dilucin seleccionada, d
es el nivel de dilucin correspondiente a la primera dilucin retenida. Las
determinaciones se realizaron en duplicado para cada rplica de nctar desarrollado.
Mohos y levaduras
La determinacin del contenido de mohos y levaduras se realiz siguiendo la
metodologa de recuento en placa por profundidad planteada en la norma INEN 1529-10
(2013d) (Figura 9). Se prepararon diluciones sucesivas (100, 10
-1) de la muestra
empleando agua de peptona estril (Merck KGaA; Darmstadt, Germany). La inoculacin
se realiz en agar papa dextrosa (PDA; Difco BD; New Jersey, Estados Unidos) a 45
2C. La incubacin se realiz a 25 1 C por 3-5 das. Al finalizar el proceso de
incubacin (Incubadora; ESCO IFA 110T8; Changi, Singapore) se procedi al conteo
49
del nmero colonias empleando un contador de colonias (Boeco, CC-1; Hamburgo,
Alemania); para esto se seleccionaron las placas que presentaron entre 10 y 150
colonias. El nmero de unidades propagadoras (UP) de mohos y levaduras se determin
por separado como la media ponderada de dos diluciones sucesivas utilizando la
Ecuacin 18.
Microorganismos patgenos
La determinacin de la presencia de microorganismos patgenos (Figura 9) se realiz en
placas de recuento rpido Petrifilm segn las fichas tcnicas reportadas por 3M (2016).
Se prepararon diluciones sucesivas (100, 10
-1) de la muestra empleando agua de peptona
estril (Merck KGaA; Darmstadt, Germany). La inoculacin se realiz en placas de
recuento rpido para Escherichia coli-Coliformes totales (3M; Minnesota, Estados
Unidos), Staphylococcus aureus (3M; Minnesota, Estados Unidos), Listeria
monocytogenes (3M; Minnesota, Estados Unidos) a 35 2 C por 24 horas para
coliformes totales, Staphylococcus aureus y Listeria monocytogenes y 48 horas para
Escherichia coli en incubadora (ESCO IFA 110T8; Changi, Singapore). El conteo de
colonias se realiz empleando un contador de colonias (Boeco, CC-1; Hamburgo,
Alemania). El nmero de unidades formadoras de colonia se determin por separado
como la media ponderada de dos diluciones sucesivas utilizando la Ecuacin 18. Al
finalizar el proceso de incubacin se seleccionaron las placas de dos diluciones
consecutivas que presenteron entre 15 y 300 colonias.
3.2.5. ANLISIS SENSORIAL
Para la evaluacin sensorial de los tratamientos se realizaron dos fichas de evaluacin
sensorial considerando diversos parmetros hednicos y de aceptabilidad del producto.
El panel estuvo compuesto de 15 catadores no entrenados los cuales establecieron su
preferencia respecto a los tratamientos en base a cinco atributos: color, olor, dulzor,
acidez y aceptabilidad, sobre una escala de cinco puntos. La segunda parte de la
evaluacin consisti en determinar la intensidad de los atributos sensoriales percibidos
en los nctares en base a los parmetros: color, olor, sabor y textura, mediante escalas de
cuatro puntos (Saltos (2010)).
50
NCTAR DE NARANJA Y ZANAHORIA
Figura 9. Anlisis microbiolgico de nctar de zanahoria y naranja
51
3.2.6. ANLISIS ESTADSTICOS
Diseo experimental
El diseo aplicado en el desarrollo de los experimentos emple un factor de bloqueo con
un nmero de niveles igual al del nmero de tratamientos. Cada tratamiento
(combinacin tiempo/temperatura) se ejecut por triplicado (tres rplicas). Debido a la
duracin de las labores de procesado de la materia prima, cada bloque experimental se
ejecut a lo largo de un da de trabajo. Al emplearse una materia prima diferente en cada
tratamiento, se estableci un control sin tratamiento para cada bloque.
El anlisis de los datos obtenidos fue llevado a cabo mediante el paquete estadstico
Statgraphics Centurion XV.II (Statpoint Technologies Inc.; Virginia, EE.UU.). El efecto
del tratamiento trmico en las propiedades fisicoqumicas, microbiolgicas y sensoriales
se evalu mediante un modelo lineal de carcter aditivo descrito mediante la Ecuacin
19.
Ec. 19
La existencia de diferencias significativas entre niveles de los factores estudiados se
evalu mediante un anlisis de la varianza (ANOVA). La diferenciacin estadstica entre
las medias de los tratamientos se determin, en caso de existir diferencias significativas
en el test ANOVA, mediante el test HSD de Tukey, por ser idneo para la c